CN203476304U - 一种用于油井下原油加热的电加热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于油井下原油加热的电加热器，包括绕线芯棒、发热元件和不锈钢外壳，不锈钢外壳内设置有绕线芯棒，发热元件绕制于所述芯棒上；发热元件采用不锈钢护套MI发热电缆，其结构从内到外依次为电缆导体、致密氧化镁绝缘层和不锈钢外护套，三者同步拉伸一体成型。本实用新型加热器的发热元件具备耐油井中复杂化学成分腐蚀的能力、抗机械损伤能力。而且发热元件还具备稳定的发热功率，避免由于发热不稳定而在其表面结焦，影响其加热性能或者损坏加热器。本实用新型采用不锈钢护套MI矿物绝缘发热电缆，在保证达到技术要求的同时，使加热元件的单位面积功率控制在合理范围内，延长了发热元件的使用寿命和安全系数。

Description

一种用于油井下原油加热的电加热器

技术领域

本实用新型涉及一种用于油井下原油加热的电加热器，属于石油开采技术领域。

背景技术

随着油田开发进入中后期，稀油越来越少，对稠油的开采比例越来越大，原油井应用加热器对稠油进行全程加热具有明显效果。其对井中稠油加热以降低原油粘稠度、降低了开采成本、提高了开采效率。

与本实用新型最为接近的产品一：为一种有机绝缘发热元件加热器；其结构是将有机绝缘发热元件以螺旋状缠绕于加热器壳体内部，两端用法兰焊接或螺丝拧接。通过焊接或压接形式将冷端电源与发热元件连接，形成整体。其发热元件有机绝缘发热电缆的结构从内到外分别由发热体、耐高温绝缘层、聚烯烃护套构成。但其应用于油井加热时有如下缺点：有机绝缘材料的耐高温性能差，导致此种发热电缆设计的发热功率低，很难满足油井作业要求，此外在油井中复杂的化学成分环境下也使其耐腐蚀能力差，而且不耐抗机械损耗，导致其使用寿命短。与本实用新型最为接近的产品二：为螺旋线芯石英绝缘发热元件加热器；其结构是将螺旋线芯石英绝缘发热元件直立固定于加热器壳体内部，两端用法兰焊接或螺丝拧接。通过焊接或压接形式将冷端电源与发热元件连接形成整体。其发热元件螺旋线芯石英绝缘电热管其结构从内到外分别由螺旋状导体、石英砂灌注形成的绝缘层、不锈钢管外护套层。但是这种结构导致电热管的绝缘耐压等级低而表面负荷大，容易使浓稠介质在加热元件表面结焦，影响加热元件的换热，导致加热元件爆管。

发明内容

本实用新型的主要目的在于提供一种用于油井下原油加热的电加热器，加热器的发热元件具备耐油井中复杂化学成分腐蚀的能力、抗机械损伤能力。而且发热元件还具备稳定的发热功率，避免由于发热不稳定而在其表面结焦，影响其加热性能或者损坏加热器。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于油井下原油加热的电加热器，包括绕线芯棒、发热元件和不锈钢外壳，不锈钢外壳内设置有绕线芯棒，发热元件绕制于所述芯棒上；其功率大小可采用调整芯棒绕制长度的方法改变；发热元件采用不锈钢护套MI发热电缆，其结构从内到外依次为电缆导体、致密氧化镁绝缘层和不锈钢外护套，三者同步拉伸一体成型。

优选地，采用不锈钢护套MI电源冷导线为供电电缆，通过冷热线转换元件接头与所述MI发热电缆进行连接。

优选地，所述MI电源冷导线固定在油井管外壁，保证电源导线在井下作用力的稳定性，出井MI电源冷导线接入电气控制箱，用电气控制箱来控制加热器的通断，保证井下加热器的正常工作。

优选地，所述不锈钢壳体一端设有与法兰盘焊接的固定套管，所述固定套管通过固定销与油井套管连接，所述不锈钢壳体另一端设有与法兰盘焊接的固定套管，所述固定套管通过固定销与油井管连接。

优选地，加热器不锈钢外壳上设置有孔，既加强了加热器本体的机械强度，同时满足石油充分接触加热器芯棒，换热效率高使用寿命长。

优选地，加热器不锈钢外壳上平均分布圆孔。

优选地，MI发热电缆按一定间距绕于加热器芯棒上，每层之间用薄铁皮隔开以保证发热元件的间距，使局部温度维持在合理范围内。

优选地，加热器芯棒均布圆孔，将圆环支撑片焊接与芯棒上，作为加热器外壁的强度支撑结构。

本实用新型的有益效果是：本实用新型加热器的发热元件选用的材质，具备耐油井中复杂化学成分腐蚀的能力、抗机械损伤能力。而且发热元件还具备稳定的发热功率，避免由于发热不稳定而在其表面结焦，影响其加热性能或者损坏加热器。本实用新型采用不锈钢护套MI矿物绝缘加热电缆，在保证达到技术要求的同时，使发热元件的单位面积功率控制在合理范围内，大大延长发热元件的使用寿命和安全系数。

附图说明

图1为本实用新型实施例电加热器的结构示意图。

图1中标记的说明如下：1-芯棒，2-发热电缆，3-不锈钢外壳，4-油井套管，5-供电电缆，6-电气控制箱，7-支撑片，8-固定套管，9-插销，10-油井管、11-星型尾端，12-冷热线转换元件接头。

