為了保證使油田在冬季能夠正常安全的生產(chǎn)，我們每年必須對油、水井井口實(shí)行保溫工作，對井口盒內流程、設備的進(jìn)行保溫。目前，普遍采用的盒內保溫方式是使用大功率的井口電加熱器，成本高。目前，經(jīng)過(guò)有關(guān)技術(shù)人員的辛勤檢索和尋找，找出了一種新型的低功率電加熱器----新型硅橡膠加熱器。
1 前言
XX采油廠(chǎng)在現階段所使用的電加熱器為xxx型金屬管油井井口大功率井口加熱器
它的主要特點(diǎn)是耗電量大、發(fā)熱量高，它的雙片功率為800W，每年的保溫期為4.5個(gè)月，則單井耗電量為2592度；由于熱量大，常常因為安裝在油井的嘴子套上而把井口盒烤壞，而且電線(xiàn)接頭處絕緣很差存在安全隱患。所以有關(guān)技術(shù)人員經(jīng)過(guò)研究尋找出一種新型硅橡膠低功率電加熱器----硅橡膠加熱器。
2 原理及結構
硅橡膠是一種新型的高分子彈性材料，有極好的耐高溫性能（250-300℃）和耐低溫性能（-40-60℃），具有極佳的回彈性和永久變形小的特性。特種硅橡膠還具有耐油性能。
在電性能方面：即使短路燃燒生成的二氧化硅仍為絕緣體，這就保證電氣設備繼續工作。
表面性能是：對許多材料不粘，可起隔離作用。 正是由于硅橡膠具有許多優(yōu)異性能，所以應用非常廣泛。它是由電源線(xiàn)、硅橡膠層、發(fā)熱電阻絲、隔熱層、硅橡膠絕緣層及鋁板構成 。
工作原理：將固定功率的電阻絲盤(pán)旋包裹在硅橡膠中，通電后既能產(chǎn)生熱量，而隔熱、絕緣層的存在使的電阻絲所產(chǎn)生的熱量大部分向面板方向傳遞，硫化或粘合在硅橡膠層背后的鋁板即是定形的基板，又是優(yōu)良的傳熱導體，能迅速與環(huán)境溫度平衡，不至于產(chǎn)生太高的表面溫度，從而達到保護安裝表面不受高溫危害，而且還能制造出孔眼，起到固定在井口盒壁的作用。
3 試驗情況
想到將其在油田保溫上的應用前景，便積極和廠(chǎng)家取得聯(lián)系，并要求廠(chǎng)家提供樣品在我油田進(jìn)行試驗，于是我們就著(zhù)手進(jìn)行該產(chǎn)品的油田應用可行性研究試驗。
其試驗目的：判斷該低功率電加熱板能否應用于油田的井口保溫，以替代原高功率井口電加熱器。
我們知道，要想讓其代替原高功率井口電加熱器，必須能滿(mǎn)足以下條件：
?。?）電性能要好，安全系數高；
?。?）發(fā)熱量能滿(mǎn)足油田井口保溫要求同時(shí)又能有較小的能耗；
?。?）有一定的強度，不易損壞，使用壽命長(cháng)；
?。?）安裝簡(jiǎn)便，不影響或少影響原井口設備流程。
硅橡膠加熱器主要試驗項目：電性能試驗、耐水、油試驗、破壞性試驗
試驗步驟：
首先我們要對試驗地點(diǎn)的選擇，它應滿(mǎn)足如下條件：遠離油氣聚集區；能提供可靠電源；符合油水井的實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境；方便監控和試驗數據的錄取。最后選定將電加熱板露天安裝在X隊X號站站區外十米的一井口盒的壁內。為了保證試驗安全，試驗電源安裝了短路保護開(kāi)關(guān)。
3.1 為了試驗硅橡膠加熱器的安全性能，我們分別對其做了如下試驗
?。?）耐油氣性試驗：在正常工作狀態(tài)時(shí)，在加熱板上滴上原油，并利用站后反輸氣，對其進(jìn)行吹掃，使其周?chē)懈邼舛鹊目扇細?，試驗持續時(shí)間3.5個(gè)小時(shí)，加熱板上的油滴沒(méi)有發(fā)生油氣著(zhù)火爆炸燃燒等危險現象。
?。?）絕緣性試驗：在加熱板正常工作時(shí)，利用試電筆、萬(wàn)用表等進(jìn)行判斷其是否有漏電、帶電現象，并在安全措施到位的情況下，將電加熱板浸沒(méi)于雨水中，達10個(gè)小時(shí)之久，在定時(shí)的測量過(guò)程中沒(méi)有發(fā)現有漏電現象。
