專利名稱：過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于油井測(cè)試領(lǐng)域中用來輔助測(cè)試儀器 完成油井生產(chǎn)測(cè)試的導(dǎo)引裝置，尤其是涉及一種用來輔助過環(huán)空找水 儀來完成測(cè)試的電熱式導(dǎo)引頭。
技術(shù)背景油田采油井中，測(cè)量生產(chǎn)層的產(chǎn)液量和含水率是油井動(dòng)態(tài)檢測(cè)的 一項(xiàng)重要內(nèi)容，目前測(cè)量生產(chǎn)層產(chǎn)液量和含水率的儀器主要是過環(huán)空 找水儀。使用過環(huán)空找水儀進(jìn)行油井測(cè)試時(shí)，先用測(cè)井電纜將測(cè)井儀 器從地面油井偏心測(cè)試口下到油井中，然后通過油管和套管構(gòu)成的狹 長環(huán)形空間，最后才能下放到被測(cè)層位。顯然，若要完成油井生產(chǎn)測(cè) 試，首先必須保證儀器能夠通過井中的油管和套管構(gòu)成的環(huán)形空間下 放到被測(cè)層位。然而，由于滯留在油套環(huán)形空間內(nèi)的原油經(jīng)常會(huì)發(fā)生 結(jié)蠟，增加了原油的粘度，對(duì)在其中運(yùn)動(dòng)的儀器、電纜造成極大的粘 滯阻力，隨著儀器進(jìn)入原油結(jié)蠟段的深度不斷增加，儀器、電纜與原 油結(jié)蠟段的接觸面積增加，以至于儀器不能穿過原油結(jié)蠟段，出現(xiàn)了 遇阻現(xiàn)象。為解決這一問題，目前油田上采用的辦法有兩種第一種 為定期對(duì)油井進(jìn)行熱洗；第二種為油井作業(yè)，即將油井中的油管線全 部起出地面，然后對(duì)油井結(jié)蠟進(jìn)行清理和落物打撈，再將油管線下入 井中恢復(fù)原來生產(chǎn)狀態(tài)。分析這兩種方法，油井熱洗在防止油井結(jié)蠟 方面發(fā)揮了積極作用，但是，其局限性在于，某些井即使經(jīng)過熱洗效 果也不十分明顯，原因如下原油和蠟的密度都小于水，熱洗時(shí)，油 井的溫度雖然能夠使油套環(huán)形空間內(nèi)結(jié)蠟原油中凝結(jié)的蠟消融，但改 變不了含蠟原油始終要漂浮在水上面的事實(shí)，熱洗完畢，隨著時(shí)間的 推移，抽油機(jī)不斷地將油井中的油水混合液抽到地面，油套環(huán)形空間 中的液面逐漸下降， 一定時(shí)間調(diào)整后，油井生產(chǎn)的液量與被抽走的液 量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，因而液面達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定位置。與此同時(shí)，油井的溫 度也不斷下降，最后達(dá)到油井生產(chǎn)時(shí)的穩(wěn)定溫度。此時(shí)，由于油套環(huán) 形空間內(nèi)的液面中原油以及蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青等成分依然存在，蠟仍然可以重結(jié)晶而再一次析出，因而使原油再一次變成結(jié)蠟原油，仍將 對(duì)測(cè)試工作帶來消極影響。另一方面，油井熱洗浪費(fèi)了大量寶貴能源， 增加了石油開采成本。第二種采用的油井作業(yè)，是在油井熱洗無效的 前提下采取的不得已的一種措施，油井作業(yè)也大大增加了石油開采成 本。