电磁加热技术井口解冻现场试验

陈洪江（大庆油田有限责任公司第八采油厂油田管理部）

大庆油田冬季天气寒冷，油水井有时会因钻关、机械维修等原因停井而导致井口冻堵，对于无伴热井口环状流程，目前常规使用的解冻方法是锅炉车蒸汽刺洗和明火解冻。采用锅炉车刺洗效率较高，但存在运行费用较高、受路况限制等问题；采用明火加热温度过高，容易破坏井口密封，造成井口现场漏油漏水污染环境，存在不安全隐患。针对以上问题，开展了电磁加热技术油水井井口解冻现场试验。

1 电磁加热装置

电磁加热是一种利用电磁感应原理将电能转换为热能的技术。在电磁加热装置内部，由整流电路将输入50/60Hz的交流电压变成直流电压，再经过控制电路将直流电压转换成频率为20～40kHz的高频电压，高速变化的电流流过线圈会产生高速变化的磁场，当磁场内的磁力线通过铁磁性材料（导磁又导电材料）时，铁磁性材料内部产生无数的小涡流，电涡流与铁磁性物质产生焦耳热，产生了能量传递并迅速释放出热能，利用释放的热能加热铁磁性材料内部物质。

电磁加热装置由电压表、电流表、加热线盘等组成，工作电源AC220V，频率50Hz，整机最大功率4kW。

加热前准备好电磁加热装置一套、电源（水井需配备一台便携式发电机）、变压装置一套。电磁加热装置使用流程：

1）装置水平置于地面，打开机箱，将电缆输入的接线端子与机箱AC220V电源相连，然后将电磁加热线盘输出电缆端的插头按机箱上的标示插入。

2）将电磁加热线盘固定在井口需解冻部位，检查以上操作正确以后，打开机箱面板上的电源开关，拨动A运行开关——加热线盘A输出，拨动B运行开关——加热线盘B输出。若需同时输出，则同时打开A、B运行开关。

3）解冻完一个部位后，需要解冻下一个部位时，先关闭主机箱面板上的电源开关，将电磁加热盘从原解冻位置取下，安装到需解冻部位，再打开面板上的电源开关，按解冻要求选择A、B运行。重复以上操作，直至整个井口解冻为止。输入电缆与电源的连接，将输入电缆、电磁加热线盘清洁后装入箱内。

4）井口解冻完毕后，关闭机箱面板上的电源开关，切断总电源。拆除输入电缆与电源的连接，将输入电缆、电磁加热线盘清洁后装入箱内。

电磁加热装置的特点如下：

1）没有明火，比较安全，体积小质量轻，便于携带操作。

2）加热均匀、解冻快速、耗能低，不破坏井口保温层。

3）不与被加热物体直接接触，即使中间隔着非金属物体也可以穿透非金属物体对铁磁性物质加热。

4）电能转换效率高，一般电阻加热效率仅在45%左右，而电磁加热效率可高达98%。

2 现场试验

选取了井口冻堵时间分别为半个月、1个月、3个月的3口水井进行了现场解冻试验，解冻成功率100%，达到井口安全解冻的效果。

水井F246-90井口冻堵时间为15天。使用A、B两个加热线盘分别对采油树顶部两个250阀门进行解冻，解冻时间4min。4min后，打开250阀门，井口处原油成股流出，表明解冻完成。

水井F226-82井口冻堵时间为1个月。地面裸露部分主要是萝卜头上部注水井口部分，解冻时采用单相装置进行解冻，该部分解冻时间在20min。萝卜头以下套管冻堵部分采用两相装置进行解冻，100min后井内水柱喷涌而出，解冻完成。整个解冻时间达到2h，发电机耗油4L。

水井Y78-92井口冻堵时间为3个月。地面裸露部分主要是萝卜头上部注水井口部分，解冻时采用双相装置进行解冻，该部分解冻时间在10min。萝卜头以下套管冻堵部分采用两相装置进行解冻，该井完全解冻的判断是通过观察地面大量的冰融化成水，同时蒸发产生蒸汽，现场将一根2m以上的钢杆用铁丝捆住，然后整根钢杆可以完全放入井内从而实施解冻。整个井口解冻时间达到3h，发电机耗油6L。

3 结论

1）电加热装置可以达到解除地面及地下1m深冻堵的目的。

2）从现场试验可以看出，对于地面裸露部分管线，不论冻堵时间长短，可以短时间内解除冻堵，效果明显；对于地下长时间冻堵非裸露部分，解冻时间长，与蒸汽解冻相比效率较低。

3）该装置主要适应于较短时间内停井后冻堵的油水井，对于冬季间抽及注水井临关井冻堵，解堵效果好，适应性更强。