地下油鋼管纏繞單芯電纜加熱裝置的製作方法
2023-06-19 23:58:01 2
專利名稱：地下油鋼管纏繞單芯電纜加熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及給油井中的油管加熱的裝置，具體而言，是指一種油井油管外立敷纏繞單芯電纜加熱裝置。
石油工業歷來是國民發展所不可缺少的重工業，因此，世界各國都很重視石油的開採，開採石油的方法很多，但其本質原理不外乎是在油井中豎立一根油管，油管的下端插入油井內底部的石油中，油管的上端伸出於油井外，用抽油機與油管相連，開動抽油機便可將油井中的石油通過油管抽出。但是我們道，在油井中的石油有三高一低的特點，即高稠度、高粘度、高含臘、低溫度的特點，油井的深度範圍一般在三百米至一千五百米內，因此，這種的粘稠的原油是很不容易抽出的，為了提高抽油機的效率，增加石油的產量，目前的做法是在油管外敷設加熱電纜，加熱電纜與油管的外管壁緊貼，通過加熱電纜的發熱，使油管內的石油溫度升高，稠度變稀，粘度變小，這樣的石油更容易被抽油機抽出，目前使用的加熱電纜叫內阻發熱鎧裝加熱電纜。
這種電纜的結構是電纜的最內部是三根芯線，每根芯線的外部包裹有絕緣層，該層一般用聚醯亞胺絕緣帶製做，在絕緣層外面，包裹有密封水層，該層使用丁脯橡膠製做。在密封水層的外部包裹有耐腐蝕層，該層一般使用聚四氟帶製做，在三根芯線外面套有一個鋼帶保護層，俗稱鎧甲，該鎧甲將三根芯線包裹於其中，做為電纜的最外層，這種電纜的發熱原理是當電纜內部的三根芯線分別與三相電源線的火線連接時，便有交變電流流過芯線，任何交變電纜都可以看作是直流分量、基波分量與高次諧波分量的合成，因此，交變電纜流過芯線時，由於芯線內阻的作用，也會發熱，發出的熱量滿足焦耳定律W=I×I×R，即發出的熱量等於直流分量的平方與芯線的內阻的乘積，因此這種電纜叫內阻發熱鎧裝加熱電纜，這種電纜有以下兩個缺點(一)芯線與電纜最外層的鋼帶鎧甲保護層之間的距離較遠，芯線內阻發出的熱還要經過絕緣層、密封水層、耐腐蝕層，才能傳到電纜最外層的鋼帶鎧甲保護層上，因此，熱傳遞的效率不高，而且芯線內阻發熱還容易使芯線外部的絕緣層老化，降低了絕緣層的使用壽命。
(二)芯線內阻發的熱只使用了交流電的直流分量，交流電部分功能沒有被用來發熱。
本實用新型的目的在於提供一種油井油管外立敷纏繞單芯電纜數百匝到千匝(電纜匝數根據計算確定)，並用鋼卡與油管固定在一起，通以單相交流電在鋼管內產生交變磁通及渦流的原理使鋼管發熱，傳到原油中，加熱原油的加熱裝置，使通過電纜芯線的交流電的發熱效率提高，結構簡單、調節方便、投資小的加熱裝置。
本實用新型的目的是這樣實現的一種油井油管外立敷直接纏繞防水、耐碰磨、耐拉、耐溫的單芯電纜，電纜芯線的外部裹有絕緣層、防水層、耐腐蝕層。
本實用新型有以下積極有益效果1．本實用新型的單芯電纜纏繞在鋼管上，當單芯電纜通過交變電流時，鋼管內就會形成交變的磁場，這個交變磁場作用在該鋼管壁上，會產生感應電流，該感應電流在導體內自行閉合，因此又叫渦流，因為該鋼管壁是導體，所以其內部電阻很小，渦流很大，可以產生大量的熱量，渦流產生的熱量與原有的電纜芯線內阻產生的熱量相加一起給油管裡的原油加熱，會使加熱的效果更好。
2．按歐姆定律和比奧沙伐定律可知，導體內感應電纜的大小與磁通量的變化率成正比，故渦流的強度與交變電流的頻率成正比，即渦流產生的熱量，可以通過提高電纜芯線中的交變電流的頻率，使渦流的強度增加，渦流產生的熱量也會增加，而原來的電纜中若要增加電纜的發熱量，只有增加芯線中通過的交變電流的電流強度，而交變電流的電流強度越大，就越容易將包裹芯線的絕緣層老化，因此本實用新型的設計方案由於油管直接發熱，不需傳遞，熱效高，電纜壽命長。
現以較佳實施例結合附圖對本實新型進一步詳述如下
圖1是本實用新型的結構剖視圖圖號部分為1．螺杆泵 2．出液口 3．法蘭 4．井口大四通 5．單芯電纜 6．接地電纜7．套管 8．油管 9．單芯電纜繞匝 10．金屬卡子 11．抽油杆 12．電纜焊接頭13．泵轉子 14．泵定子 15．固定錨 16．篩管 17．尾管 18．絲堵。電纜的下端直接焊接在對應的鋼管上，電纜的另一端通過地面上蘿蔔頭打孔出線連接到配電控制箱裡；油鋼管井上部份同樣焊接一根單芯電纜，並連接到配電控制箱裡，配電控制箱用一個專用抽頭雙圈變壓器供電，以達到調節電流、電壓、功率、磁通的目的。
本實用新型單芯電纜直接纏繞在立油管上，當單芯電纜繞匝中通過交變電流時，油管內變會形成交變的磁場，這個交變磁場作用在鋼管壁上，因管壁8是導體，所以其內部電阻很小，會產生很大的渦流，渦流可以產生大量的熱量，渦流產生的熱量與原有的單芯電纜繞匝9的內阻產生的熱量相加一起給油管裡的原油加熱，使加熱的效率提高。
按歐姆定律、畢奧沙伐定律可知，導體內感應電流的大小與磁通量的變化率成正比，故渦流的強度與交變電纜的頻率成正比，即渦流產生的熱量與交變電流的頻率有關，因此，在本實用新型中，若欲提高加熱的熱量，可以通過提高電纜中的交變電流的頻率，使渦流的強度增加，渦流產生的熱量也會增加，而原有的電纜中若要增加電纜的發熱量，只有增加芯線中通過的交變電流的電流強度，而交變電流的電流強度越大，變越容易將包裹芯線的絕緣層老化，因此本實用新型的設計方案將使電纜的壽命增加。
根據上述說明，本加熱裝置熱效高，結構簡單可靠，投資小，調節方便，比過去的加熱裝置有了顯著的進步。
權利要求一種地下油鋼管纏繞單芯電纜加熱裝置是在地下油鋼管上直接纏繞單芯電纜並用鋼卡與油管固定在一起。
專利摘要一種地下油鋼管纏繞單芯電纜加熱裝置是在地下油鋼管上直接纏繞單芯電纜數百匝到千匝,(電纜匝數根據計算確定)並用鋼卡與油管固定在一起,通以單相交流電在鋼管內產生交變磁通及渦流的原理使鋼管發熱,傳到原油中,加熱原油。
文檔編號F16L53/00GK2305541SQ9624939
公開日1999年1月27日 申請日期1996年12月19日 優先權日1996年12月19日
發明者李文恆, 趙俊穎 申請人:李文恆