RU2367121C1 - Способ эксплуатации электронагревательного устройства - Google Patents
Способ эксплуатации электронагревательного устройства Download PDFInfo
- Publication number
- RU2367121C1 RU2367121C1 RU2008124954/09A RU2008124954A RU2367121C1 RU 2367121 C1 RU2367121 C1 RU 2367121C1 RU 2008124954/09 A RU2008124954/09 A RU 2008124954/09A RU 2008124954 A RU2008124954 A RU 2008124954A RU 2367121 C1 RU2367121 C1 RU 2367121C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal pipe
- heating
- heating cable
- free space
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- H05B3/42—Heating elements having the shape of rods or tubes non-flexible
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16L53/00—Heating of pipes or pipe systems; Cooling of pipes or pipe systems
- F16L53/30—Heating of pipes or pipe systems
- F16L53/35—Ohmic-resistance heating
- F16L53/38—Ohmic-resistance heating using elongate electric heating elements, e.g. wires or ribbons
Abstract
Предложен способ эксплуатации электронагревательного устройства, при котором используют нагревательный кабель (1), по меньшей мере, с одним нагревательным проводником (2), окруженным стойкой при высоких температурах изоляцией. Нагревательный кабель (1) окружают прилегающей к изоляции (3) металлической трубой (4), и окруженный металлической трубой (4) нагревательный кабель (1) помещают в металлическую трубу (5) большего по сравнению с металлической трубой (4) диаметра, которая помимо нагревательного кабеля (1) охватывает проходящее в осевом направлении свободное пространство (6). В свободное пространство (6) подается полностью заполняющий его негорючий газ меньшей по сравнению с воздухом кинематической вязкости, который постоянно держат под давлением. Изобретение обеспечивает нагрев с высоким кпд глубоко лежащие участки поверхности земли. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к способу эксплуатации электронагревательного устройства большой длины с использованием нагревательного кабеля, по меньшей мере, с одним нагревательным проводником, окруженным стойкой при высоких температурах изоляцией.
Такие нагревательные кабели известны и имеются на рынке. Их нагревательные проводники окружены, например, минеральными или керамическими материалами, стойкими при высоких температурах. Такие нагревательные кабели используются, в принципе там, где должен осуществляться нагрев до высоких температур, например до 500°С.
Особой областью применения нагревательных кабелей при очень высоких температурах является разведка запасов нефти, где она связана, например, пористой породой, песком или сланцевой породой. Такие запасы нефти залегают под землей на глубине около 300 м. Они простираются на этой глубине на большой площади. Поэтому для добычи природного газа вертикальные скважины не только бурятся, но и направляются дальше в земле на большие расстояния, например 600 м. Чтобы с помощью традиционной техники можно было как можно полнее откачивать нефть из этих запасов, ее за счет нагрева окружающего грунта или породы необходимо привести в достаточно жидкотекучее состояние.
В основе изобретения лежит задача создания способа эксплуатации электронагревательного устройства, посредством которого с высоким кпд можно было бы нагревать даже лежащие более глубоко участки поверхности земли.
Эта задача решается посредством указанного выше способа за счет того, что
- нагревательный кабель окружают прилегающей к изоляции металлической трубой;
- окруженный металлической трубой нагревательный кабель помещают в металлическую трубу большего по сравнению с первой металлической трубой диаметра, которая помимо нагревательного кабеля охватывает проходящее в осевом направлении свободное пространство;
- при эксплуатации в свободное пространство подают полностью заполняющий его негорючий газ меньшей по сравнению с воздухом кинематической вязкости, который постоянно держат под давлением.
При этом под «воздухом» следует понимать имеющуюся на поверхности земли газовую смесь, состоящую из 77% азота, около 21% кислорода и примерно 2% остальных компонентов.
Внешняя металлическая труба служит защитой для нагревательного кабеля от добываемой нефти и других агрессивных сред, которые могли бы вызвать коррозию металлической трубы нагревательного кабеля. Созданное нагревательным кабелем тепло (жар) до 1000°С должно как можно полнее передаваться на внешнюю металлическую трубу с тем, чтобы достичь нужного нагрева добываемой нефти.
