加热装置的制作方法

1.本发明属于油气开采技术领域，具体涉及一种用于疏通油气井的加热装置。


背景技术：

2.在油气田开采的过程当中，需要定期对钻井后形成的油气井以及地层进行维护、清蜡以及试井等工作。然而，在实际生产的过程中，例如加重杆、通井规等工具串经常会在井口或者井内遇到阻碍，从而无法正常通过。通常来讲，当井口或者井内有水合物、蜡堵、胶质沥青质、稠油、其他异物等附着的情形下，会出现工具串遇阻的情况。
3.相关技术中，为了解决堵塞的问题，会用倒热油的方式进行疏通，也即是，利用热油的热量将油气井井壁上附着的诸如水合物、蜡、稠油等物质熔解。
4.但时，现有这种通过热油进行疏通的方式，不仅成本高，而且疏通时的工作量大，效率低。


技术实现要素：

5.为了解决解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有油气井疏通过程中使用倾倒热油的方式，造成疏通的成本过高，而且疏通时的工作量大，效率低的问题。
6.本发明提供一种加热装置，用于疏通油气井，包括：导热壳体，能够通过牵引机构的牵引在所述油气井内上下运动；所述导热壳体的内部具有可密闭的腔体；电加热元件，设置于所述腔体内部并至少与所述导热壳体的内壁的一部分导热接触，以便将热量传递给所述导热壳体；电源，与所述电加热元件电连接，用于为所述电加热元件供电。
7.在上述加热装置的一个可选实施方案中，所述电源设于所述腔体内部。
8.在上述加热装置的一个可选实施方案中，所述电加热元件被配置成环形，所述环形的电加热元件沿所述导热壳体的周向延伸。
9.在上述加热装置的一个可选实施方案中，所述电加热元件被配置成长条形且所述电加热元件的数量为多个，所述长条形的电加热元件平行于所述导热壳体的轴线设置，并且多个所述电加热元件沿所述导热壳体的周向间隔设置。
10.在上述加热装置的一个可选实施方案中，多个所述加热元件沿所述导热壳体的周向均匀分布。
11.在上述加热装置的一个可选实施方案中，所述导热壳体包括一端具有开口的底壳以及盖设在所述底壳上的端盖，所述底壳和端盖共同限定出用于容纳所述电加热元件的腔体；所述端盖用于与所述牵引组件连接。
12.在上述加热装置的一个可选实施方案中，所述端盖包括绳冒头和密封压盖；所述绳冒头包括筒状结构，所述筒状结构的一端通过所述密封压盖与所述底壳的开口端紧固连接，所述筒状结构的另一端设有过线孔，所述筒状结构内设有限位块，所述限位块的截面面积大于所述过线孔，所述牵引组件的牵引绳穿过过线孔与所述限位块固定连接。
13.在上述加热装置的一个可选实施方案中，所述端盖与所述底壳的开口端紧固连
接，所述端盖的外表面设置有用于与所述牵引组件的牵引绳连接的连接环。
14.在上述加热装置的一个可选实施方案中，还包括滑轨与滑块，所述滑轨设于所述底壳的内壁，所述滑轨的延伸方向与所述导热壳体的轴线方向平行，所述滑块与滑轨滑动连接，所述滑轨靠近所述底壳封堵端的位置设置有挡块，用于限定滑块往所述底壳的封堵端移动的距离，所述电源与滑块可拆卸连接。
15.在上述加热装置的一个可选实施方案中，还包括开关，所述开关与所述电源电连接，所述开关用于控制所述电源供电状态；和/或，还包括控制器和温度传感器；所述温度传感器与所述控制器电连接，用于检测所述导热壳体温度并将温度信号发送给控制器；所述控制器与所述电源电连接，用于控制电源的输出功率。
16.本领域人员能够理解的是，本发明提供的加热装置，包括导热壳体、电加热元件与电源，导热壳体能够通过牵引机构的牵引在油气井内上下运动，导热壳体内部具有可密闭的腔体，在腔体内部设置电加热元件，电加热元件与导热壳体的内壁一部分导热接触，便于将热量传递给导热壳体。电源与电加热元件电连接用于为电源供电。通过设置导热壳体在牵引机构的牵引下在油气井内部上下运动，并设置电加热元件为导热壳体加热，导热壳体在油气井内部运动到堵塞处，加热油气井井壁上附着的物质，使油气井井壁上附着的物质熔解，使用加热装置疏通油气井，可以重复使用，成本低，且疏通的过程中只需牵引机构控制加热装置在油气井内部运动，工作量小、效率高。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的一种加热装置结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的端盖结构示意图；
