RU208860U1 - HEATING DEVICE - Google Patents
HEATING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU208860U1 RU208860U1 RU2021119771U RU2021119771U RU208860U1 RU 208860 U1 RU208860 U1 RU 208860U1 RU 2021119771 U RU2021119771 U RU 2021119771U RU 2021119771 U RU2021119771 U RU 2021119771U RU 208860 U1 RU208860 U1 RU 208860U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating device
- core
- heating
- conductive
- section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B3/00—Ohmic-resistance heating
- H05B3/40—Heating elements having the shape of rods or tubes
- H05B3/54—Heating elements having the shape of rods or tubes flexible
- H05B3/56—Heating cables
Abstract
Полезная модель относится к нагревательным устройствам переменной мощности на основе резистивных жил с 3-фазной системой питания. Нагревательное устройство 3-фазной системы питания содержит три токопроводящие жилы, изолированные друг от друга, соединенные на дистальном конце устройства в звезду. Каждая жила имеет переменное поперечное сечение, образованное путем волочения жилы. Достигается расширение арсенала нагревательных технических средств. 11 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to variable power heating devices based on resistive wires with a 3-phase power supply system. The heating device of the 3-phase power system contains three current-carrying conductors, isolated from each other, connected at the distal end of the device in a star. Each strand has a variable cross section formed by drawing the strand. EFFECT: expansion of the arsenal of heating technical means is achieved. 11 w.p. f-ly, 3 ill.
Description
Область примененияApplication area
Полезная модель относится к нагревательным устройствам переменной мощности на основе резистивных жил с 3-фазной системой питания. Техническое решение может быть использовано в области нефтяной промышленности, в качестве оборудования скважин для путевого электрообогрева высоковязкой нефтегазовой смеси скважин, снабженных штанговыми насосными установками.The utility model relates to variable power heating devices based on resistive wires with a 3-phase power supply system. The technical solution can be used in the field of the oil industry, as well equipment for track electric heating of a high-viscosity oil and gas mixture of wells equipped with sucker rod pumping units.
Уровень техникиState of the art
Практика эксплуатации нефтяных скважин показала, что основной причиной асфальтосмолопарафиновых отложений (АСПО) в нефтяных и газовых скважинах является путевое охлаждение добываемой жидкости. Из всех видов борьбы с указанными осложнениями наиболее универсальным и эффективным средством на сегодня является компенсация тепловых потерь в скважине путем электрообогрева нагревательными устройствами.The practice of operating oil wells has shown that the main cause of asphalt-resin-paraffin deposits (ARPD) in oil and gas wells is the line cooling of the produced fluid. Of all the types of combating these complications, the most versatile and effective tool today is to compensate for heat losses in the well by electrical heating with heating devices.
Известен геофизический кабель с сердечником из семи многопроволочных токопроводящих жил, с наложенной на каждую жилу изоляционной обмоткой из полиэтилен-тетрафталатной ленты в качестве подушки под общий каркас - броню из стальных круглых проволок (см. Малышев А.Г. и др. «Применение греющих кабелей для предупреждения парафино-гидратообразования в нефтяных скважинах». Нефтяное хозяйство, 1990, №6, с. 58-60).Known geophysical cable with a core of seven multi-wire conductive cores, with an insulating winding of polyethylene-tetraphthalate tape applied to each core as a pillow under a common frame - armor made of steel round wires (see Malyshev A.G. and others. "Use of heating cables to prevent paraffin-hydrate formation in oil wells". Oil Industry, 1990, No. 6, pp. 58-60).
Известно нагревательное устройство, содержащее связанные между собой низкотемпературные и нагревательные отводы кабеля, которые состоят из изолированных токопроводящих жил из материала с разным удельным сопротивлением, на которые уложена подушка под броню и броня, жилы свободного конца кабельной линии соединены между собой для образования замкнутой электрической цепи и изолированы, нагревательный отвод кабельной линии выполнен из трех последовательных участков кабеля, каждый из которых включает три токопроводящие жилы разных фаз, одна из которых, нагревательная, выполнена с большим сопротивлением, чем две смежные низкотемпературные жилы (см. RU 61935 U1, 16.11.2006).A heating device is known, containing interconnected low-temperature and heating cable outlets, which consist of insulated conductive conductors made of a material with different resistivity, on which an armor pad and armor are laid, the conductors of the free end of the cable line are interconnected to form a closed electrical circuit and are insulated, the heating branch of the cable line is made of three consecutive cable sections, each of which includes three current-carrying conductors of different phases, one of which, heating, is made with a higher resistance than two adjacent low-temperature conductors (see RU 61935 U1, 11/16/2006) .