實(shí)用新型內(nèi)容為了解決過環(huán)空找水儀在通過油套環(huán)形空間內(nèi)的原油結(jié)蠟段時(shí)遇阻的問題，本實(shí)用新型提供一種過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭，該種過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭安裝在過環(huán)空找水儀的下端，通過電熱式導(dǎo)引頭對(duì)結(jié)蠟部位的加熱來溶解阻塞通道的結(jié)蠟，增大了原油中蠟質(zhì)的溶解能力，降低了結(jié)蠟原油粘度，使原油對(duì)儀器的阻力也相應(yīng)地降低，這樣就保證了過環(huán)空找水儀能夠在重力作用下克服阻力向下移動(dòng)，直至通過原油結(jié)蠟層段。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭，包 括具有絲扣和密封膠圈的儀器連接頭、 一個(gè)圓筒狀的殼體、 一個(gè)空心圓錐狀的導(dǎo)引體、 一個(gè)具有若干個(gè)臺(tái)階的柱形銅散熱體、電加熱器和 接線端子以及一個(gè)開有中心定位孔的圓柱狀扶正塊。其中，銅散熱體 主要由上端臺(tái)階、中部臺(tái)階、下部臺(tái)階以及底端臺(tái)階構(gòu)成，中部臺(tái)階 的外壁上敷設(shè)一定厚度的絕緣導(dǎo)熱層，在該絕緣導(dǎo)熱層上面安裝電加 熱器，下部臺(tái)階由密封端面和散熱端面組成，密封端面上開有絲扣并 安裝有高溫密封圈，散熱端面與密封端面之間形成臺(tái)階面，底端臺(tái)階 的直徑小于導(dǎo)引體的內(nèi)徑，其上帶有絲扣。其中，儀器連接頭與殼體 相連接，接線端子固定于儀器連接頭內(nèi)以便將來自于過環(huán)空找水儀的 電源信號(hào)線引入電加熱器內(nèi)，扶正塊固定于殼體內(nèi)，銅散熱體的上端 臺(tái)階插入扶正塊的定位孔中，其下部臺(tái)階與殼體通過密封端面上的絲 扣聯(lián)接，由臺(tái)階面和高溫密封圈完成對(duì)殼體內(nèi)部空間的密封，其底端 臺(tái)階與導(dǎo)引體之間通過絲扣聯(lián)接。上述連接完成后，所述銅散熱體的 散熱端面位于殼體和導(dǎo)引體之外。本實(shí)用新型具有如下有益效果由于采取上述方案后，在過環(huán)空 找水儀的下端安裝上這種電熱式導(dǎo)引頭，當(dāng)通過結(jié)蠟油段時(shí)，地面的 直流電源通過測(cè)井電纜為電熱式導(dǎo)引頭中的電加熱器提供一定強(qiáng)度的直流電流，該電流通過加熱器電阻絲做有用功，將電能轉(zhuǎn)化為熱能， 使電加熱器溫度升高。由于銅散熱體是熱的良導(dǎo)體，敷在其上的導(dǎo)熱 層亦有良好的導(dǎo)熱性能，所以，加熱器上生成的熱能極大部分以熱傳 導(dǎo)的形式快速通過導(dǎo)熱敷層傳遞給銅散熱體，使其溫度升高。由于銅 散熱體位于過環(huán)空找水儀的下端，高溫下的銅散熱體對(duì)包裹它的結(jié)蠟 原油也要進(jìn)行熱傳導(dǎo)，使其溫度升高，增大了原油中蠟質(zhì)的溶解能力， 降低了結(jié)蠟原油粘度，原油對(duì)儀器的阻力也相應(yīng)地降低，這樣就保證 了儀器能夠在重力作用下克服阻力向下移動(dòng)，直至通過原油結(jié)蠟層 段。


圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3是本實(shí)用新型應(yīng)用后的表面溫度分布圖。圖中1-儀器連接頭，2-絕緣導(dǎo)熱層，3-殼體，4-高溫密封圈， 5-導(dǎo)引體，6-銅散熱體，7-電加熱器，8-扶正塊，9-接線端子，10-上端臺(tái)階，11-中部臺(tái)階，12-下部臺(tái)階，13-底端臺(tái)階，14-密封端面， 15-散熱端面，16-臺(tái)階面。