RU132663U1

RU132663U1 - HEATING CABLE FOR OIL WELLS

Info

Publication number: RU132663U1
Application number: RU2013115538/07U
Authority: RU
Inventors: Константин Иосифович Сухарев; Игорь Васильевич Ушаков; Марина Мариновна Клишковская
Original assignee: Константин Иосифович Сухарев; Игорь Васильевич Ушаков; Марина Мариновна Клишковская
Priority date: 2013-04-05
Filing date: 2013-04-05
Publication date: 2013-09-20

Abstract

1. Нагревательный кабель для нефтяной скважины, содержащий общую броню с подушкой под эту броню, расположенные внутри термоизолированные токопроводящие нагревательные жилы, выполненные из медной или алюминиевой проволоки и соединенные на одном конце кабеля между собой, а другими концами выполненные с возможностью подключения к регулируемому источнику тока, а также уложенные параллельно термоизолированным токопроводящим нагревательным жилам заполняющие жилы, выполненные в виде медных проволок, заключенных в изоляцию и также соединенны на одном конце кабеля между собой, а на другом - выполненные с возможностью подключения к измерительному прибору, отличающийся тем, что нагревательный кабель дополнительно снабжен нитями из арамидного волокна, термоизолированные токопроводящие нагревательные жилы выполнены многопроволочными, подушка под броню представляет собой общую изолирующую оболочку нагревательных и заполняющих жил, формирующую цилиндрическую поверхность под броню, а броня, наложенная на эту подушку, выполнена из одного ряда стальных оцинкованных проволок, навитых на подушку под броню, причем направление наложения стальных проволок брони противоположно направлению скрутки нагревательных жил, кроме того, поверх брони сформирована защитная оболочка.2. Нагревательный кабель для нефтяной скважины по п.1, отличающийся тем, что токопроводящие многопроволочные нагревательные жилы расположены в центре кабеля, в промежутках между которыми размещены заполняющие жилы, а нити из арамидного волокна скручены с проволоками, формирующими многопроволочную нагревательную жилу, вдоль всей длины кабеля.3. Н�1. A heating cable for an oil well, containing common armor with a cushion for this armor, located inside thermally insulated conductive heating cores made of copper or aluminum wire and connected at one end of the cable to each other, and the other ends made with the possibility of connection to an adjustable current source as well as filling cores laid in parallel with thermally insulated conductive heating cores made in the form of copper wires enclosed in insulation and also connected at one end of the cable to each other, and at the other end, made with the possibility of connecting to a measuring device, characterized in that the heating cable is additionally equipped with aramid fiber threads, thermally insulated conductive heating conductors are multi-wire, the armor cushion is a common insulating shell of heating and filling cores forming a cylindrical surface under the armor, and the armor placed on this pillow is made of one row of galvanized steel wires, n wound onto a pillow under the armor, and the direction of laying the steel wires of the armor is opposite to the direction of twisting of the heating cores, in addition, a protective shell is formed over the armor. 2. The heating cable for an oil well according to claim 1, characterized in that the conductive multi-wire heating cores are located in the center of the cable, between which the filling cores are placed, and the aramid fiber strands are twisted with wires forming a multi-wire heating core along the entire length of the cable. 3. H�

Description

Полезная модель относится к резистивным нагревательным кабелям и может быть использована в комплекте оборудования для предупреждения асфальто-смоло-парафиновых отложений (АСПО) и снижения вязкости добываемой нефти на нефтедобывающих скважинах, а также для путевого подогрева нефтепроводов.The utility model relates to resistive heating cables and can be used in a set of equipment to prevent asphalt-resin-paraffin deposits (AFS) and reduce the viscosity of oil produced in oil wells, as well as for track heating of oil pipelines.

