CN106223916A - 电阻丝式煤层加热装置 - Google Patents

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Abstract

电阻丝式煤层加热装置，包括移动式地面发电系统和若干个井下加热器；移动式地面发电系统为井下加热器提供电能；井下加热器包括煤层上固定接头、加强管、上电阻丝和下电阻丝，煤层上固定接头由上部的圆柱体和下部的方柱体组成，圆柱体顶部设有方形凹槽，方柱体设有安装孔，煤层上固定接头侧部连接有两个压裂液进入管接头，方形凹槽内装配有方形接头，方形接头下端面连接有穿设在安装孔内的安装管，上电阻丝套设在加强管上部，下电阻丝套设在加强管下部。本发明采用注入热压裂液的方式，加热设备采用的是电阻丝加热，主要供电设备采用可移动式地表供电车，具有便于操作，功能多样，安全可靠，可充分提高产气量的优点。

Description

电阻丝式煤层加热装置
技术领域
本发明属于煤层气抽采技术领域，尤其涉及一种电阻丝式煤层加热装置。
背景技术
为了能将煤层中的气体高效排出，多用将煤层加热，使气体尽快从煤层中脱离出来，因而煤层加热的方法多种多样，有加压法、注入热水法、注入高压热水蒸气等方法，专利号为200810079794.X、发明名称为《加热煤层抽采煤层气的方法》的发明专利公开了一种为注入高温高压的水蒸气进行煤层加热的方法，此种方法较为简单，水作为介质来源丰富，注入地下也较为便捷，但是需要在地面增加额外加热设备，将水加热到使用温度，这使得地面设备较为繁杂。
发明内容
本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、便于操控、在煤层内注入压裂液的同时可对压裂液进一步加热的电阻丝式煤层加热装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：电阻丝式煤层加热装置，包括移动式地面发电系统和若干个井下加热器；移动式地面发电系统为井下加热器提供电能；
移动式地面发电系统包括平板车、方形底架、两套柴油发电机组和一套控制电柜，每套柴油发电机组均包括一台柴油发动机和一台发电机，柴油发动机的动力输出轴与发电机的动力输入轴通过联轴器传动连接，柴油发动机、发电机和控制电柜均通过螺栓固定在方形底架上，方形底架通过螺栓固定在平板车上，两套柴油发电机组之间隔并排设置，控制电柜邻近两台发电机的一侧开设有后孔槽，发电机组发的电通过供电线缆穿过后孔槽进入控制电柜，方形底架上设有位于控制电柜侧部的若干个卷线器，卷线器的数量与井下加热器的数量相同，控制电柜侧部开设有与每个卷线器一一对应的穿线孔，控制电柜通过依次穿过穿线孔并绕过卷线器的送电线缆与井下加热器连接供电；
井下加热器包括煤层上固定接头、加强管、上电阻丝和下电阻丝，煤层上固定接头由上部的圆柱体和下部的方柱体组成，所述的方柱体安放于煤层气井的井口处的方形孔内，煤层上固定接头的圆柱体顶部设有方形凹槽，煤层上固定接头的方柱体自下而上设有与方形凹槽连通的安装孔，煤层上固定接头侧部连接有两个压裂液进入管接头，压裂液进入管接头的内端与安装孔侧部连通，方形凹槽内装配有方形接头，方形接头下端面连接有穿设在安装孔内的安装管，安装管的外径小于安装孔的内径，方形接头内设有与安装管上端连通的穿线管，加强管上端伸入到安装管内并与安装管螺纹连接，上电阻丝和下电阻丝均呈螺旋结构，上电阻丝套设在加强管上部，下电阻丝套设在加强管下部，送电线缆自上而下依次穿过穿线管、安装管和加强管后分别与上电阻丝和下电阻丝连接。
煤层上固定接头上端面和方形接头上端面均设有吊环。
加强管外壁进行隔热处理设置一层隔热层。
加强管上设有位于上电阻丝下端和下电阻丝上端之间的温度传感器。
两套柴油发电机组的控制系统都集中到控制电柜中，控制柜一侧面上设有用于人机交换的控制面板。