Посредством этого способа созданное нагревательным кабелем тепло передается с высоким кпд за счет оптимальной теплопередачи на внешнюю металлическую трубу, которая в положении монтажа находится в непосредственном контакте с нагреваемым грунтом или породой. Это существенное преимущество достигается за счет находящегося в свободном пространстве газа низкой кинематической вязкости, который существенно повышает теплопередачу в результате конвекции между металлической трубой нагревательного кабеля и внешней металлической трубой. Благодаря этому металлическая труба и, тем самым, ее окружение нагреваются соответственно сильнее. Находящаяся в зоне металлической трубы нефть нагревается за счет этого так, что она становится жидкотекучей и может легче откачиваться.
Излучение как дополнительная доля теплопередачи между металлической трубой нагревательного кабеля и внешней металлической трубой можно повысить за счет придания шероховатости внешней поверхности металлической трубы, подвергнув ее, например, пескоструйной обработке. Эта мера приводит к дальнейшему улучшению теплопередачи созданного нагревательным кабелем тепла на внешнюю металлическую трубу.
Предпочтительно в качестве газа используется инертный газ, такой как аргон. Это дает то дополнительное преимущество, что коррозия в окруженном металлической трубой пространстве возникнуть не может, так что выбор материала для металлической трубы нагревательного кабеля является некритическим.
Способ поясняется на примере его осуществления с помощью чертежей, на которых изображают:
- фиг.1: в схематичном виде используемое в способе, согласно изобретению, нагревательное устройство с частично удаленными слоями;
- фиг.2: в увеличенном виде разрез по линии II-II из фиг.2;
- фиг.3: в схематичном виде проложенное в земле нагревательное устройство.
На фиг.1 и 2 изображено нагревательное устройство с нагревательным кабелем 1, содержащим изолированный нагревательный проводник 2, окруженный высокотемпературостойкой изоляцией 3. В качестве материалов для изоляции 3 пригодны минеральные и керамические материалы. Нагревательный кабель 1 может содержать также более одного изолированного нагревательного проводника. Он может состоять предпочтительно из трех скрученных между собой, изолированных минеральным материалом нагревательных проводников.
Поверх изоляции 3 нагревательного проводника 2 расположена прилегающая к ней металлическая труба 4. Она состоит предпочтительно из хорошо проводящего тепло материала. Для повышения поперечной стабильности и изгибаемости металлической трубы 4 она может быть гофрирована поперек своего продольного направления.
Нагревательный кабель 1 расположен во внешней металлической трубе 5, которая имеет диаметр, больший по сравнению с диаметром металлической трубы 4, и, кроме нагревательного кабеля 1, окружает свободное пространство 6. Площади внешней поверхности металлической трубы 4 и внутренней поверхности внешней металлической трубы 5 должны соотноситься предпочтительно как 1:4. Свободное пространство 6 достаточно велико для того, чтобы можно было ввести в него достаточное количество газа под давлением и удерживать там. Давление, под которым газ подается в свободное пространство 6, должно составлять, по меньшей мере, 1 бар. Внешняя металлическая труба 5 герметично закрыта на своем конце 7. Она имеет толщину стенки преимущественно 2-4 мм и состоит предпочтительно из высококачественной стали, чтобы можно было на длительный срок исключить коррозию.
К нагревательному устройству относится также металлическая трубка 8, по которой газ нагнетается в свободное пространство 6. Трубка 8 закреплена на металлической трубе 4. Она может быть прямой или может быть спиралеобразно навита на металлическую трубу 4. Для повышения поперечной стабильности и изгибаемости трубки 8 она предпочтительно гофрирована поперек своего продольного направления.
Для нагрева находящегося глубоко в земле участка внешнюю металлическую трубу 5 сначала устанавливают в скважине, из которой нефть должна откачиваться из находящегося в земле запаса. Скважина содержит вертикальное отверстие с приблизительно горизонтальным расширением большой длины. Металлическая труба устанавливается так, как это показано на фиг.3. Затем нагревательный кабель 1 с закрепленной на нем трубкой 8 вводят во внешнюю металлическую трубу 5 до тех пор, пока ее конец не окажется приблизительно на высоте закрытого конца 7. После этого металлическую трубу 5 герметично закрывают также на своем ближнем конце 9. Затем нагревательный кабель 1 подключают к источнику 10 напряжения, так что он после включения создает тепло, составляющее предпочтительно до 1000°С. Одновременно трубку 8 присоединяют к снабженному насосом 11 резервуару с негорючим газом. Газ нагнетают насосом 11 в трубку 8. Он выходит на ее дальнем конце 12 и попадает за счет этого в свободное пространство 6, которое он постепенно заполняет от дальнего конца. Находившийся прежде в свободном пространстве 6 воздух вытесняется из него газом. Для этого в лежащем вверху затворе металлической трубы 5 предпочтительно установлен запираемый клапан.