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明由圖1所示，該種過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭，包括具有絲扣和密封膠圈的儀器連接頭l、 一個(gè)圓筒狀的殼體3、 一個(gè)空心圓錐狀的 導(dǎo)引體5、 一個(gè)具有若干個(gè)臺(tái)階的圓柱形銅散熱體6、電加熱器7和 接線端子9以及一個(gè)開有中心定位孔的圓柱狀扶正塊8。其中，銅散熱體6主要由上端臺(tái)階10、中部臺(tái)階ll、下部臺(tái)階 12以及底端臺(tái)階13構(gòu)成，中部臺(tái)階11的外壁上敷設(shè)一定厚度的絕 緣導(dǎo)熱層2，在該絕緣導(dǎo)熱層2上面安裝電加熱器7，下部臺(tái)階12 由密封端面14和散熱端面15組成，密封端面14上開有絲扣并安裝 有高溫密封圈4，散熱端面15與密封端面14之間形成臺(tái)階面16，底 端臺(tái)階13的直徑小于導(dǎo)引體5的內(nèi)徑，其上帶有絲扣。上述各部件之間的具體連接關(guān)系為儀器連接頭1與殼體3相連 接，接線端子9固定于儀器連接頭1內(nèi)以便將來自于過環(huán)空找水儀的電源信號(hào)線引入電加熱器7內(nèi)，扶正塊8固定于殼體3內(nèi)，銅散熱體 6的上端臺(tái)階10插入扶正塊8的定位孔中，其下部臺(tái)階12與殼體3 通過密封端面14上的絲扣聯(lián)接，由臺(tái)階面16和高溫密封圈4完成對(duì) 殼體3內(nèi)部空間的密封，其底端臺(tái)階13與導(dǎo)引體5之間通過絲扣聯(lián) 接，上述連接完成后，所述銅散熱體6的散熱端面15位于殼體3和 導(dǎo)引體5之外?？紤]到這種導(dǎo)引頭的外殼應(yīng)該具備的抗腐蝕性、耐磨性以及適當(dāng) 的導(dǎo)熱性，可以將所述儀器連接頭1、殼體3均采用不銹鋼材料制成。 此外，銅散熱體6以及導(dǎo)引體(5)可以全部采用紫銅制成，或者為 了節(jié)約制造成本，將所述銅散熱體6的上端臺(tái)階10、中部臺(tái)階ll由 一般導(dǎo)熱材料制成，而下部臺(tái)階12以及導(dǎo)引體(5)則由紫銅制成。具體地說，上述儀器連接頭1、不銹鋼殼體3、紫銅散熱頭6、 導(dǎo)引體5、扶正塊8、接線端子9和高溫密封圈4等構(gòu)成了電熱式導(dǎo) 引頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有連接、定位、密封、支撐和保護(hù)作用。其中， 儀器連接頭1上的絲扣和普通密封膠圈，主要用于和過環(huán)空找水儀進(jìn) 行緊密連接。不銹鋼殼體3是電熱式導(dǎo)引頭的保護(hù)體，呈圓筒狀，與 紫銅散熱體6之間以絲扣進(jìn)行連接，以高溫密封圈4和平整的臺(tái)階面 16實(shí)現(xiàn)密封，對(duì)電熱式導(dǎo)引頭內(nèi)部器件具有保護(hù)作用。導(dǎo)引體5采 用不銹鋼材料加工而成錐型體，它緊密結(jié)合在紫銅散熱體底端臺(tái)階 上， 一方面用來保護(hù)紫銅散熱體，增加其耐磨性，第二，能夠保證對(duì) 熱導(dǎo)引頭的正確導(dǎo)引并順利通過油套環(huán)形空間中油管節(jié)箍位置。扶正 塊是由絕緣、絕熱材料加工而成的圓柱體，在其軸線位置帶有中心定 位圓？L，對(duì)紫銅散熱體有支撐和約束作用。接線端子是由聚四氟乙烯 材料加工而成的帶有臺(tái)階的圓柱體基座，用于對(duì)連接頭內(nèi)部進(jìn)行密 封。接線端子和電加熱器構(gòu)成了電熱式導(dǎo)引頭的電氣結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⒌?面電源供給的電流引入電加熱器，從而實(shí)現(xiàn)電-熱能量轉(zhuǎn)換。