CN2743534Y - 高功率高压油井用电加热器 - Google Patents
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Abstract
一种高功率高压油井用电加热器，包括外包壳，置于外包壳内的发热元件，所述发热元件由六根螺旋电阻丝串联而成，每根电阻丝沿所述外包壳的轴线方向、在邻近外包壳壁面位置从上向下直至邻近外包壳壳底，经弯曲后、由下向上地设置，且每根电阻丝置于导管内、导管间填充有氧化镁粉，该六根电阻丝均布设置在同一圆周上，且相邻两电阻丝的上端头经导线进行电连接，剩下两个端头分别与电源引入线连接；所述外包壳内腔的下部有合金铝浇铸层，外包壳内腔中电源引入线与电阻丝的连接部位有环氧树脂封装层，外包壳上部有环氧树脂封装层，其余部分为氧化镁粉填充层。它具有功率大，热效率高，使用寿命长的优点。
Description
一、技术领域
本实用新型涉及电加热装置，特别是用于石油开采中对井下原油加热的电加热装置。
二、背景技术
石油开采业中，为使原油从井底顺利流出，就必须对原油进行加热，以降低原油粘度，增大原油流动性。
现有用于原油加热的电加热装置主要有三种：
第一种是在土陶瓷架上缠绕螺旋电阻丝，在其外包壳与土陶瓷架之间填充氧化镁粉。它具有的优点是，制造方便，价格低。其缺点是，由于氧化镁粉处于松散状态，其中的空气无法排除，在发热状态时容易产生水分聚集点，易产生短路现象，使用寿命极短，通常不超过100小时。同时热效率低。
第二种是将元件作成单支插入外包壳中，再填充氧化镁粉。它的优点是，制造方便，价格低。它的缺点是，由于氧化镁粉处于松散状态，其中的空气无法排除，在发热状态时容易产生水分聚集点，易在接线柱位置产生短路现象，其使用寿命通常不超过200小时。其热效率与第一种相比，同样低。
第三种是将元件直接盘成螺旋状再缠绕于支撑管上，发热元件与油液直接接触。其优点是，制造方便，价格低，热效率高。它存在以下缺点：由于发热元件的外壳通常壁厚为1-1.5毫米，在高压作用下极容易将管壁破坏，其使用寿命通常不超过200小时。如果将元件的壁厚加厚，其成型非常困难。
三、实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种功率大，寿命长的高功率高压油井用电加热器。本新型的目的是这样实现的：一种高功率高压油井用电加热器，包括外包壳，置于外包壳内的发热元件，其特征在于，所述发热元件由六根螺旋电阻丝串联而成，每根电阻丝沿所述外包壳的轴线方向、在邻近外包壳壁面位置从上向下直至邻近外包壳壳底，经弯曲后、由下向上地设置，且每根电阻丝置于导管内、导管间填充有氧化镁粉，该六根电阻丝均布设置在同一圆周上，且相邻两电阻丝的上端头经导线进行电连接，剩下两个端头分别与电源引入线连接；所述外包壳内腔的下部有合金铝浇铸层，外包壳内腔中电源引入线与电阻丝的连接部位有环氧树脂封装层，外包壳上部有环氧树脂封装层，其余部分为氧化镁粉填充层。
上述每根螺旋电阻丝下部的螺距小于上部的螺距。
外包壳内壁上固定有多个支架，所述发热元件夹固在支架上。
采用如上技术方案，发热元件分成六根电阻丝，经支架固定，按同一圆周排布在邻近外包壳内壁位置上，并将六根电阻丝的上端头经导线进行电连接，使六根电阻丝串联在一个供电回路中，这样，从发热元件所发热量的多少来看，外包壳的相应任一横截面上分布有12根电阻丝，相对于现有技术(单支发热元件)而言，在外包壳长度相同情况下，电阻丝的总长度增大至12倍，对相同电阻丝而言，本新型发热量增大至12倍；又从发热元件所发热量在外包壳轴向的分布来看，每根螺旋电阻丝下部的螺距小于上部的螺距(即电阻丝邻近外包壳底部的盘绕密度大些)，再加上六根电阻丝都在下部弯曲，即多出六个弯曲部分，因而，分布在外包壳下部的电阻丝长度相对较长，外包壳下部的功率最大，中上部的功率较小(以外包壳相同的轴向长度比较)。再从热量的传导过程来看，外包壳下部合金铝的导热性能优于中部氧化镁粉的导热性能，相同情况下，包外壳下部释放的热量更多。从结构上来看，一是发热元件夹固在支架上，二是电阻丝上端口与电源引入线的接头部位经环氧树脂封装，整个发热部分在结构上更稳固，同时，氧化镁粉被顶部环氧树脂所封装，不再处于松散状态，在使用过程中，不会发生短路现象，电阻丝的使用寿命得以延长。
与现有技术相比，本新型具有如下特点和优点：
1、在相同外包壳尺寸下，本新型的功率更大，本加热器工作电压1800V，总功率可达50kw。