20.图3为本发明实施例提供的绳冒头结构示意图；
21.图4为本发明实施例提供的绳冒头与牵引绳连接示意图；
22.图5为本发明实施例提供的控制器、温度传感器与电源位于底壳中结构示意图；
23.图6为本发明实施例提供的另一种加热装置结构示意图；
24.图7为图6中一处局部放大示意图；
25.图8为图6中另一处局部放大示意图；
26.附图标记说明：
27.10-导热壳体；
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101-底壳；
28.102-端盖；
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1021-绳冒头；
29.10211-过线孔；
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1022-密封压盖；
30.20-电加热元件；
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30-电源；
31.40-牵引绳；
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50-限位块；
32.60-连接环；
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70-滑轨；
33.80-滑块；
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90-挡块；
34.11-开关；
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12-控制器；
35.13-温度传感器。
具体实施方式
36.首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。
37.其次，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
38.在油气田开采的过程当中，需要定期对钻井后形成的油气井以及地层进行维护、清蜡以及试井等工作。但是，在实际生产的过程中，工具串经常会在井口以及井内遇到阻碍，无法正常通过。一般造成阻碍的主要原因是井口或者井内有水合物、蜡堵、胶质沥青质、稠油、其他异物等附着。这些附着的异物有一些可被加热熔解，针对这些可被加热熔解的异物，现有方法是向油气井内部倾倒热油，利用油的热量熔解异物。使用热油进行疏通不仅成本高而且疏通的过程中工作量大，效率低。
39.如果能够使用可重复使用的加热装置加热井口或者井内附着的异物，使用牵引机构牵引加热装置在油气井内上下运动，使用加热装置替代人为向油气井中倾倒热油。这样既可以降低疏通的成本而且降低了工作量提高了效率。
40.实施例一
41.图1为本实施例提供的一种加热装置结构示意图。如图1所示，加热装置包括导热壳体10、电加热元件20与电源30。导热壳体10内部具有可密闭的腔体，导热壳体10外部可以为多种形状。
42.在一些可实现方式中，导热壳体10可以设置成立式设置的筒状结构。需要说明的是，这里的“筒状结构”当作广义理解，即筒状结构的横截面不限于圆形，且筒状结构的各横截面尺寸可以相等或不等。另外，“立式设置”指的是，以图1为例，筒状结构的轴线大体沿图中所示的上下方向延伸。
43.值得一提的是，导热壳体10使用耐腐蚀的导热材料制成，示例性地，筒体采用不锈钢制成。当然，本领域工作人员也可以使用其他适合材料制成导热壳体10，本实施例并不限制。
44.另外，导热壳体10的最大横截面积要相较于油气井的井筒内部面积小，保证导热壳体10可以在油气井内部顺利往复运动。
45.继续参照图1，导热壳体10包括一端具有开口的底壳101以及盖设在底壳101上的端盖102，底壳101与端盖102共同限定出容纳电器元件的腔体。底壳101与端盖102采用密封连接，示例性地，底壳101与端盖102间采用螺纹连接，并在底壳101与端盖102之间的连接处设置密封圈或密封胶等将二者密封。
46.图2为本实施例提供的端盖结构示意图，图3为本实施例提供的绳冒头结构示意图，图4为本实施例提供的绳冒头与牵引绳连接示意图。如图2-4所示，在一些可实现方式