Давление, под которым газ подается в трубку 8 и, тем самым, в свободное пространство 6, должно составлять, как уже сказано, по меньшей мере, 1 бар. Это давление контролируется при осуществлении способа, например, манометром 13. Оно поддерживается постоянным предпочтительно за счет соответствующего регулятора.
Нагнетаемый в свободное пространство 6 газ имеет меньшую кинематическую вязкость, чем воздух, которая составляет 96,7 × 10-6 м2/с при 500°С. Используемый газ должен иметь предпочтительно кинематическую вязкость самое большее 90 × 10-6 м2/с при 500°С.
Более предпочтительно в качестве газа используют инертный газ, например предпочтительно аргон, с кинематической вязкостью 72,62 × 10-6 м2/с. За счет аргона в качестве находящегося в свободном пространстве 6 газа примерно на 15% повышается теплопередача в результате конвекции между металлической трубой 4 и внешней металлической трубой 5. Благородный газ в свободном пространстве 6 препятствует, кроме того, любой коррозии металлической трубы 4 и внутренней поверхности металлической трубы 5. Для металлической трубы 4 может применяться поэтому любой металл, например сталь.
Теплопередача между металлической трубой 4 и внешней металлической трубой 5 в результате излучения может быть дополнительно улучшена за счет придания шероховатости внешней поверхности металлической трубы 4. Это может быть достигнуто предпочтительно за счет пескоструйной обработки. Благодаря этой мере теплопередача от металлической трубы 4 к внешней металлической трубе 5 в результате излучения может быть повышена примерно на 25%, что приводит к дополнительному повышению кпд этого способа.
Claims (8)
1. Способ эксплуатации электронагревательного устройства большой длины с использованием нагревательного кабеля, по меньшей мере, с одним нагревательным проводником, окруженным стойкой при высоких температурах изоляцией, отличающийся тем, что
нагревательный кабель (1) окружают прилегающей к изоляции (3) металлической трубой (4);
окруженный металлической трубой (4) нагревательный кабель (1) помещают в металлическую трубу (5) большего по сравнению с металлической трубой (4) диаметра, которая помимо нагревательного кабеля (1) охватывает проходящее в осевом направлении свободное пространство (6);
в свободное пространство (6) подают полностью заполняющий его негорючий газ меньшей по сравнению с воздухом кинематической вязкости, который постоянно держат под давлением.
нагревательный кабель (1) окружают прилегающей к изоляции (3) металлической трубой (4);
окруженный металлической трубой (4) нагревательный кабель (1) помещают в металлическую трубу (5) большего по сравнению с металлической трубой (4) диаметра, которая помимо нагревательного кабеля (1) охватывает проходящее в осевом направлении свободное пространство (6);
в свободное пространство (6) подают полностью заполняющий его негорючий газ меньшей по сравнению с воздухом кинематической вязкости, который постоянно держат под давлением.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют газ с кинематической вязкостью самое большее 90×10-6 м2/с при 500°С.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в свободное пространство нагнетают инертный газ.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что в свободное пространство нагнетают аргон.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что контролируют давление газа.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что регулируют давление газа до постоянного значения.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ подают от дальнего конца по трубке (8), закрепленной на металлической трубе (4) нагревательного кабеля (1).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что внешней поверхности металлической трубы (4) нагревательного кабеля (1) придают шероховатость предпочтительно посредством пескоструйной обработки.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102007041983A DE102007041983A1 (de) | 2007-09-05 | 2007-09-05 | Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizanordnung |
DE102007041983.1 | 2007-09-05 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2367121C1 true RU2367121C1 (ru) | 2009-09-10 |
Family
ID=40339839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008124954/09A RU2367121C1 (ru) | 2007-09-05 | 2008-06-18 | Способ эксплуатации электронагревательного устройства |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20090057291A1 (ru) |
