电热,解堵技术

２９０ ２９０ ３００ ３１０ ３２０ ３９０ ４００ ４１０ ４２０ ３８０ ３９０ ４００ ４１０
于地下水（为咸水）水位较高，导致土壤电阻率很 小，管线接地电阻为０．２ Ｑ，造成大量电流沿断开 管线导人大地。 ２．４．２控制柜无法送电 控制柜设计不合理，经现场核实，发现该控制 柜中的交流电接触器与控制柜不匹配，过载保护设 置过低，导致控制柜无法送电。 ２．４．３测温点选择不合理 测温点安装在距操作坑５００ ｍｍ的管线外壁， 环境温度的变化将影响测温点温度，导致无法准确 掌握管线温升情况。
３
ｋＶＡ变压器的电缆发热，温度达到１１０ ｏＣ。 将５００ ｋＶＡ变压器调至３档运行，此时电压Ｕ，＝
３３０
Ｖ，Ｕ２＝３３０ Ｖ；电流Ａ】＝５９０
Ａ，Ａ２＝５５０
Ａ；回
路电流ａ１＝３６０ Ａ，以２＝３５６ Ａ；输出功率＝３７６ ｋＷ， 作用于管线的发热功率为２３６ ｋＷ，发热功率约为
输出功率的６０％。
ｈ，
（两端各缩短５００ ｍ）。将两台变压器并联使用，控 制柜也并联使用。再次送电加热解堵，解堵变压器 首先调至最高４档运行，此时输出电压Ｕ，＝３４０
Ｕ２＝３５０ Ｖ，
Ｖ；输出电流Ａ１＝６２０ Ａ，Ａ２＝５８５ Ａ；单 路返回电流ａ１＝３９０ Ａ，ａ２＝３７０ Ａ；输出功率＝４１６ ｋＷ， 作用于管线的发热功率为２６２ ｋＷ，发热功率约为 输出功率的６０％。
ｄｏｉ：１０．３９６９６．ｉｓｓｎ．１００６－６８９６．２０１２．１０．０１７
为解决天然气集输过程中水合物堵塞管线的问 题，冬季常用的解堵方式主要有加注化学抑制剂溶 解解堵、物理放空引导解堵、电伴热加热解堵等几 种方式，但这些方法效果不是很好或施工难度较
现象。
（２）适应性强。适应于任何长距离输送钢质管 道的解堵，如地下直埋，水下、地面架空敷设。 （３）解堵距离长。一次性解堵距离达２
１．２电热解堵的特点
确定解堵设备参数 根据管线管径壁厚、介质升温要求和加热管线
长度，计算解堵设备参数如下：发电机电压为３８０ Ｖ， ５００ ｋＶＡ升压变压器为由３８０ Ｖ升到１０ ｋＶ，解堵变 压器输入电压为１０ ｋＶ，解堵变压器输出电压为 Ｖ，解堵变压器输出电流为３５０—４５０ 温度设定值为１８～３０。Ｃ。
２８０～３６０ Ａ，
２．２．２解堵步骤
将８ ｋｍ管线分为４段，每段２ ｋｍ。投入２套解 堵设备，其中备用１套。分４次解堵，管线不需要 机械断开，只需要破开２００ ｍｍ宽绝缘层。 ２．３ 电热解堵实施过程 解堵变压器档位从最低档１档调至最高档４ 档，输出电流、电压和返回电流数值见表１。
（１）加热均衡。集肤效应加热首尾段的加热温 度是均匀的，加热效率高，不会出现局部过热
第３１卷第１０期（２０１２．１０）（试验研究）
电热解堵技术在沙漠气田中的应用
吴焕
陈广明 谭川江 刘启利
塔里木油田公司开发事业部地面工程部
摘要：为解决天然气管输过程中水合物堵塞管线的问题，沙漠气田中引进了一种新的解堵
技术——电热解堵技术。电热解堵技术是利用集肤效应电加热原理，在管线的两端加上交流电
使管线升温，从而融化天然气产生的水化物或降低高凝油黏度，达到解堵的目的。在加热解堵 没有良好绝缘的管线时，建议在解堵设备的功率设计上应考虑足够的富裕能力，且各解堵设备 搭配合理。在加热过程中避免出现温升速度过快状况，避免由热胀冷缩导致管线材质及焊缝的 应力Ｊ｝生破坏。 关键词：沙漠气田；电热解堵；电流；测温；参数
ｋｍ。
大。为此，沙漠气田引进了一种新的解堵技术——
电热解堵技术。电热解堵技术具有适应性强、加热 均衡、操作灵活和解堵成功率高等特点，但仍存在 着一定的技术问题。
１
（４）操作灵活。采用活动电源，操作灵活，解 堵功率大，机动性能好，设备可以重复使用。
２
２ຫໍສະໝຸດ Baidu１
技术应用
某沙漠气田输气管线冻堵状况 某沙漠气田各单井的处理工艺均为井口物流加
一３５—
油气田地面ｚ程（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑｔｄｍｇｃ．ｃ。ｍ） 万方数据
２．４．１