中，端盖102包括绳冒头1021与密封压盖1022。绳冒头1021包括筒状结构，筒状结构的一端通过密封压盖1022与底壳101的开口紧固连接，示例性地，绳冒头1021与密封压盖1022螺纹连接，密封压盖1022与底壳101的开口端螺纹连接。具体而言，绳冒头1021的一端(图2中的下端)设置有内螺纹，密封压盖1022的一端(图2中的上端)设置有用于与绳冒头1021下端内螺纹相配合的外螺纹，绳冒头1021与密封压盖1022通过内外螺纹连接。另外，底壳101的开口端同样设置有内螺纹，用于与密封压盖1022的外螺纹连接。
47.继续参照图2-4，绳冒头1021与开口端相对的一端设置有过线孔10211，绳冒头1021与密封压盖1022限定出腔体，过线孔10211与腔体相通，用于穿过牵引组件的牵引绳40。如图4所示，绳冒头1021的腔体中设置有限位块50，限位块50可以采用多种结构，示例性地，如图4中示出的，限位块50采用近似圆锥形结构，锥形小截面一端朝向过线孔10211并与牵引组件的牵引绳40紧固连接。本实施例并不限制限位块50具体结构，本领域工作人员也可以根据实际需要使用其他结构限位块50。
48.需要注意的是，限位块50的横截面面积大于过线孔10211的横截面面积，保证限位块50不会从过线孔10211穿出。
49.通过将端盖102分为绳冒头1021与密封压盖1022，牵引组件的牵引绳40只需穿过绳冒头1021的过线孔10211与限位块50紧固连接，利用限位块50将绳冒头1021的过线孔10211封堵。工作人员只需要控制牵引组件的牵引绳40运动即可带动加热装置在油气井内上下运动。
50.图6为本实施例提供的另一种加热装置结构示意图，图7为图6中一个部位的局部放大示意图。如图6-7所示，在另一种可实现方式中，端盖102为一体式结构，端盖102的一端(图6中端盖102的底端)与底壳101的开口端紧固连接，示例性地，端盖102与底壳101采用螺纹连接，并在二者的连接处设置密封圈或涂抹密封胶，将二者密封。
51.继续参照图6-7，端盖102的侧壁上设置多个连接环60，容易理解，连接环60的数量是非限制性的，其可以为两个或者多于两个，示例性地，如图6-7中示出的，端盖102的侧壁设置三个连接环60，三个连接环60在端盖102侧壁周向上均匀分布。
52.连接环60用于连接牵引组件的牵引绳40，具体而言，牵引绳40的一端穿过连接环60后扎紧，使牵引绳40与连接环60紧固连接。其中，连接环60与端盖102可采用多种连接方式，示例性的，连接环60与端盖102可采用焊接连接。本实施例此处对连接环60与端盖102间的连接方式不做限制，本领域技术人员可以选择任意合适的连接方式。
53.如图6-7中示出的，当连接环60的数量为三个时，每个连接环60分别与一根牵引绳40一端紧固连接，三根牵引绳40另一端在端盖102上方汇聚于一起并通过另一根牵引绳40连接牵引机构。
54.端盖102通过连接环60连接牵引绳40，工作人员只需要控制牵引组件的牵引绳40运动即可带动加热装置在油气井内上下运动。
55.端盖102一方面用于将底壳101的开口密封，防止油气井内部液体从底壳101的开口进入到导热壳体10内部腔体中；另一方面用于连接牵引组件。其中牵引组件包括牵引绳40与牵引机构(图中为示出)，牵引绳40一端连接端盖102，另一端连接牵引机构。使导热壳体10能够通过牵引机构的牵引在油气井内上下运动。
56.牵引机构为卷扬机或者车辆等能够带动牵引绳40往复运动的机构。牵引绳40是非
限制性的，示例性地，可采用钢丝作为牵引绳40，当然，本领域工作人员也可采用其他例如尼龙绳等作为牵引绳40，只要能够保证牵引绳40的强度，加热装置在油气井内上下运动时不会断裂即可。
57.如图1所示，导热壳体10的腔体内部设置电加热元件20，电加热元件20与导热壳体10的内壁的一部分导热连接，具体而言，电加热元件20与导热壳体10紧固连接，当电加热元件20通电发热时，可将热量传递到导热壳体10。
58.电加热元件20为电热丝或者电热条，即能够在通电的情况下将电能转换为热能的部件，其发热的功率与输入的电流有关，并且自身的发热极限可以根据使用需要进行设置，本领域工作人员可以根据所需要加热的温度的数值选择合适材料以及尺寸的电热丝或电热条。