2、在外包壳轴向上，下部的热量高于中、上部的热量，本新型发热量的分布更为合理。
3、采用了金属浇铸结构，热效率更高，外包壳单位面积的功率超过国家相关标准的5倍以上。
4、本新型使用寿命大为提高，可达3000小时以上，其寿命为传统产品的3-5倍。
本新型的缺点是结构复杂、制造难度大、造价较高。
四、附图说明
图1本新型的剖面结构图；
图2图3分别是图1所示沿A-A线和B-B线的剖面图。
五、具体实施方式
图1示出，外包壳1为圆筒状结构，颈部开有丝口1a，可使用封盖(图中未示出)旋接在颈部丝口上。参见图2，发热元件2由六根螺旋电阻丝串联而成，每根电阻丝沿外包壳轴线方向、在邻近外包壳壁面位置从上向下直至邻近外包壳壳底，经弯曲后，又由下向上地设置，且每根电阻丝置于导管(金属材质，可导热)内、导管间填充有氧化镁粉(高纯氧化镁粉兼有绝缘性能与导热性能)。每根螺旋电阻丝在位于外包壳下部的部分的螺距大于位于外包壳上部的螺距，使外包壳底部成为高功率发热段。该六根电阻丝均布设置在同一圆周上，且相邻两电阻丝的上端头经导线进行连接(参见图3)，剩下两个端头分别与电源引入线3、3a(高温四氟软线)连接，最好是，每根电阻丝的上端头均固定设置接线柱2、2a。外包壳内壁上固定有多个支架4，如梅花支架，发热元件夹固在支架上。外包壳内腔的下部有合金铝浇铸层5，外包壳内腔中电源引入线与电阻丝的连接部位设有环氧树脂封装层7，外包壳上部设有环氧树脂封装层9，其余部分为氧化镁粉填充层6、8。
实施例：外包壳内径约100mm，长度为1760mm；一根电阻丝约3m左右，电阻丝总长18m多；外包壳内腔从下往上依次充填有1405mM厚的合金铝层，110mm厚的氧化镁粉层，100mm厚的环氧树脂层，90mm厚的氧化镁粉层，55mm厚的环氧树脂层。外包壳材质为钼铬合金、厚度为3mm。工作电压1800V总功率50kw，其中外包壳底部高功率发热段长500mm，功率30kw。本新型设计压力13Mpa，使用压力10Mpa。
Claims (7)
1、一种高功率高压油井用电加热器，包括外包壳，置于外包壳内的发热元件，其特征在于，所述发热元件(2)由六根螺旋电阻丝串联而成，每根电阻丝沿所述外包壳(1)的轴线方向、在邻近外包壳壁面位置从上向下直至邻近外包壳壳底，经弯曲后、由下向上地设置，且每根电阻丝置于导管内、导管间填充有氧化镁粉，该六根电阻丝均布设置在同一圆周上，且相邻两电阻丝的上端头经导线进行电连接，剩下两个端头分别与电源引入线(3、3a)连接；所述外包壳(1)内腔的下部有合金铝浇铸层，外包壳内腔中电源引入线与电阻丝的连接部位有环氧树脂封装层，外包壳上部有环氧树脂封装层，其余部分为氧化镁粉填充层。
2、根据权利要求1所述的加热器，其特征在于，所述每根螺旋电阻丝下部的螺距小于上部的螺距。
3、根据权利要求1或2所述的加热器，其特征在于，所述外包壳(1)内壁上固定有多个支架(4)，所述发热元件(2)夹固在支架(4)上。
4、根据权利要求3所述的加热器，其特征在于，所述每根电阻丝的上端头设置有接线柱。
5、根据权利要求4所述的加热器，其特征在于，还具有封盖，封盖旋接在所述外包壳(1)颈部的丝口上。
6、根据权利要求5所述的加热器，其特征在于，所述外包壳(1)的内径约100mm，长约为1760mm；所述一根电阻约为3m左右；外包壳(1)内腔从下往上依次为1405mm厚的合金铝层，110mm厚的氧化镁粉层，100mm厚的环氧树脂层，90mm厚的氧化镁粉层，55mm厚的环氧树脂层。
7、根据权利要求6所述的加热器，其特征在于，所述外包壳(1)材质为钼铬合金，厚度为3mm。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN1854458B (zh) * | 2005-04-28 | 2011-11-16 | 成都市兴岷江电热电器有限责任公司 | 一种稠油高凝油长停井复产用电加热器 |
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2004
- 2004-11-05 CN CN 200420061924 patent/CN2743534Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20051130 Effective date of abandoning: 20111116 |
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