Известен нагревательный кабель, который содержит общую броню с подушкой под эту броню, три параллельно расположенные внутри брони термоизолированные токопроводящие нагревательные жилы, локальный датчик (первичный преобразователь) температуры, соединительные провода, которые расположены внутри брони параллельно нагревательным жилам и посредством которых датчик соединен с входом регулятора, при этом нагревательные жилы на одном (нижнем) конце кабеля соединены между собой, а другими концами подключены к регулируемому источнику тока, управляющий вход которого соединен с выходом регулятора. (Патент США №5782301, кл. Е21В 36/04, опубл. 21.07.1998).A heating cable is known that contains general armor with a cushion for this armor, three thermally insulated conductive heating conductors parallel to the inside of the armor, a local temperature sensor (primary converter), connecting wires that are located inside the armor parallel to the heating conductors and through which the sensor is connected to the controller input , while the heating cores on one (lower) end of the cable are interconnected, and the other ends are connected to an adjustable current source, ravlyaetsya input of which is connected to the output regulator. (US Patent No. 5782301, CL EB 36/04, publ. 07.21.1998).

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является нагревательный кабель, содержащий общую броню с подушкой под эту броню, расположенные внутри термоизолированные токопроводящие нагревательные жилы, выполненные из медной или алюминиевой проволоки и соединенные на одном конце кабеля между собой, а другими концами выполненные с возможностью подключения к регулируемому источнику тока, а также уложенные параллельно термоизолированным токопроводящим нагревательным жилам заполняющие жилы, выполненные в виде медных проволок, заключенных в изоляцию и также соединенные на одном конце кабеля между собой, а на другом выполнены с возможностью подключения к измерительному прибору.Closest to the claimed utility model is a heating cable containing a common armor with a cushion for this armor, located inside thermally insulated conductive heating cores made of copper or aluminum wire and connected at one end of the cable to each other, and the other ends made with the possibility of connecting to an adjustable to the current source, as well as filling conductors made in the form of copper wires laid in parallel with thermally insulated conductive heating cores, insulated and also connected at one end of the cable to each other, and at the other made with the ability to connect to the measuring device.

(Патент RU №2238392, Кл. Е21В 36/04, Н05В 3/56, опубл. 20.10.2004).(Patent RU No. 2238392, Cl. ЕВВ 36/04, Н05В 3/56, publ. 20.10.2004).

Недостатками известных конструкций кабелей является низкий срок службы вследствие незащищенности брони от агрессивного воздействия окружающей среды, невысокая разрывная прочность. Кроме того известные однопроволочные медные нагревательные жилы обладают недостаточной гибкостью, что затрудняет процесс монтажа/демонтажа кабеля на нефтедобывающей скважине.The disadvantages of the known cable designs is a low service life due to the vulnerability of the armor from aggressive environmental influences, low tensile strength. In addition, the well-known single-wire copper heating cores have insufficient flexibility, which complicates the process of mounting / dismounting the cable in an oil well.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является создание эффективного и надежного кабеля и увеличение срока его службы и удобства использования путем повышения его разрывной прочности, гибкости и защищенности брони от агрессивного воздействия окружающей среды.The technical result of the proposed utility model is to create an effective and reliable cable and increase its service life and ease of use by increasing its tensile strength, flexibility and protection of the armor from aggressive environmental influences.

