DOI 10.21440/2307-2091-2016-3-78-81

УДК 662.276; 621.313

Расчет индукционного нагревателя забоя нефтяной скважины pdf

А. М. Бурмакин, Е. С. Вильданов, Е. М. Огарков

Рассматриваются вопросы расчета электромагнитного поля и энергетических характеристик индукционного нагревателя, предназначенного для прогрева забоя нефтяной скважины. Прогрев забоя скважины является одним из эффективных способов усиления нефтеотдачи пласта и повышения производительности скважины. Индукционный нагреватель соленоидного типа прост в изготовлении и обеспечивает максимальную энергетическую эффективность в условиях стесненного пространства скважины. Основными элементами рассматриваемого индукционного нагревателя являются катушка из медного изолированного провода и внутренний магнитопровод. Для оценки энергетических свойств нагревателя необходимо выполнить расчет распределения электромагнитного поля внутри и вне нагревателя. Такие задачи решаются с использованием расчетных моделей, позволяющих получить практические результаты с минимальными затратами сил и средств. Расчетная модель нагревателя состоит из нескольких слоев с постоянными значениями электропроводности и магнитной проницаемости. Влияние насыщения учитывается итерационным путем. Исходными данными для расчета являются: размеры катушки, магнитопровода и обсадной трубы; электропроводность и магнитная проницаемость материалов магнитопровода и обсадной трубы; параметры катушки и источника питания нагревателя. В результате расчета определяются величина тока катушки и параметры электромагнитного поля всех
зон расчетной модели нагревателя. После этого рассчитываются активная и реактивная мощность, сопротивления схемы замещения и коэффициент мощности. Программа расчета нагревателя реализована в среде MathСad. По разработанной программе выполнен расчет нагревателя и показана возможность его использования для прогрева забоя нефтяной скважины.

Ключевые слова: индукционный нагреватель; забой нефтяной скважины; обсадная труба; катушка и магнитопровод нагревателя; исходные данные нагревателя; алгоритм расчета; программа расчета; параметры электромагнитного поля; активная и реактивная мощность; сопротивления схемы замещения; ток нагревателя; величина питающего напряжения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Мищенко И. Т. Скважинная добыча нефти. М.: РГУ нефти и газа, 2007. 826 с.

2. Мищенков И. С. Воздействие на нефтяные залежи и призабойные зоны продуктивных пластов. Пермь, 1974. 128 с.

3. Муслимов Р. Х. Современные методы повышения нефтеизвлечения. Казань, 2004. 582 с.

4. Бочарников В. Ф. Справочник мастера по ремонту нефтегазового технологического оборудования. М.: Инфра-Инженерия, 2008. 576 с.

5. Огарков Е. М. Квазитрехмерная теория линейных асинхронных двигателей. Пермь: ПГТУ, 2003. 240 с.

6. Огарков Е. М., Вильданов Е. С. Расчетная модель индукционного нагревателя для нефтяных скважин // Вестник ПНИПУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. 2016. № 15. С. 115–123.

7. Слухоцкий А. Е., Немков В. С., Павлов Н. А. Установки индукционного нагрева. Л.: Энергоиздат, 1981. 272 с.

8. Кувалдин А. Б. Индукционный нагрев магнитной стали на промышленной частоте. М.: ВИНИТИ, 1976. 83 с.

9. Кувалдин А. Б. Индукционный нагрев ферромагнитной стали. М.: Энергоатомиздат, 1988. 198 с.

10. Электротехнический справочник. В 3 т. / под ред. В. Г. Герасимова. М.: Энергоатомиздат, 1985. Т. 1. 488 с.