59.电加热元件20在导热壳体10腔体内部可以有多种设置方式，在一种可实现方式中，电加热元件20被配置成环形，环形的电加热元件20沿导热壳体10的周向延伸。容易理解的是，电加热元件20的数量是非限制性的，其可以为一个或者多个，当电加热元件20的数量为多个时，多个电加热元件20沿导热壳体10的轴向方向间隔设置。较佳的，多个电加热元件20沿导热壳体10的轴向方向均匀分布。导热壳体的内表面与电加热元件20接触的面积越大，加热速率越快，本领域工作人员可根据实际需要设置电加热元件20的数量和/或尺寸，以提高导热壳体与电加热元件20接触的面积。
60.在另一种可实现方式中，电加热元件20被配置成长条形且电加热元件20的数量为多个。长条形的电加热元件20平行于导热壳体10的轴线设置，并且多个电加热元件20沿导热壳体10的周向间隔设置。在电加热元件20在使用状态下通电升温，导热壳体10的侧壁被多个电加热元件20加热，加热速率相较于使用单个电加热元件20加热速率更快。
61.较佳的，多个电加热元件20沿导热壳体10的周向均匀分布。导热壳体10被电加热元件20加热过程中受热更加均匀。
62.继续参照图1，加热装置还包括与电加热元件20电连接的电源30，电源30可以设置于导热壳体10的外部也可以设置于导热壳体10的内部。当电源30设置在导热壳体10外部时，一种可能的实现方式为，电源30采用固定座固定在导热壳体10外，电源30与固定座紧固连接，固定座与导热壳体10可采用螺钉连接、焊接等连接方式连接。
63.本实施例对于电源30的种类并不限制，其可以为蓄电池也可以为普通干电池。较佳的，采用蓄电池作为电源30，以达到重复使用的目的。若采用蓄电池作为电源30，可以设置与电源30连接的线材，本领域工作人员可以通过线材为蓄电池充电。
64.容易理解的是，电池的数量以及输出功率，可以根据所需要加热的温度而定，即当需要加热的温度较高时，可以设置较大输出功率的电池。当单个电池的输出功率达不到加热需求时，可以串联多个电池，反之则减少电池的数量。
65.较佳的，如图1所示，电源30设于腔体内部，在一种可能的实现方式中，导热壳体10的腔体内部设置有支架，支架与导热壳体10以及电源30紧固连接。本实施例并不限制电源30固定在导热壳体10腔体内部的具体方式，本领域工作人员可根据实际需要进行设置，只要能够将电源30稳定固定在腔体内部即可。
66.以下简要介绍本实施例提供的加热装置工作过程，以便本领域技术人员能够更好的理解本实施例的方案。
67.当油气井进行维护的过程中，工具串在井口或者井内遇到阻碍无法通过，将加热装置组装完毕，电源30为导热壳体10内部腔体中的电加热元件20提供电流，电加热元件20在通电的状态下发热，热量由电加热元件20传递到导热壳体10，导热壳体10能够在牵引机构的牵引下在油气井内上下运动，导热壳体10运动到油气井内部阻碍处，加热井内附着的物质，井内附着的物质在受热状态下熔解，使油气井疏通。
68.本实施例提供的加热装置，只需要牵引机构牵引即可在油气井内上下运动，工作人员只需要控制牵引机构的运动即可完成油气井的疏通，工作量小，并且加热装置可以多次使用，相较于倾倒热油的方式成本更低。
69.实施例二
70.图8为图6中另一处局部放大示意图，如图6与图8所示。在实施例一的基础上，本实施例还提供滑轨70与滑块80。滑轨70设于底壳101的内壁，滑轨70的延伸方向与导热壳体10的轴线方向平行，滑轨70与底壳101的内壁紧固连接。容易理解的是，滑轨70与底壳101可采用多种连接方式，示例性地，二者之间可采用焊接连接或螺钉连接等。
71.继续参照图6与图8，滑轨70上设置有与滑轨70相配合的滑块80，滑块80与滑轨70滑动连接，也即是说，滑块80可在滑轨70的延伸方向即图6中的上下方向上往复滑动。同时，滑轨70与滑块80可在滑轨70靠近端盖102的一端分离。本实施例此处对滑轨70与滑块80的具体结构并不限制，只要滑块80可在滑轨70上往复运动并能够从滑轨70靠近端盖102的一端与滑轨70分离即可。
72.图6与图8示出了，滑轨70靠近底壳101的封堵端的位置设置有挡块90，也即是说，以图6与图8为例，滑轨70的下端设置有挡块90。挡块90的截面面积大于滑轨70的截面面积，也即是说，当滑块80在滑轨70上滑动到最低点时，滑块80的底端与挡块90顶端相抵。通过设置挡块90限制滑块80在滑轨70上运动的最低位置，防止滑块80从滑轨70的底端与滑轨70分离。本领域工作人员也可以根据实际需要采用其他限位结构，本实施例此处并不限制。