Данный технический результат достигается тем, что нагревательный кабель для нефтяной скважины, содержащий общую броню с подушкой под эту броню, расположенные внутри термоизолированные токопроводящие нагревательные жилы, выполненные из медной или алюминиевой проволоки и соединенные на одном конце кабеля между собой, а другими концами выполненные с возможностью подключения к регулируемому источнику тока, а также уложенные параллельно термоизолированным токопроводящим нагревательным жилам заполняющие жилы, выполненные в виде медных проволок, заключенных в изоляцию и также соединенные на одном конце кабеля между собой, а на другом - выполнены с возможностью подключения к измерительному прибору, согласно предложенному техническому решению, нагревательный кабель дополнительно снабжен нитями из арамидного волокна, термоизолированные токопроводящие нагревательные жилы выполнены многопроволочными, подушка под броню представляет собой общую изолирующую оболочку нагревательных и заполняющих жил, формирующую цилиндрическую поверхность под броню, а броня, наложенная на эту подушку, выполнена из одного ряда стальных оцинкованных проволок, навитых на подушку под броню, причем направление наложения стальных проволок брони противоположно направлению скрутки нагревательных жил, кроме того, поверх брони сформирована защитная оболочка.This technical result is achieved in that a heating cable for an oil well containing common armor with a cushion for this armor, thermally insulated conductive heating conductors located inside, made of copper or aluminum wire and connected at one end of the cable to each other, and the other ends made with the possibility of connections to an adjustable current source, as well as filling conductors made in the form of copper laid in parallel with thermally insulated conductive heating cores rods enclosed in insulation and also connected at one end of the cable to each other and at the other end are made with the possibility of connecting to a measuring device, according to the proposed technical solution, the heating cable is additionally equipped with aramid fiber threads, thermally insulated conductive heating cores are multi-wire, a pillow for the armor is the common insulating shell of the heating and filling cores, forming a cylindrical surface under the armor, and the armor imposed on this cushion is made of a single row of galvanized steel wires wound on the cushion under the armor, and the direction of superposition of steel armor wires twisting is opposite to that of the heating conductors, furthermore, a protective sheath formed over the armor.

Токопроводящие многопроволочные нагревательные жилы могут быть расположены в центре кабеля, в промежутках между которыми размещены заполняющие жилы, а нити из арамидного волокна скручены с проволоками, формирующими многопроволочную нагревательную жилу вдоль всей длины кабеля.Conducting multi-wire heating cores can be located in the center of the cable, between which filling cores are placed, and aramid fiber strands are twisted with wires forming a multi-wire heating core along the entire length of the cable.

Изолированные заполняющие жилы нагревательного кабеля могут быть расположены в центре нагревательного кабеля и покрыты совместной дополнительной изолирующей оболочкой, на которую уложено четное количество токопроводящих нагревательных жил, разделенных на две равные группы изолированными жгутами из нитей арамидного волокна вдоль всей длины кабеля.Insulated filling cores of the heating cable can be located in the center of the heating cable and covered with a joint additional insulating sheath, on which an even number of conductive heating cores are laid, divided into two equal groups by insulated bundles of aramid fiber threads along the entire length of the cable.

Сущность технического решения поясняется чертежом, гдеThe essence of the technical solution is illustrated by the drawing, where

- на фиг.1 изображено поперечное сечение нагревательного кабеля для нефтяных скважин, подключаемого к источнику переменного тока;- figure 1 shows a cross section of a heating cable for oil wells, connected to an AC source;

- на фиг.2 изображено поперечное сечение нагревательного кабеля для нефтяных скважин, подключаемого к источнику постоянного тока.- figure 2 shows a cross section of a heating cable for oil wells, connected to a constant current source.