采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、移动式地面发电系统采用双大功率发电机，保证发电的效率及供电量，控制电柜控制若干套井下加热器，节省了空间和成本，同时控制电柜可以根据温度传感器的反馈信息进行功率调整，保证加热效率；
2、采用上电阻丝和下电阻丝双重加热，避免整根电阻丝加热造成加热不均匀时间长会影响使用寿命，同时上电阻丝和下电阻丝的两段式设计，可以设定不同的温度，加热更具有针对性，而且损坏后可更换，节约成本；
3、所用线缆的表皮为尼龙线，内部有三根线，除零线和火线外还有一根抗拉线，尼龙线和抗拉线均为保证其不被拉断；吊环上连接牵引绳，牵引绳吊挂着井下加热器沿井筒向下移动，也方便安装和拆卸；加强管外壁进行隔热处理设置隔热层，防止上电阻丝和下电阻丝产生的热量对内部送电线缆产生影响；
4、本发明和压裂液输送管道合二为一，功能增加，充分提高压裂效果。压裂液通过压裂液进入管接头进入到安装孔内，由于安装管外径小于安装孔内径，所以压裂液可以沿着安装管外壁、上电阻丝和下电阻丝进入井中，压裂液进入井内后首先被预加热，随后会被中部的温度传感器检测到温度，最后进入底部被下电阻丝二次高温加热，并进入煤层中。
综上所述，本发明采用注入热压裂液的方式，加热设备采用的是电阻丝加热，主要供电设备采用可移动式地表供电车，具有便于操作，功能多样，安全可靠，可充分提高产气量的优点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是图1中移动式地面发电系统的放大图；
图3是图1中井下加热器的放大图；
图4是图3中煤层上固定接头的立体结构示意图
图5是煤层上固定接头另一个角度的立体结构示意图；
图6是图3中方形接头和安装管的放大图。
具体实施方式
如图1-图6所示，本发明的电阻丝式煤层加热装置，包括移动式地面发电系统1和四个井下加热器2；移动式地面发电系统1为井下加热器2提供电能。
移动式地面发电系统1包括平板车3、方形底架4、两套柴油发电机组和一套控制电柜5，每套柴油发电机组均包括一台柴油发动机6和一台发电机7，柴油发动机6的动力输出轴与发电机7的动力输入轴通过联轴器传动连接，柴油发动机6、发电机7和控制电柜5均通过螺栓固定在方形底架4上，方形底架4通过螺栓固定在平板车3上，两套柴油发电机组之间隔并排设置，控制电柜5邻近两台发电机7的一侧开设有后孔槽8，发电机组发的电通过供电线缆9穿过后孔槽8进入控制电柜5，方形底架4上设有位于控制电柜5侧部的四个卷线器10，卷线器10的数量与井下加热器2的数量相同，控制电柜5侧部开设有与每个卷线器10一一对应的穿线孔11，控制电柜5通过依次穿过穿线孔11并绕过卷线器10的送电线缆12与井下加热器2连接供电。
井下加热器2包括煤层上固定接头13、加强管26、上电阻丝14和下电阻丝15，煤层上固定接头13由上部的圆柱体16和下部的方柱体17组成，所述的方柱体17安放于煤层气井的井口处的方形孔内，煤层上固定接头13的圆柱体16顶部设有方形凹槽18，煤层上固定接头13的方柱体17自下而上设有与方形凹槽18连通的安装孔19，煤层上固定接头13侧部连接有两个压裂液进入管接头20，压裂液进入管接头20的内端与安装孔19侧部连通，方形凹槽18内装配有方形接头21，方形接头21下端面连接有穿设在安装孔19内的安装管22，安装管22的外径小于安装孔19的内径，方形接头21内设有与安装管22上端连通的穿线管23，加强管26上端伸入到安装管22内并与安装管22螺纹连接，上电阻丝14和下电阻丝15均呈螺旋结构，上电阻丝14套设在加强管26上部，下电阻丝15套设在加强管26下部，送电线缆12自上而下依次穿过穿线管23、安装管22和加强管26后分别与上电阻丝14和下电阻丝15连接。
煤层上固定接头13上端面和方形接头21上端面均设有吊环24。
加强管26外壁进行隔热处理设置一层隔热层。