在接線 端子的臺(tái)階形圓柱體基座中間安裝有一根金屬導(dǎo)電針，用于在電熱式 導(dǎo)引頭與過環(huán)空找水儀連接后將電熱式導(dǎo)引頭內(nèi)部的電加熱器與過 環(huán)空找水儀中第二芯供電導(dǎo)線相連通。電加熱器是用某類型的電阻絲在絕緣導(dǎo)熱敷層上繞制而成的長螺線管狀線圈，線圈的一端通過導(dǎo)線 與接線端子上的導(dǎo)電針相接，另一端固定在紫銅導(dǎo)引頭上，它是電熱 式導(dǎo)引頭的電-熱能轉(zhuǎn)換的主體。電加熱器、絕緣導(dǎo)熱層、扶正塊、紫銅散熱體、不銹鋼殼體、導(dǎo) 引體又構(gòu)成了電熱式導(dǎo)引頭的熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為電熱式導(dǎo)引頭外 表不同部位提供相應(yīng)的溫度場(chǎng)。其中，電加熱器是熱源，它將接收到 的來自地面的電能變成了熱能。絕緣導(dǎo)熱層是由絕緣材料制成的熱傳 導(dǎo)層，就電而言它是絕緣的，就熱而言，它又是良好的熱導(dǎo)體，能夠 將加熱器產(chǎn)生的熱能傳給紫銅散熱體。扶正塊是用絕緣、絕熱材料加 工成的柱形塊，雖然位于紫銅散熱體最上面的圓柱形臺(tái)階上，但不會(huì) 傳導(dǎo)熱，對(duì)熱而言是冷端。紫銅散熱體是熱結(jié)構(gòu)中的重要組成要素， 有相對(duì)較大的質(zhì)量，又有很高的導(dǎo)熱系數(shù)，因此它是熱的良導(dǎo)體，擁 有較大的熱容量，能夠很快地將電加熱器產(chǎn)生的熱能以熱傳導(dǎo)方式進(jìn) 行吸收，使自身溫度升高并保持相對(duì)穩(wěn)定，是電熱式導(dǎo)引頭中熱能的 主要載體。不銹鋼殼體是熱結(jié)構(gòu)組成要素之一，質(zhì)量較大，但導(dǎo)熱系 數(shù)相對(duì)較低，導(dǎo)熱慢，因與紫銅接觸，可以通過熱傳導(dǎo)形式獲得一定的熱能，但不是很高；另外，由于其內(nèi)部安裝著電加熱器，通過熱輻 射形式又可以從電加熱器那里獲得一定量的熱能，從而在不銹鋼殼體 上也會(huì)儲(chǔ)存一定的熱能。不銹鋼導(dǎo)引頭緊密結(jié)合在導(dǎo)熱紫銅外面，壁 薄，質(zhì)量小，雖然其導(dǎo)熱系數(shù)不是很高，但經(jīng)熱傳導(dǎo)仍可獲得較大熱 量，有較高的表面溫度。電熱式導(dǎo)引頭的表面溫度分布如圖2所示。 在結(jié)蠟油段中，上述電熱式導(dǎo)引頭具有如下的工作過程地面的直流電源通過測(cè)井電纜為電熱式導(dǎo)引頭中的加熱器提供一定強(qiáng)度的 直流電流，該電流通過加熱器電阻絲做有用功，將電能轉(zhuǎn)化為熱能， 使加熱器溫度升高。由于紫銅散熱體是熱的良導(dǎo)體，敷在其上的絕緣 導(dǎo)熱層亦有良好的導(dǎo)熱性能，所以，加熱器上生成的熱能極大部分以 熱傳導(dǎo)的形式快速通過絕緣導(dǎo)熱層傳遞給紫銅散熱體，使其溫度升 高。由于紫銅散熱體位于過環(huán)空找水儀的下端，高溫下的紫銅散熱體 對(duì)包裹它的結(jié)蠟原油也要進(jìn)行熱傳導(dǎo)，使其溫度升高，增大了原油中 蠟質(zhì)的溶解能力，降低了結(jié)蠟原油粘度，原油對(duì)儀器的阻力也相應(yīng)地降低，這樣就保證了儀器能夠在重力作用下克服阻力向下移動(dòng)，直至 通過原油結(jié)蠟層段。圖2所示是本實(shí)用新型的另一個(gè)實(shí)施例。由圖中可見，導(dǎo)引體與 散熱體采用同一材料制成，這樣可以最充分的發(fā)揮紫銅的散熱功能。 當(dāng)然如果從節(jié)省原材料出發(fā)，導(dǎo)引體也可以采用不銹鋼材料。
