本實(shí)用新型涉及石油生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及油田里石油流經(jīng)的油井和油管解蠟設(shè)備。

背景技術(shù)：

石蠟或石蠟沉積物存在于各種級(jí)別的原油里。在采油期間，含油混合物從井底采出，并隨著環(huán)境(壓力和溫度)而改變。當(dāng)環(huán)境發(fā)生改變，這些成分也會(huì)隨著改變。石蠟一旦與油一起流出來，它們會(huì)作為一種單獨(dú)、半固態(tài)液相從油中被分離出來，變得無法流動(dòng)，并在出油管線、管道上和其它所能夠接觸到的設(shè)備上形成沉積物。引起油井停機(jī)和維修的最常見原因是石蠟積聚，這是因?yàn)槭炘谠椭行纬山Y(jié)晶沉積后覆蓋在管件、設(shè)備、管線以及油罐的罐壁和罐底。

為了防止結(jié)蠟，油田常用的清防蠟方法主要有機(jī)械清蠟、熱力清防蠟、表面能防蠟(內(nèi)襯和涂料油管)、化學(xué)劑清防蠟、磁防蠟和微生物清防蠟方法等。其中熱力清防蠟方法與開采稠油和高凝油所用井筒加熱方法基本相同。值得注意的是清防蠟措施因各種清防蠟方法效果不佳,往往不是單一的，而是復(fù)合的,導(dǎo)致清防蠟難以操作和實(shí)施,并且成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種操作方便的油田解蠟設(shè)備，能應(yīng)用于長(zhǎng)距離輸油管的解堵，電能轉(zhuǎn)換效率高，且實(shí)施方便。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案，構(gòu)造油田解蠟設(shè)備，包括輸入整流濾波模塊，逆變放大模塊，換能器，信號(hào)發(fā)生模塊和主控模塊；

輸入整流濾波模塊，將交流電變換成直流電后輸出給逆變放大模塊，其輸入端接三相四線或三相三線市電,其輸出端連接逆變放大模塊的輸入端；

逆變放大模塊，用于將直流電變換成高頻大電流的交流電以驅(qū)動(dòng)換能器；

換能器，用于將高頻大電流交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成低頻大電流超聲波信號(hào)輸出給輸油管；

信號(hào)發(fā)生模塊，用于根據(jù)主控模塊的指令產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的波形并輸出給逆變放大模塊，控制逆變放大模塊的工作；

主控模塊，根據(jù)外部指令控制信號(hào)發(fā)生模塊的工作。

優(yōu)選的，還包括設(shè)于逆變放大模塊和換能器之間的匹配模塊；匹配模塊，用于匹配逆變放大模塊和換能器的阻抗，其輸入端連接逆變放大模塊，其輸出端連接換能器。

優(yōu)選的，還包括反饋模塊，用于檢測(cè)輸入給換能器的輸如波形，并將檢測(cè)波形輸出給主控模塊，其輸入端并接在匹配模塊輸出單的兩端，其輸出端與主控模塊連接；主控模塊如計(jì)算預(yù)設(shè)波形和反饋模塊輸入的波形不一致，將發(fā)出修正指令給信號(hào)發(fā)生模塊的輸出新的波形。

優(yōu)選的，所述逆變放大模塊為全橋逆變電路，任一橋臂由兩個(gè)并聯(lián)的IGBT構(gòu)成。

本實(shí)用新型還提供一種油田解蠟設(shè)備頻率控制方法，其包括在輸出功率未過載時(shí)勻速降低所述逆變放大模塊輸出電信號(hào)頻率直至輸出功率達(dá)到最大的步驟。

本實(shí)用新型的有益技術(shù)效果是：采用380V電源變換為大功率直流電源后供應(yīng)給超低頻大功率激波發(fā)射器，由發(fā)射器的大功率磁控管陣列將電能轉(zhuǎn)換為1-5HZ的大功率電流超聲波，超聲波的傳輸距離可以達(dá)到3KM,徹底解決了電流發(fā)熱解堵傳輸距離近(一般只能達(dá)到300-400M)的問題。由于超聲波是物理機(jī)械波和電流的雙重作用，因此發(fā)熱效率高達(dá)90％?？梢蕴岣唠娫茨芰康睦寐剩菇舛聲r(shí)間由原來的幾十小時(shí)縮短到幾小時(shí)。采用此技術(shù)進(jìn)行解堵只需要1到2人便可以操作，極大降低了工作量，所有解堵產(chǎn)生的氣液都在完全密封的管道內(nèi)部，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。