Нагревательный кабель содержит токопроводящие нагревательные жилы 1, заключенные в изоляцию 2. Изоляция 2 выполнена из полимера, например, из блок-сополимер пропилена с этиленом. Токопроводящие нагревательные жилы 1 выполнены многопроволочными из медных проволок суммарным сечением от 1 до 32 мм² или алюминиевых проволок суммарным сечением от 1,5 до 45 мм². Проволоки токопроводящих нагревательных жил могут быть скручены между собой и непосредственно с нитями из арамидных волокон. В промежутках между токопроводящими нагревательными жилами 1 размещены заполняющие жилы 3, выполненные из медных проволок, суммарным сечением от 0,5 до 1 мм². Токопроводящие нагревательные жилы 1, выполненные из медной или алюминиевой проволоки, соединены на одном конце кабеля между собой, а другими концами выполнены с возможностью подключения к регулируемому источнику переменного тока (на чертеже не показано). На заполняющие жилы 3 и токопроводящие нагревательные жилы 1 наложена подушка под броню, представляющая собой общую изолирующую оболочку 4, например, из блок-сополимер пропилена, формирующую цилиндрическую поверхность под броню, а броня 5 наложена на эту подушку, выполнена из одного ряда стальных оцинкованных проволок, навитых на подушку под броню, причем направление наложения стальных проволок брони противоположно направлению скрутки токопроводящих нагревательных жил 1, что позволяет обеспечить уравновешивание крутящих и растягивающих моментов, действующих на кабель. Поверх брони 5 сформирована защитная оболочка 6, выполненная из полимера, например композиции полиэтилена высокой плотности.The heating cable contains conductive heating cores 1 enclosed in insulation 2. Insulation 2 is made of polymer, for example, a block copolymer of propylene with ethylene. Conducting heating cores 1 are multi-wire from copper wires with a total cross section of 1 to 32 mm ² or aluminum wires with a total cross section of 1.5 to 45 mm ² . The wires of the conductive heating cores can be twisted together and directly with threads of aramid fibers. In the intervals between the conductive heating cores 1 are placed filling cores 3 made of copper wires, with a total cross section of 0.5 to 1 mm ² . Conducting heating cores 1 made of copper or aluminum wire are connected at one end of the cable to each other, and the other ends are made with the possibility of connecting to an adjustable AC source (not shown). A cushion for armor is imposed on the filling cores 3 and conductive heating cores 1, which is a common insulating casing 4, for example, from a propylene block copolymer forming a cylindrical surface under the armor, and armor 5 is superimposed on this cushion, made of one row of galvanized steel wires wound on a pillow under the armor, and the direction of the imposition of steel wires of the armor is opposite to the direction of the twist of the conductive heating cores 1, which allows balancing the twisting and tensile moments acting on the cable. A protective shell 6 formed of a polymer, for example, a high density polyethylene composition, is formed over the armor 5.

Нагревательный кабель может быть выполнен с четным количеством токопроводящих нагревательных жил. В этом случае изолированные заполняющие жилы 3, выполненные в виде медных проволок сечением от 0,5 до 1 мм², расположены в центре нагревательного кабеля и покрыты совместной дополнительной изолирующей оболочкой 8, на которую уложено четное количество токопроводящих нагревательных жил 1, разделенных на две равные группы изолированными жгутами 7 из нитей арамидного волокна вдоль всей длины кабеля. Дополнительная изолирующуя оболочка 8 выполнена, из полимера, например, блок-сополимер пропилена с этиленом.The heating cable can be made with an even number of conductive heating cores. In this case, the insulated filling cores 3, made in the form of copper wires with a cross section of 0.5 to 1 mm ² , are located in the center of the heating cable and are covered with a joint additional insulating sheath 8, on which an even number of conductive heating cores 1 are laid, divided into two equal groups of insulated strands 7 of aramid fiber strands along the entire length of the cable. An additional insulating shell 8 is made of a polymer, for example, a block copolymer of propylene with ethylene.

На заполняющие 3 и токопроводящие нагревательные жилы 1 наложена подушка под броню, представляющая собой общую изолирующую оболочку 4, например, из блок-сополимер пропилена, формирующую цилиндрическую поверхность под броню 5, а броня 5, наложенная на эту подушку, выполнена из одного ряда стальных оцинкованных проволок, навитых на подушку под броню, причем направление наложения стальных проволок брони противоположно направлению скрутки нагревательных жил 1. Поверх брони 5 сформирована защитная оболочка 6, выполненная из полимера, например композиции полиэтилена высокой плотности.A cushion under the armor is imposed on the filling 3 and conductive heating cores 1, which is a common insulating shell 4, for example, from a propylene block copolymer forming a cylindrical surface under the armor 5, and the armor 5 imposed on this pillow is made of one row of galvanized steel wires wound on a cushion under the armor, and the direction of application of the steel wires of the armor is opposite to the direction of twisting of the heating cores 1. A protective shell 6 made of polymer is formed over the armor 5, for example, high density polyethylene mpozitsii.

На нижнем конце кабеля токопроводящие нагревательные жилы 1 сварены или спаяны между собой, образуя единую электрически замкнутую цепь. На том же конце кабеля заполняющие жилы 3 соединены между собой подобным образом.At the lower end of the cable, the conductive heating cores 1 are welded or welded together, forming a single electrically closed circuit. At the same end of the cable, the filling cores 3 are interconnected in a similar way.