權(quán)利要求1. 一種過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭，包括具有絲扣和密封膠圈的儀器連接頭(1)，其特征在于所述電熱式導(dǎo)引頭還包括一個(gè)圓筒狀的殼體(3)、一個(gè)空心圓錐狀的導(dǎo)引體(5)、一個(gè)具有若干個(gè)臺(tái)階的柱形銅散熱體(6)、電加熱器(7)和接線端子(9)以及一個(gè)開有中心定位孔的圓柱狀扶正塊(8)；其中，銅散熱體(6)主要由上端臺(tái)階(10)、中部臺(tái)階(11)、下部臺(tái)階(12)以及底端臺(tái)階(13)構(gòu)成，中部臺(tái)階(11)的外壁上敷設(shè)一定厚度的絕緣導(dǎo)熱層(2)，在該絕緣導(dǎo)熱層(2)上面安裝電加熱器(7)，下部臺(tái)階(12)由密封端面(14)和散熱端面(15)組成，密封端面(14)上開有絲扣并安裝有高溫密封圈(4)，散熱端面(15)與密封端面(14)之間形成臺(tái)階面(16)，底端臺(tái)階(13)的直徑小于導(dǎo)引體(5)的內(nèi)徑，其上帶有絲扣；其中，儀器連接頭(1)與殼體(3)相連接，接線端子(9)固定于儀器連接頭(1)內(nèi)以便將來自于過環(huán)空找水儀的電源信號(hào)線引入電加熱器(7)內(nèi)，扶正塊(8)固定于殼體(3)內(nèi)，銅散熱體(6)的上端臺(tái)階(10)插入扶正塊(8)的定位孔中，其下部臺(tái)階(12)與殼體(3)通過密封端面(14)上的絲扣聯(lián)接，由臺(tái)階面(16)和高溫密封圈(4)完成對(duì)殼體(3)內(nèi)部空間的密封，其底端臺(tái)階(13)與導(dǎo)引體(5)之間通過絲扣聯(lián)接；上述連接完成后，所述銅散熱體(6)的散熱端面(15)位于殼體(3)和導(dǎo)引體(5)之外。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭，其特征 在于所述儀器連接頭(1)、殼體(3)均為不銹鋼材料制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭，其特征 在于所述銅散熱體(6)以及導(dǎo)引體(5)全部采用紫銅制成。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭，其特征 在于所述銅散熱體(6)中上端臺(tái)階(10)、中部臺(tái)階(11)由一 般導(dǎo)熱材料制成，下部臺(tái)階(12)以及導(dǎo)引體(5)全部采用紫銅制 成。
專利摘要一種應(yīng)用在油田測(cè)試領(lǐng)域中用來輔助過環(huán)空找水儀在油套空間內(nèi)下放的過環(huán)空找水儀電熱式導(dǎo)引頭。主要解決找水儀在通過油套環(huán)形空間內(nèi)的結(jié)蠟段時(shí)遇阻后難以下放的問題。其特征在于電熱式導(dǎo)引頭包括殼體(3)、導(dǎo)引體(5)、具有若干個(gè)臺(tái)階的柱形銅散熱體(6)、電加熱器(7)、扶正塊(8)等，銅散熱體(6)的下部臺(tái)階(12)與殼體(3)通過密封端面(14)上的絲扣聯(lián)接，其底端臺(tái)階(13)與導(dǎo)引體(5)之間通過絲扣聯(lián)接，上述連接完成后，銅散熱體(6)的散熱端面(15)位于殼體(3)和導(dǎo)引體(5)之外。該種電熱式導(dǎo)引頭通過對(duì)結(jié)蠟部位的加熱來溶解阻塞通道的結(jié)蠟，保證了過環(huán)空找水儀能夠在重力作用下向下移動(dòng)，順利通過原油結(jié)蠟層段。
文檔編號(hào)E21B49/00GK201083128SQ20072014104
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2007年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月26日
發(fā)明者于舒杰, 王進(jìn)旗 申請(qǐng)人:大慶石油學(xué)院