具体实施方式

本实用新型目的的实现、功能特点及有益效果，下面将结合具体实施例以及附图做进一步的说明。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型所述技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

图1为本实用新型实施例加热器的结构示意图，如图1所示，本实用新型实施例主要包括：加热器绕线芯棒（芯棒）1、发热元件2（不锈钢护套MI矿物绝缘发热电缆）、不锈钢外壳3、油井管套管4、不锈钢护套MI供电电缆5、电气箱6等；

（1）采用不锈钢护套MI矿物绝缘发热电缆2作为发热元件，绕制于加热器芯棒1，其功率大小可采用调整芯棒绕制长度的方法改变。

（2）采用不锈钢板卷筒，均布小孔作为加热器外不锈钢外壳3。既加强了加热器本体的机械强度，同时满足石油充分接触发热芯棒，换热效率高使用寿命长。

（3）采用不锈钢护套MI矿物绝缘发热电缆2作为加热器的发热元件，此发热元件结构从内到外依次为电缆导体、致密氧化镁绝缘层、不锈钢外护套，三者同步拉伸一体成型。由于采用无机氧化镁作为绝缘层，采用耐腐蚀的不锈钢作为外壁，本实用新型实施例具有耐压、抗震、可挠、耐腐蚀、耐更大机械损伤、耐更高的温度等优点。

（4）加热器专用电气箱6配备：配备启动按钮、停止按钮、急停按钮、电流表、电压表、工作指示灯（包括启动指示灯、报警指示灯等）、温度控制仪、与过载保护断路器等部件，能很好的控制加热器的运行保障工作安全。

实施例1：

规格为20-200KWKW，外廓直径φ108mm，适合井深450-2000M米，连接油管直径：Φ73mm的电加热器成型过程如下:

1、根据设计功率的要求，决定加热器加热元件规格。

2、计算不锈钢MI矿物绝缘发热电缆2，确定米电阻、米功率、引线长度；

3、进行元件化工艺制作，完成冷热电缆的焊接结构，保证绝缘耐压等级和强度。

4、选用316L标号不锈钢圆筒做成不锈钢外壳3，外径108mm，长度根据功率大小从2220mm逐步加长，厚度4mm。在筒身均布直径12mm圆孔。圆孔作用使原油和加热器芯棒充分换热。

5、采用Φ60*3钢管，均布Φ12的圆孔，作为加热器芯棒1。将外径为100mm，内径为60mm的圆环支撑片7焊接与芯棒1上，作为加热器外壁的强度支撑结构。

6、将发热电缆2按一定间距绕于芯棒1上。每层之间用薄铁皮隔开以保证发热元件的间距，使局部温度维持在合理范围内。

6、根据负载选型不锈钢护套MI冷导线为供电电缆5，与发热电缆2进行焊接。此处焊接方式保证绝缘和机械强度，使得加热器在下井过程中能经受油井下井机械的外力。

7、选用套管DN86×6套管8，焊接至加热器外套管两端法兰盘上。用插销9固定油井套管4，这样做可以随时拆解，方便后期的维护。

8、整体安装完成后，对加热器进行测试。将加热器本体浸没在油池里通电，并测试绝缘和升温情况。达到预定的时间和温度后取出，再测试绝缘等数据，满足预先设计参数以保证加热器的性能。

9、在现场将加热器本体固定在油井管10末端，随油井管下管作业机一同下到制定深度。下管的同时，将MI电源冷导线（供电电缆5）绑缚在油井管外壁，保证电源导线在井下作用力下的稳定性。出井MI电源冷导线接入电气控制箱6，用电气控制箱6来控制加热器的通断，保证井下加热器的正常工作。油在抽出来的时候从如图1所示的上端流过整个加热器的周围 就能实现加热工作了。

Claims (7)

1.一种用于油井下原油加热的电加热器，其特征在于：包括绕线芯棒、发热元件和不锈钢外壳，不锈钢外壳内设置有绕线芯棒，发热元件绕制于所述芯棒上；发热元件采用不锈钢护套MI发热电缆，其结构从内到外依次为电缆导体、致密氧化镁绝缘层和不锈钢外护套，三者同步拉伸一体成型。

2.根据权利要求1所述的用于油井下原油加热的电加热器，其特征在于：采用不锈钢护套MI电源冷导线为供电电缆，通过冷热线转换元件接头与所述MI发热电缆进行连接。

3.根据权利要求2所述的用于油井下原油加热的电加热器，其特征在于：所述MI电源冷导线固定在油井管外壁，出井MI电源冷导线接入电气控制箱，用电气控制箱来控制加热器的通断。

4.根据权利要求1所述的用于油井下原油加热的电加热器，其特征在于：所述不锈钢壳体一端设有与法兰盘焊接的固定套管，所述固定套管通过固定销与油井套管连接，所述不锈钢壳体另一端设有与法兰盘焊接的固定套管，所述固定套管通过固定销与油井管连接。

5.根据权利要求1所述的用于油井下原油加热的电加热器，其特征在于：加热器不锈钢外壳上设置有孔。

6.根据权利要求5所述的用于油井下原油加热的电加热器，其特征在于：加热器不锈钢外壳上平均分布圆孔。

7.根据权利要求1所述的用于油井下原油加热的电加热器，其特征在于：MI发热电缆按一定间距绕于加热器芯棒上，每层之间用薄铁皮隔开。