加强管26上设有位于上电阻丝14下端和下电阻丝15上端之间的温度传感器25。
两套柴油发电机组的控制系统都集中到控制电柜5中，控制柜一侧面上设有用于人机交换的控制面板。
本发明具有以下有益效果：
1、移动式地面发电系统1采用双大功率发电机7，保证发电的效率及供电量，控制电柜5控制若干套井下加热器2，节省了空间和成本，同时控制电柜5可以根据温度传感器25的反馈信息进行功率调整，保证加热效率；
2、采用上电阻丝14和下电阻丝15双重加热，避免整根电阻丝加热造成加热不均匀时间长会影响使用寿命，同时上电阻丝14和下电阻丝15的两段式设计，可以设定不同的温度，加热更具有针对性，而且损坏后可更换，节约成本；
3、所用线缆的表皮为尼龙线，内部有三根线，除零线和火线外还有一根抗拉线，尼龙线和抗拉线均为保证其不被拉断；吊环24上连接牵引绳，牵引绳吊挂着井下加热器2沿井筒向下移动，也方便安装和拆卸；加强管26外壁进行隔热处理设置隔热层，防止上电阻丝14和下电阻丝15产生的热量对内部送电线缆12产生影响；
4、本发明和压裂液输送管道合二为一，功能增加，充分提高压裂效果。压裂液通过压裂液进入管接头20进入到安装孔19内，由于安装管22外径小于安装孔19内径，所以压裂液可以沿着安装管22外壁、上电阻丝14和下电阻丝15进入井中，压裂液进入井内后首先被预加热，随后会被中部的温度传感器25检测到温度，最后进入底部被下电阻丝15二次高温加热，并进入煤层中。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.电阻丝式煤层加热装置，其特征在于：包括移动式地面发电系统和若干个井下加热器；移动式地面发电系统为井下加热器提供电能；
移动式地面发电系统包括平板车、方形底架、两套柴油发电机组和一套控制电柜，每套柴油发电机组均包括一台柴油发动机和一台发电机，柴油发动机的动力输出轴与发电机的动力输入轴通过联轴器传动连接，柴油发动机、发电机和控制电柜均通过螺栓固定在方形底架上，方形底架通过螺栓固定在平板车上，两套柴油发电机组之间隔并排设置，控制电柜邻近两台发电机的一侧开设有后孔槽，发电机组发的电通过供电线缆穿过后孔槽进入控制电柜，方形底架上设有位于控制电柜侧部的若干个卷线器，卷线器的数量与井下加热器的数量相同，控制电柜侧部开设有与每个卷线器一一对应的穿线孔，控制电柜通过依次穿过穿线孔并绕过卷线器的送电线缆与井下加热器连接供电；
井下加热器包括煤层上固定接头、加强管、上电阻丝和下电阻丝，煤层上固定接头由上部的圆柱体和下部的方柱体组成，所述的方柱体安放于煤层气井的井口处的方形孔内，煤层上固定接头的圆柱体顶部设有方形凹槽，煤层上固定接头的方柱体自下而上设有与方形凹槽连通的安装孔，煤层上固定接头侧部连接有两个压裂液进入管接头，压裂液进入管接头的内端与安装孔侧部连通，方形凹槽内装配有方形接头，方形接头下端面连接有穿设在安装孔内的安装管，安装管的外径小于安装孔的内径，方形接头内设有与安装管上端连通的穿线管，加强管上端伸入到安装管内并与安装管螺纹连接，上电阻丝和下电阻丝均呈螺旋结构，上电阻丝套设在加强管上部，下电阻丝套设在加强管下部，送电线缆自上而下依次穿过穿线管、安装管和加强管后分别与上电阻丝和下电阻丝连接。
2.根据权利要求1所述的电阻丝式煤层加热装置，其特征在于：煤层上固定接头上端面和方形接头上端面均设有吊环。
3.根据权利要求2所述的电阻丝式煤层加热装置，其特征在于：加强管外壁进行隔热处理设置一层隔热层。
4.根据权利要求3所述的电阻丝式煤层加热装置，其特征在于：加强管上设有位于上电阻丝下端和下电阻丝上端之间的温度传感器。
5.根据权利要求1所述的电阻丝式煤层加热装置，其特征在于：两套柴油发电机组的控制系统都集中到控制电柜中，控制柜一侧面上设有用于人机交换的控制面板。
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