【附圖說明】

圖1實(shí)施例一中的油田解蠟設(shè)備的組成框圖；

圖2實(shí)施例一中的油田解蠟設(shè)備的第一部分電路圖；

圖3實(shí)施例一中的油田解蠟設(shè)備的第二部分電路圖；

圖4實(shí)施例一中的油田解蠟設(shè)備的第三部分電路圖；

圖5實(shí)施例一中的油田解蠟設(shè)備頻率控制方法流程圖。

【具體實(shí)施方式】

為了使本專利的技術(shù)方案和技術(shù)效果更加清楚，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例一：

如圖1，本實(shí)施例中的油田解蠟設(shè)備，輸入整流濾波模塊，逆變放大模塊，匹配模塊，換能器，反饋模塊，降壓整流模塊，采樣模塊，保護(hù)模塊，人機(jī)接口模塊，信號(hào)發(fā)生模塊，和主控模塊。

輸入整流濾波模塊，將交流電變換成直流電再濾除噪聲后輸出給逆變放大模塊，其輸入端接三相四線或三相三線市電,其輸出端連接逆變放大模塊的輸入端。電路圖見圖2，三相市電經(jīng)兩個(gè)并聯(lián)的三相整流橋后，將交流市電變換成直流電，經(jīng)高頻薄膜電容濾除高頻噪聲后輸出給逆變放大模塊。

逆變放大模塊，用于將直流電變換成高頻大電流的交流電以驅(qū)動(dòng)換能器，其輸出端連接匹配模塊。電路圖見圖3，Q1-1，Q1-2，Q2-1，Q2-2，Q3-1，Q3-2，Q4-1，Q4-2為N型IGBT，型號(hào)均是FF2400R17KT4。Q1-1和Q1-2為第一組并聯(lián)的IGBT，Q2-1和Q2-2為第二組并聯(lián)的IGBT，Q3-1和Q3-2為第三組并聯(lián)的IGBT，Q4-1和Q4-2為第四組并聯(lián)的IGBT；IGBT并聯(lián)可以提高輸出功率。這四組IGBT構(gòu)成全橋電路。其中第一組IGBT的源極連接第四組IGBT的漏極，構(gòu)成上橋臂；第二組IGBT的源極連接第三組IGBT的漏極，構(gòu)成下橋臂。第一組IGBT的漏極和第四組IGBT的源極并聯(lián)在輸入整流濾波模塊的輸出端，第二組IGBT的源極和第三組IGBT的漏極并聯(lián)在輸入整流濾波模塊的輸出端。這四組IGBT的柵極均串聯(lián)限流電阻后與信號(hào)發(fā)生模塊連接。為了得到更好的輸出波形，第二組IGBT的源極串聯(lián)諧波電容C3后,再與第四組IGBT的漏極并聯(lián)在線圈T1的初級(jí)端，諧波電容C3用來濾除輸出電信號(hào)中的諧波。

匹配模塊，用于匹配逆變放大模塊和換能器的阻抗，其輸出端連接換能器。如圖3，線圈T1用于匹配換能器的感性阻抗，電容C4用于匹配換能器的容性阻抗。

換能器，用于將高頻大電流交流電信號(hào)轉(zhuǎn)換成低頻大電流超聲波信號(hào)輸出給輸油管。本實(shí)施例中的換能器型號(hào)是15K5600W×10。

反饋模塊，用于檢測(cè)輸入給換能器的輸如波形，并將檢測(cè)波形輸出給主控模塊，以便主控模塊計(jì)算做出修正；其輸入端并接在匹配模塊輸出單的兩端，其輸出端與主控模塊連接。如圖3，型號(hào)為PIC18F4431的集成電路具有信號(hào)采集和反饋功能，將采集到的超聲波信號(hào)輸出給主控模塊計(jì)算比對(duì)；現(xiàn)有技術(shù)中常利用集成電路運(yùn)放電路和A/D集成電路實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集和反饋功能。線圈T2是一個(gè)匹配電感，用于匹配換能器的容性阻抗，使負(fù)載盡量呈電阻性

降壓整流模塊，用于將市電變換成其他模塊所需要的電源，其輸出端連接主控模塊，信號(hào)放生模塊，反饋模塊，人機(jī)接口模塊，保護(hù)模塊，采樣模塊的電源腳。電路原理如圖3，220V交流電經(jīng)全橋整流后變換成低壓直流電VCC,VCC直流電再分別經(jīng)穩(wěn)壓模塊LM7805穩(wěn)壓輸出5V直流電，5V直流電經(jīng)穩(wěn)壓模塊AMS1117-1.8穩(wěn)壓輸出1.8V直流電，5V直流電經(jīng)穩(wěn)壓模塊AMS1117-3.3穩(wěn)壓輸出3.3V直流電(經(jīng)穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓輸出直流電的電路未畫出)。