?。?）機械破壞性試驗：將正常工作的電加熱板舉離地面1.5米，自由下落，觀(guān)察加熱板表面及工作狀況正常。握住加熱板兩端，進(jìn)行120度（弧度）折彎多次，觀(guān)察加熱板表面及工作狀況仍然很正常。對電源接頭處進(jìn)行大強度的折彎，觀(guān)察在基板與進(jìn)線(xiàn)之間有輕徽裂縫。
要想讓新式的硅橡膠加熱器代替原高功率電加熱器，還有一項最根本的問(wèn)題沒(méi)有解決，那就是它能否提供油井正常生產(chǎn)所必須有的熱量呢？
那么首先我們要知道一口油井不用人工保溫，可以正常生產(chǎn)時(shí)所需要的溫度是多少，下表是隨機抽取的兩口油井在十月中旬，未進(jìn)行保溫時(shí)的井口各部位的溫度數據
3.2 發(fā)熱量能滿(mǎn)足油田井口保溫要求
目前現場(chǎng)使用的大功率井口加熱器有三種規格：500W、800W，1000W三種，而硅橡膠電加熱板有150W和200W。
通過(guò)在井口的實(shí)際測試得到安裝大功率井口加熱器的井口盒內的溫度是36度，安裝硅橡膠加熱器的井口盒內的溫度是27度。而油井原油的凝固點(diǎn)在18度，冷輸時(shí)油井溫度為22度。則這兩種規格加熱器都能滿(mǎn)足油田井口保溫要求。
3.3 穩定性試驗
安裝好通電后，利用非接觸式紅外測溫儀定時(shí)測量加熱板發(fā)熱表面、電線(xiàn)接頭、井口盒壁溫度和環(huán)境溫度。便得到了如下的試驗數據
通過(guò)從夏季到冬季長(cháng)期溫度測試觀(guān)察，在不同時(shí)間、不同天氣狀況，經(jīng)過(guò)爆曬、風(fēng)吹雨淋、侵水及天然氣吹掃實(shí)驗下所測的溫度情況來(lái)看，加熱板運行穩定，正常工作時(shí)的正面溫度在110～165℃之間，背面溫度在45～65℃，沒(méi)有出現不熱，高溫等狀況，證明此電加熱板有著(zhù)很好的穩定性。
4 使用情況及效果
通過(guò)以上的這些仿真試驗，我們看到此硅橡膠加熱器具有很好的運行穩定性；較高的絕緣效果；具有一定的抗機械破壞能力，有較為可靠的安全保障，是可以在油田上應用的。
我們又要求廠(chǎng)家改進(jìn)電源的進(jìn)線(xiàn)接頭。再進(jìn)行現場(chǎng)單井的實(shí)裝測試，不久廠(chǎng)家將改進(jìn)后的電加熱板送到。
于是我們在9月13日將改進(jìn)后的電加熱板安裝了兩塊在xx隊xx號站的兩口油井上，其中XX井安裝的是200W，XX井安裝的是150W，由于新式的加熱板體積很小，所以安裝十分方便，不用改動(dòng)任何井口設備。
通過(guò)以上數據的對比，幾種不同功率的電加熱器所測的溫度不同，功率大的電加熱器在保溫盒內所測的溫度較高，適合冬季保溫條件要求，但是幾種不同功率的電加熱器的接線(xiàn)頭均有老化現象，它們均不具備防爆功能，如保溫盒內存有氣體極易發(fā)生火災，這對于冬季的安全生產(chǎn)存在安全隱患。功率在200瓦的防爆硅橡膠電加熱板所測的溫度值，數值穩定，與油井冷輸時(shí)所測的溫度相當20℃。并且具有防爆的安全性能，符合我們油田冬季保溫生產(chǎn)安全的要求。
5 結論
總的看來(lái)，新式的這種硅橡膠加熱器其突出特點(diǎn)是：
?。?）具有防爆性、安全性能好；
?。?）節能效果好、成本低；
?。?）減少了工作量。
經(jīng)濟效益與社會(huì )效益（如果全作業(yè)區推廣后，每年可節約用電504000度）值得在整個(gè)油田范圍內推廣。
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