Известно нагревательное устройство 3-фазной системы питания, содержащее три токопроводящие жилы, изолированные друг от друга, каждая из которых имеет переменное поперечное сечение (см. RU 2587459 С2, 20.06.2016). Принят за прототип.A heating device of a 3-phase power supply system is known, containing three conductive cores isolated from each other, each of which has a variable cross section (see RU 2587459 C2, 06/20/2016). Taken as a prototype.
Общим недостатком известных решений является низкая эффективность нагревательного устройства.A common disadvantage of the known solutions is the low efficiency of the heating device.
При движении флюида по насосно-компрессорной трубе (НКТ) в направлении к устью скважины происходит теплообмен с окружающим грунтом, вследствие чего температура флюида снижается. По мере приближения флюида к устью скважины за счет изменения термобарических и других условий интенсивность образования АСПО увеличивается.When fluid moves along the tubing (tubing) towards the wellhead, heat exchange with the surrounding soil occurs, as a result of which the fluid temperature decreases. As the fluid approaches the wellhead, due to changes in thermobaric and other conditions, the intensity of ARPD formation increases.
Таким образом, в наиболее интенсивном обогреве высокой мощности нуждается часть НКТ на сравнительно небольшой глубине, в то время, как на большей глубине требуется уже менее интенсивный нагрев более низкой мощности.Thus, a part of the tubing at a relatively shallow depth needs the most intensive high-power heating, while less intensive heating of a lower power is required at a greater depth.
Большинство нагревательных устройств имеют постоянную мощность по всей длине, которая выбирается исходя из максимально требуемой.Most heating devices have a constant power along the entire length, which is selected based on the maximum required.
Раскрытие сущностиEssence disclosure
Задачей заявленного технического решения является повышение эффективности обогрева НКТ.The objective of the claimed technical solution is to increase the efficiency of heating tubing.
Технический результат, достигаемый при использовании заявленного технического решения, заключается в повышении эффективности нагревательного устройства.The technical result achieved by using the claimed technical solution is to increase the efficiency of the heating device.
Заявленный технический результат достигается за счет использования следующей совокупности существенных признаков: нагревательное устройство 3-фазной системы питания, содержащее три токопроводящие жилы с переменным поперечным сечением, изолированные друг от друга, соединенные на дистальном конце устройства в звезду, согласно заявленному решению дополнительно содержит внешнюю формообразующую броню. В частных варианта выполнения нагревательного устройства, броня может быть выполнена из стальной оцинкованной ленты. Устройство может иметь плоскую или выпукло-вогнутую форму в поперечном сечении. В качестве изоляции жил может быть использован этилен-пропилен-диен-метиленовый каучук или маслостойкая этилен-пропиленовая резина, или блоксополимер пропилена этилена. В качестве токопроводящей жилы может использоваться медная однопроволочная или луженая однопроволочная жила. Между броней и токопроводящими жилами может содержаться обмотка из нетканого материала. Центры сечения токопроводящих жил могут быть расположены на одной дуге с постоянным радиусом кривизны или на одной прямой.The claimed technical result is achieved through the use of the following set of essential features: a heating device of a 3-phase power system, containing three conductive wires with a variable cross section, isolated from each other, connected at the distal end of the device into a star, according to the claimed solution, additionally contains an external shaping armor . In private embodiments of the heating device, the armor can be made of galvanized steel tape. The device may have a flat or convex-concave shape in cross section. Ethylene-propylene-diene-methylene rubber or oil-resistant ethylene-propylene rubber, or ethylene propylene block copolymer can be used as core insulation. A copper single-wire or tinned single-wire conductor can be used as a conductive core. Between the armor and the conductive cores, a winding of non-woven material may be contained. The cross-sectional centers of conductive wires can be located on the same arc with a constant radius of curvature or on the same straight line.
Графические материалы, поясняющие сущностьGraphic materials explaining the essence
Представлены графические материалы, поясняющие сущность заявленного технического решения, где на:Graphic materials are presented explaining the essence of the claimed technical solution, where:
Фиг. 1 - общий вид устройства в варианте с броней и обмоткой;Fig. 1 - general view of the device in the version with armor and winding;
Фиг. 2 - поперечный разрез устройства в варианте с броней и обмоткой;Fig. 2 - cross section of the device in the version with armor and winding;
Фиг. 3-продольный разрез устройства в варианте с броней и обмоткой.Fig. 3-longitudinal section of the device in the version with armor and winding.
Обозначения на всех чертежах идентичные.The designations in all drawings are identical.