采樣模塊，用于獲取換能器的工作溫度，電壓，電流等數(shù)據(jù)，其輸出端連接保護(hù)模塊。電路原理如圖4，傳感器RT1,RT2分別采集逆變放大模塊和換能器的的溫度后經(jīng)MFA1076模數(shù)轉(zhuǎn)換后放大輸出給保護(hù)模塊；電壓采樣是在輸入整流濾波模塊的整流橋輸出端用電位器或者電阻分壓后輸出給保護(hù)模塊，電流采樣失在IGBT的C腳用電阻采樣后輸出給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊后處理成數(shù)字信號(hào)。

保護(hù)模塊，根據(jù)采樣模塊的輸出數(shù)據(jù)，輸出控制信號(hào)給主控模塊，其輸出端連接主控模塊。如圖4，當(dāng)光耦MCT61收到的電壓使得其輸入端的二極管導(dǎo)通后，光耦導(dǎo)通，輸出高電平給主控模塊，表示檢測(cè)到的溫度過高。

人機(jī)接口模塊，用于用戶輸入指令和顯示油田解蠟設(shè)備的工作狀態(tài)信息，其與主控模塊連接。人機(jī)接口模塊可采用按鍵加顯示屏，后者帶觸摸功能的顯示屏。

信號(hào)發(fā)生模塊，用于根據(jù)主控模塊的指令產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的波形并輸出給逆變放大模塊，控制逆變放大模塊中的IGBT的通斷。

主控模塊，根據(jù)人機(jī)接口模塊輸入的指令，反饋模塊和保護(hù)模塊輸入的數(shù)據(jù)，控制信號(hào)發(fā)生模塊的工作，同時(shí)在控制人機(jī)接口模塊上顯示油田解蠟設(shè)備的工作狀態(tài)。本實(shí)施例中的信號(hào)發(fā)生模塊和主控模塊合為一體，采用型號(hào)為L(zhǎng)PC2214FBD114的集成電路。

本實(shí)施例中的油田解蠟設(shè)備工作原理如下：三相電經(jīng)輸入整流濾波模塊將交流市電變換成直流電后輸出給逆變放大模塊，如逆變放大模塊和換能器的工作溫度正常，主控模塊控制信號(hào)放生模塊產(chǎn)生相應(yīng)的PWM信號(hào)輸出給逆變放大模塊中的IGBT柵極，IGBT工作將直流電變換成低頻交流電輸出給匹配模塊，匹配模塊匹配好逆變放大模塊和換能器的阻抗后，將低頻交流電輸出給換能器，換能器被驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生超聲波，超聲波施加在輸油管上開始加熱解堵。由于超聲波是物理機(jī)械波和電流的雙重作用，因此發(fā)熱效率高達(dá)90％?？梢蕴岣唠娫茨芰康睦寐?，使解堵時(shí)間由原來的幾十小時(shí)縮短到幾小時(shí)。采用此技術(shù)進(jìn)行解堵只需要1到2人便可以操作，極大降低了工作量，所有解堵產(chǎn)生的氣液都在完全密封的管道內(nèi)部，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何污染。超聲波在管道上傳輸距離可以達(dá)到3KM,徹底解決了電流發(fā)熱解堵傳輸距離近(一般只能達(dá)到300-400M)的問題。同時(shí)反饋模塊將檢測(cè)到的換能器輸出的超聲波信輸出給主控模塊計(jì)算，比較換能器的超聲波信號(hào)和設(shè)定產(chǎn)生的超聲波信號(hào)，如有差異，主控模塊計(jì)算調(diào)整信號(hào)發(fā)生模塊的輸出。

如圖5，本實(shí)施例中的油田解蠟設(shè)備頻率控制方法，包括如下步驟：

S1:油田解蠟設(shè)備以20Hz的頻率輸出電流；

S2:油田解蠟設(shè)備判斷輸出功率是否過載，如過載到步驟S3，否則到步驟S4；

S3:油田解蠟設(shè)備停機(jī)且短路報(bào)警；

S4:油田解蠟設(shè)備的主控模塊控制信號(hào)發(fā)生模塊輸出波形頻率降低1Hz；

S5:油田解蠟設(shè)備判斷輸出功率是否最大，如是到步驟S6,如否到步驟S4；

S6:油田解蠟設(shè)備的主控模塊鎖定信號(hào)發(fā)生模塊輸出電信號(hào)的頻率，電壓和電流；

S7:油田解蠟設(shè)備判斷輸出電信號(hào)的電壓和電流是否正常，即在輸出范圍內(nèi)；如是到步驟S6，如否到步驟S8；

S8:油田解蠟設(shè)備停止輸出，報(bào)警。

輸出電信號(hào)頻率以單位頻率下降,如本實(shí)施例的1Hz，不僅能調(diào)整到輸出功率最大，而且過渡平滑。

以上所述僅為本專利的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本專利，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本專利可以有各種更改和變化。凡在本專利的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。