73.如图6所示，电源30与滑块80可拆卸连接，其连接方式可以为螺钉连接、卡扣连接等。通过在底壳101的内壁上设置与底壳101紧固连接的滑轨70且滑轨70的延伸方向与导热壳体10的轴线方向平行，设置与滑轨70滑动连接的滑块80并将电源30可拆卸的连接在滑块80上，工作人员打开导热壳体10的端盖102即可取下底壳101内部的电源30，方便工作人员对电源30进行充电或维修。
74.继续参照图6，本实施例提供的加热装置还设置有开关11。开关11与电源30电连接，通过控制开关11的启闭状态可以控制电源30的供电状态，从而控制电源30为电加热元件20供电或是停止供电。下文介绍开关11的几种可实现方式，但本领域技术人员应当理解，下述开关11的具体实现方式不应视为是对开关11的具体限定。
75.一种可能的实现方式为，如图6所示，开关11采用远程控制开关11，本实施例此处对远程控制开关11的具体结构不做限制，本领域人员可根据实际需要选择任意合适的远程控制开关11，当然，也可以选择市面上现有的远程控制开关11，例如选择无线电遥控远程控制开关11。
76.远程控制开关11设置与导热壳体10的内部腔体中并与导热壳体10内壁紧固连接。示例性地，可采用螺接或磁吸等方式将远程控制开关11紧固在导热壳体10内壁。
77.在另一种可能的实现方式中，开关11采用绝缘开关11，此时，可以在导热壳体10的
侧壁上设置与导热壳体10内部腔体相通的通孔。将绝缘开关11设置在导热壳体10侧壁的通孔中并与通孔紧固连接。需要注意的是，绝缘开关11与导热壳体10侧壁的通孔连接处需要经过密封处理，例如，在二者连接处设置有密封圈，或者在二者的连接处涂抹密封胶。此时绝缘开关11位于导热壳体10内部部分与电源30电连接，绝缘开关11位于导热壳体10外部部分为开关11的控制部分。
78.还有一种可能的实现方式为，在导热壳体10内部设置第一连接线与第二连接线，第一连接线一端与电源30的负极电连接，第一连接线另一端位于导热壳体10的开口端，第二连接线一端与电源30的正极连接，另一端位于导热壳体10的开口端并与第一连接线另一端间隔设置，端盖102采用导电材料制成，当端盖102盖设在底壳101的开口端时，电源30、第一连接线、第二连接线与端盖102形成电流回路，同时，电加热元件20连接在电流回路中。当端盖102盖设在底壳101开口端时，电源30即为电加热元件20供电。需要注意的是，端盖102手持部分需包裹绝缘层或设置绝缘外壳，防止工作人员盖设端盖102过程中触电。
79.通过设置与电源30电连接的开关11，利用开关11的启闭状态控制电源30的供电状态，可以有效的防止电能的浪费，延长电源30的使用寿命。
80.图5为本实施例提供的控制器、温度传感器与电源位于底壳中结构示意图。如图5所示，本实施例提供的加热装置还包括温度传感器13与控制器12，用于控制电源30的输出功率从而实现控制电加热元件20的加热温度。
81.温度传感器13与导热壳体10内壁紧固连接，同时，温度传感器13又与控制器12电连接，温度传感器13可以是铂铑热电阻，或者是其他电子检测热量的元器件。本实施例此处对温度传感器13的具体种类并不限制，本领域工作人员可根据实际需要选择任意合适的温度传感器13，当然，也可以选择市面上现有的温度控制器12。
82.控制器12是用于控制电池输出功率的装置，工作人员可以根据加热功率的需要为控制器12设置合适的控制程序，当然，本领域技术人员也可以选择市面上现有的控制器12。
83.利用温度传感器13检测导热壳体10温度，并将检测到的温度信号发送给控制器12，利用控制器12控制电源30的输出功率从而控制电加热元件20的加热温度。方便工作人员调节加热装置的加热温度，从而有效熔解油气井壁附着的物质，疏通油气井。
84.值得一提的是，电加热元件20和电源30均需要与底壳101的内壁之间绝缘处理，防止电源30输出的电流流入底壳101中，造成漏点等意外情况。绝缘处理可以采用多种方式，一种可实现的方式为，使用绝缘层将电源30与底壳101以及电加热元件20与底壳101之间隔绝，绝缘层的材料可以为绝缘橡胶也可以为其他绝缘材料，绝缘层的厚度可以根据使用的需要进行设置，本实施例此处并不限制。
85.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。