Осуществление технического решенияImplementation of the technical solution
Нагревательное устройство 3-фазной системы питания содержит три токопроводящие жилы 1, каждая из которых содержит изоляцию 2. В качестве изоляции 2 жил может использоваться этилен-пропилен-диен-метиленовый каучук или маслостойкая этилен-пропиленовая резина, или блоксополимер пропилена этилена. Жилы 1 изолированы друг от друга. В качестве токопроводящих жил 1 может использоваться медная однопроволочная или медная луженая однопроволочная жила. Токопроводящие жилы 1 соединены на дистальном конце нагревательного устройства в звезду.The heating device of the 3-phase power system contains three
Каждая жила 1 имеет переменное поперечное сечение, образованное путем сваривания (на Фиг. 2, поз.6 - место сваривания) отдельных жил разного сечения или путем волочения жилы.Each
При сваривания отдельных жил разного сечения или путем волочения жилы, можно получить жилу разного сечения, а, следовательно, разную мощность устройства.When welding individual cores of different sections or by drawing the core, it is possible to obtain a core of different sections, and, consequently, different power of the device.
Каждая токопроводящая жила 1 вместе с изоляцией 2 может быть заключена в свинцовую оболочку 3 или в сварную герметичную оболочку из нержавеющей стали для обеспечения повышенной механической прочности нагревательного устройства.Each
Устройство может содержать техническую обмотку 4. Обмотка может быть выполнена, например, из нетканого полотна, в один слой, и служит подложкой под следующий защитный слой - броню 5.The device may contain a
Броня 5, выполненная, например, из стальной оцинкованной ленты, по меньшей мере, в один повив, может являться формообразующей для нагревательного устройства, благодаря чему устройство может иметь выпукло-вогнутые поверхности, когда центры сечения токопроводящих жил располагаются на одной дуге с постоянным радиусом кривизны, или плоские поверхности, когда центры сечений токопроводящих жил располагаются на одной прямой, параллельной плоским поверхностям.
Выполнение брони 5, задающей необходимую форму нагревательному устройству, дает возможность сформировать нагревательное устройство с единой геометрией формообразующей брони, что увеличивает прочность и несущую способность устройства.Armor 5, which sets the required shape of the heating device, makes it possible to form a heating device with a single geometry of the shaping armor, which increases the strength and load-bearing capacity of the device.
Выполнение устройства с плоской или выпукло-вогнутой формой в поперечном сечении, дает возможность более плотного прилегания устройства к поверхности НКТ, что обеспечивает необходимое прогревание добываемой жидкости и исключает образование пробок из АСПО в нефтяных и газовых скважинах.The implementation of the device with a flat or convex-concave cross-sectional shape allows a closer fit of the device to the surface of the tubing, which provides the necessary heating of the produced fluid and eliminates the formation of plugs from ARPD in oil and gas wells.
В процессе подготовительной операции на НКТ производят замеры границ парафинообразования в скважине, и следовательно, задают длину нагревательного устройства, температуру в зоне расположения нижнего конца (дистального) нагревательного устройства, дебит скважины и температурные параметры до введения в скважину нагревательного устройства. Определяются длины участков НКТ с необходимой мощностью нагрева. Мощность нагрева устройства выбирают таким образом, чтобы обеспечивался нагрев всей добываемой нефти и попутной воды и газов до температуры, исключающей АСПО, при этом устройство нагревают до такой степени, чтобы не допустить расплавления изоляционного материала с учетом скважинной температуры.During the preparatory operation on the tubing, the boundaries of paraffin formation in the well are measured, and therefore, the length of the heating device, the temperature in the area where the lower end (distal) of the heating device is located, the flow rate of the well, and the temperature parameters before introducing the heating device into the well are set. The lengths of tubing sections with the required heating power are determined. The heating power of the device is chosen in such a way that all produced oil and associated water and gases are heated to a temperature that excludes ARPD, while the device is heated to such an extent as to prevent melting of the insulating material, taking into account the downhole temperature.
Таким образом, при использовании заявленного нагревательного устройства практически полностью исключается отложение АСПО на стенках НКТ.Thus, when using the claimed heating device, the deposition of paraffin deposits on the tubing walls is almost completely eliminated.
Мощность нагревательного устройства выбирают в зависимости от параметров скважины, например, в скважине при глубине отложения парафина 1560 м длина нагревательной кабельной линии составляет 1600 м, потребляемая мощность 87 кВт, питающее напряжение 500 В, потребляемый ток 174 А.The power of the heating device is selected depending on the parameters of the well, for example, in a well with a wax deposition depth of 1560 m, the length of the heating cable line is 1600 m, the power consumption is 87 kW, the supply voltage is 500 V, the current consumption is 174 A.
При эксплуатации нагревательного устройства в НКТ, ориентируют его так, чтобы центры сечений токопроводящих жил прилегали к НКТ плоской или вогнутой поверхностью. Устройство подключают к 3-фазному источнику питания, а свободные нижние (дистальные) концы устройства соединяют между собой по схеме «звезда», при этом устройство крепят хомутами к наружной поверхности НКТ.During operation of the heating device in the tubing, it is oriented so that the centers of the sections of the conductive wires adjoin the tubing with a flat or concave surface. The device is connected to a 3-phase power source, and the free lower (distal) ends of the device are connected to each other according to the “star” scheme, while the device is fastened with clamps to the outer surface of the tubing.