При работе нагревательный кабель спускают в насосно-компрессорную трубу нефтяной скважины, на верхнем конце кабеля токопроводящие нагревательные жилы 1 подключены к регулируемому источнику тока. Заполняющие жилы 3 подключают к измерительным приборам станции управления (на черт. не показано). При пропускании по кабелю тока происходит нагрев токопроводящих нагревательных жил до температуры порядка (60-130)°С. Выделенное при этом тепло, нагревая находящуюся в насосно-компрессорных трубах жидкость (нефть), препятствует образованию асфальто-смоло-парафиновых отложений (АСПО). Станция управления нагревательным кабелем (на черт. не показана) поддерживает заданный режим нагрева кабеля и осуществляет защитные функции (превышение максимального тока, короткое замыкание, превышение максимально-заданной температуры, утечка тока и др.) с помощью контрольно-измерительных приборов, установленных на станции управления (на черт. не показаны). Контроль средней температуры кабеля осуществляют по изменению сопротивления токопроводящих нагревательных жил или по изменению сопротивления заполняющих жил 3.During operation, the heating cable is lowered into the oil well tubing, at the upper end of the cable, the conductive heating cores 1 are connected to an adjustable current source. The filling cores 3 are connected to the measuring devices of the control station (not shown in the drawing). When passing current through the cable, the conductive heating cores are heated to a temperature of about (60-130) ° C. The heat released in this case by heating the liquid (oil) located in the tubing prevents the formation of asphalt-resin-paraffin deposits (AFS). The heating cable control station (not shown in the drawing) supports the specified heating mode of the cable and performs protective functions (exceeding the maximum current, short circuit, exceeding the maximum set temperature, current leakage, etc.) with the help of instrumentation installed at the station control (not shown in the devil). Monitoring the average temperature of the cable is carried out by changing the resistance of the conductive heating cores or by changing the resistance of the filling cores 3.

Заявляемая конструкция кабеля позволяет повысить его эффективность и надежность, увеличить срок службы кабеля и удобство его использования за счет повышения разрывной прочности, гибкости и защищенности брони от агрессивного воздействия окружающей среды, что в конечном итоге приводит к значительному сокращению производственных затрат.The inventive design of the cable allows you to increase its efficiency and reliability, increase the service life of the cable and ease of use by increasing tensile strength, flexibility and protection of the armor from aggressive environmental influences, which ultimately leads to a significant reduction in production costs.

Claims

1. A heating cable for an oil well, containing common armor with a cushion for this armor, located inside thermally insulated conductive heating cores made of copper or aluminum wire and connected at one end of the cable to each other, and the other ends made with the possibility of connection to an adjustable current source as well as filling cores laid in parallel with thermally insulated conductive heating cores made in the form of copper wires enclosed in insulation and also connected at one end of the cable to each other, and at the other end, made with the possibility of connecting to a measuring device, characterized in that the heating cable is additionally equipped with aramid fiber threads, thermally insulated conductive heating conductors are multi-wire, the armor cushion is a common insulating shell of heating and filling cores forming a cylindrical surface under the armor, and the armor placed on this pillow is made of one row of galvanized steel wires, n wound on a pillow under the armor, and the direction of the imposition of steel wires of the armor is opposite to the direction of twisting of the heating cores, in addition, a protective shell is formed over the armor.

2. The heating cable for an oil well according to claim 1, characterized in that the conductive multi-wire heating cores are located in the center of the cable, in the spaces between which the filling cores are placed, and the threads of aramid fiber are twisted with wires forming a multi-wire heating core along the entire length cable.

3. The heating cable for an oil well according to claim 1, characterized in that the insulated filling cores are located in the center of the heating cable and are covered with a joint additional insulating sheath, on which an even number of conductive heating cores are laid, divided into two equal groups by insulated bundles of aramid threads fibers along the entire length of the cable.