在解堵设备的功率设计上应考虑足够的富裕能力， 且各解堵设备搭配合理，避免出现单个设备设计能 力不足而影响解堵的现象。 （２）在进行电热解堵时，不能在加热过程中出 现多次停电，这样无法保证管线的连续加热，从而 造成耗时耗工，带来不必要的经济损失。 （３）测温点选择距操作坑２ ｍ外的管段处，并 填埋好土壤，避免环境因素对测温点的影响。 （４）保证解堵加热的连续运行，直至达到设计 解堵温度时，再停电对管线进行相关操作，直至冻 堵解除。 （５）在加热过程中避免出现温升速度过快状 况，避免由热胀冷缩导致管线材质及焊缝的应力性 破坏。
２．４．４
２１０ ２２０
２３０ ２４０
２００ ２１０ ２２０ ２４０
３００
３１０ ３２０
从表１可以看出，返回电流有大量的漏失，漏
失电流约占总电流的４０％；作用于管道上的加热功
率远远小于输出功率，无法满足加热管线的要求。 因此，进行漏失电流点的排查和解除。再次送电， 输出电流和电压不变，返回电流仍然很小，作用于 管线的功率仍无法满足加热管线的要求。测量管线 的接地电阻仅为０．２ ｎ，导致大量电流导人大地。 为了增加解堵成功率，决定将加热段缩短到１
应用建议
（１）在加热解堵没有良好绝缘的管线时，建议
再运行１５ ｈ后，管线温度升至１８。Ｃ。可以看 出，加热系统已经对管线加热，加热过程是建立沙 漠温度场的过程，两次连续加热总计２５ ｈ，温度由 ７ ｏＣ升温到１８。Ｃ。在此加热效果基础上，实施４ ｄ 加注化学抑制剂溶解解堵和物理放空引导解堵的措 施成功解堵。 ２．４存在问题及分析
２．２．１
ｋｍ。
１．１集肤效应电加热原理 集肤效应电加热是基于集肤效应的加热技术。 所谓集肤效应，就是在交流电通过碳钢导体时，电 流渐趋集中在导体表面的一种现象。当交变电流通 过电缆管线时，在管线上的大部分电荷集中于管线 表面的薄层上，由于表面集肤层横截面积小，交流 阻抗显著增加，在相同的电流作用下，管线得到较 大的加热功率并产生很大的热量，经热传导使管线 升温。再根据被加热管线管径壁厚、介质升温要求 和加热管线长度进行计算，确定使用相应的变压 器、耐热连接电缆、高压／中压控制柜及连接器 具等。
ｋｍ
管线解堵效果不明显
（１）电热解堵技术首次在沙漠气田应用，为了 验证管线的加热效果，需要管线泄压检查和调整， 加热时管线带电，必须停电后才能操作，所以造成 加热过程中多次停电。 （２）沙漠部分地段地下水位较高，部分管线在 含水砂层，管线周边温度场建立缓慢。 （３）管线温度达到１８。Ｃ时，管线内的水化物 已经与管线处于脱离状态，由于没有连续加热，管 内水化物没有全部溶化。 （４）根据现场记录，每天连续加热１０—１５
电热解堵技术概述
电热解堵技术是利用集肤效应电加热原理，在 管线的两端加上交流电使管线升温，从而融化天然 气产生的水化物或降低高凝油黏度，达到解堵的目的。 电热解堵装置由管线、活动式交流电源、变压 器、高压／中压控制柜、耐热连接电缆和连接器具
等组成。
热后经分离器进行气液分离，分离后的湿气进人输 气管线至处理厂进一步处理，该湿气均为分离条件 下的饱和含水天然气。因此，输气管线在管输过程 中会在低洼点形成积液，进而形成段塞流。２０１１ 年冬季，该气田输气管线压力超正常值，最终确定 输气管线发生冻堵，冻堵管段长达８ ２．２电热解堵方案
一３４一
油气田地面工程（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｙｑｔｄｍｇｃ．ｃ。未） 万方数据
第３ｌ卷第１０期（２０１２．１０）＜试验研究）
表１变压器１档至４档时输出电流、电压和返回电流 解堵变压输出电输出电一输出电输懑电返回电＋遮阐电 器档位压％，Ｖ压峨Ⅳ流．Ａｌ，Ａ流Ａ２／Ａ流ａｌ／Ａ流ａ２／Ａ
１档 ２档 ３档 ４档
（栏目主持杨军）
管线无明显温升
原因一：原解堵变压器、高压／中压控制柜的 功率设计富裕能力不足。 原因二：加在管线上电流漏失较大，电流漏失 约４０％左右，加热功率达不到设计的要求。 导致电流漏失较大的原因分析如下：①加热管 线外防腐为ＰＥ材料，防腐层薄，无法完全跟大地 绝缘，导致管线接地；②沙漠地区一些低洼地带由
运行１０ ｈ后，环境温度７ ｏＣ，管线温度升至
０Ｃ。为了验证管线的加热效果，需要管线泄压 检查和调整，中间停电１０ ｈ。此前从发电机至５００
１６
管线升温２．５～３。Ｃ。根据升温计算，如再连续加 热２４ ｈ可以升温６～７ ｏＣ，管线温度将达到２３～ ２４。Ｃ，可以达到解堵温度要求。因此无需采用加 注化学抑制剂溶解解堵和物理放空引导解堵方法便 可顺利解堵。