Испытания кабельной линии, составленной из трех жил с поперечным сечением жилы S=6 мм2 при фазном токе 1ф=174 А, показали, что температура жидкости на устье скважины повысилась на 8-10° и отложение парафина в скважине прекратилось.Tests of a cable line made up of three cores with a core cross section of S=6 mm 2 at a phase current of 1 f =174 A showed that the temperature of the liquid at the wellhead increased by 8-10° and the deposition of paraffin in the well stopped.
Испытания показали высокую эффективность нагревательного устройства, длительность эксплуатации составляет более 1 года.Tests have shown the high efficiency of the heating device, the duration of operation is more than 1 year.
Переменная мощность нагревательного устройства по длине, а в случае использования в НКТ, по глубине, позволяет получить большую мощность устройства на тех участках, где это необходимо, и меньшую мощность на участках, где требуется менее интенсивный обогрев.The variable power of the heating device along the length, and in the case of use in the tubing, along the depth, allows you to get more power of the device in those areas where it is needed, and less power in areas where less intensive heating is required.
Claims (12)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119771U RU208860U1 (en) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | HEATING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021119771U RU208860U1 (en) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | HEATING DEVICE |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020125215 Division | 2020-07-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU208860U1 true RU208860U1 (en) | 2022-01-18 |
Family
ID=80444990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021119771U RU208860U1 (en) | 2021-07-06 | 2021-07-06 | HEATING DEVICE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU208860U1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2216882C2 (en) * | 2001-08-09 | 2003-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Heating cable |
RU37765U1 (en) * | 2003-11-26 | 2004-05-10 | Открытое акционерное общество "Камкабель" | OIL WELL HEATER |
RU2249672C1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-04-10 | Открытое акционерное общество "Камкабель" | Oil well heater |
US7912358B2 (en) * | 2006-04-21 | 2011-03-22 | Shell Oil Company | Alternate energy source usage for in situ heat treatment processes |
-
2021
- 2021-07-06 RU RU2021119771U patent/RU208860U1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2216882C2 (en) * | 2001-08-09 | 2003-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью "ПермНИПИнефть" | Heating cable |
RU37765U1 (en) * | 2003-11-26 | 2004-05-10 | Открытое акционерное общество "Камкабель" | OIL WELL HEATER |
RU2249672C1 (en) * | 2003-11-26 | 2005-04-10 | Открытое акционерное общество "Камкабель" | Oil well heater |
US7912358B2 (en) * | 2006-04-21 | 2011-03-22 | Shell Oil Company | Alternate energy source usage for in situ heat treatment processes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7381900B2 (en) | Power cable for direct electric heating system | |
CA2152521A1 (en) | Low Flux Leakage Cables and Cable Terminations for A.C. Electrical Heating of Oil Deposits | |
BRPI0700420B1 (en) | submarine power cable and direct electric heating system | |
RU208860U1 (en) | HEATING DEVICE | |
AU2013285658A1 (en) | Heat dissipation in a power cable or a power umbilical | |
RU127273U1 (en) | HEATING CABLE | |
JP2023500894A (en) | pipeline electric heating system | |
JPH09288913A (en) | Flat cable line | |
RU166929U1 (en) | HEATING CABLE | |
RU2216882C2 (en) | Heating cable | |
RU14474U1 (en) | CABLE LINE | |
RU20697U1 (en) | ELECTRIC HEATING CABLE | |
RU61935U1 (en) | CABLE LINE | |
RU194200U1 (en) | Flat three-phase heating cable | |
RU213663U1 (en) | Heating cable for small diameter wells | |
US1959339A (en) | Electric power cable | |
RU16220U1 (en) | HEATING CABLE (OPTIONS) | |
RU2301469C1 (en) | Method for connecting high- and low-temperature taps of cable line | |
RU19670U1 (en) | CABLE LINE | |
RU10000U1 (en) | CABLE LINE | |
EA200000120A1 (en) | METHOD OF PREVENTION OF CLEARANCE OF THE ISOLATED WIRE AND IMMEDIATELY BREACH OF ENERGY SUPPLY | |
RU54459U1 (en) | CABLE LINE (OPTIONS) | |
RU22579U1 (en) | PLANE HEATING CABLE FOR OIL WELL HEATING SYSTEM | |
RU2781972C1 (en) | Cable system for oil production installation | |
RU2353753C1 (en) | System for feeding submersible electric motor and for heating well fluid |