CA (1) | CA2633208A1 (ru) |
DE (1) | DE102007041983A1 (ru) |
RU (1) | RU2367121C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713510C1 (ru) * | 2019-09-19 | 2020-02-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Блок трубчатых электронагревателей |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10277094B2 (en) | 2015-09-16 | 2019-04-30 | Saudi Arabian Oil Company | Self-powered pipeline hydrate prevention system |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AT193828B (de) * | 1940-10-28 | 1957-12-10 | Svenska Skifferolje A B | Vorrichtung zur Gewinnung von Schieferöl aus Schiefergestein und Verfahren zu deren Einbau in dieses Gestein |
US2500305A (en) * | 1946-05-28 | 1950-03-14 | Thermactor Corp | Electric oil well heater |
AT199589B (de) * | 1952-03-07 | 1958-09-10 | Svenska Skifferolje A B | Verfahren zur Gewinnung von Öl und Gas aus bituminösen, unkonsolidierten Schichten untertage |
FR1062115A (fr) * | 1952-08-19 | 1954-04-20 | éléments chauffants électriques | |
US3824364A (en) * | 1973-06-07 | 1974-07-16 | Park Ohio Industries Inc | Apparatus for heating a viscous liquid |
JPS5247583B2 (ru) * | 1974-01-09 | 1977-12-03 | ||
US4080726A (en) * | 1977-02-23 | 1978-03-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for manufacturing an electrical heating device |
US4368781A (en) * | 1980-10-20 | 1983-01-18 | Chevron Research Company | Method of recovering viscous petroleum employing heated subsurface perforated casing containing a movable diverter |
US4687420A (en) * | 1986-06-23 | 1987-08-18 | Arthur Bentley | Sonic pressure wave pump with liquid heating and elevating mechanism |
DE3932223A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-04 | Schniewindt Kg C | Elektrischer patronenheizkoerper |
US6292627B1 (en) * | 1996-03-26 | 2001-09-18 | Shell Oil Company | Electrical heating of pipelines with pipe-in-pipe and mid-line connector |
-
2007
- 2007-09-05 DE DE102007041983A patent/DE102007041983A1/de not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-06-03 CA CA002633208A patent/CA2633208A1/en not_active Abandoned
- 2008-06-18 RU RU2008124954/09A patent/RU2367121C1/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-09-05 US US12/231,704 patent/US20090057291A1/en not_active Abandoned
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2713510C1 (ru) * | 2019-09-19 | 2020-02-05 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени и ордена труда ЧССР опытное конструкторское бюро "ГИДРОПРЕСС" | Блок трубчатых электронагревателей |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102007041983A1 (de) | 2009-03-12 |
US20090057291A1 (en) | 2009-03-05 |
CA2633208A1 (en) | 2009-03-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2008242796B2 (en) | Electrically isolating insulated conductor heater | |
US8502120B2 (en) | Insulating blocks and methods for installation in insulated conductor heaters | |
US6585046B2 (en) | Live well heater cable | |
EP0940558B1 (en) | Wellbore electrical heater | |
AU2001260243B2 (en) | Electrical well heating system and method | |
RU2610459C2 (ru) | Цельный стык для изолированных проводников | |
US9556709B2 (en) | Skin effect heating system having improved heat transfer and wire support characteristics | |
CA2700735A1 (en) | Induction heaters used to heat subsurface formations | |
AU2012318702B2 (en) | Forming insulated conductors using a final reduction step after heat treating | |
US10201042B1 (en) | Flexible helical heater | |
US20120085535A1 (en) | Methods of heating a subsurface formation using electrically conductive particles | |
RU2367121C1 (ru) | Способ эксплуатации электронагревательного устройства | |
AU2011237476B2 (en) | Helical winding of insulated conductor heaters for installation | |
AU2010303251B2 (en) | Compacted coupling joint for coupling insulated conductors | |
WO2015009671A2 (en) | Downhole construction of vacuum insulated tubing | |
WO2019143355A1 (en) | Flexible helical heater | |
RU66778U1 (ru) | Устройство для нагрева нефтедобывающей скважины | |
WO2018067713A1 (en) | Subsurface electrical connections for high voltage, low current mineral insulated cable heaters | |
RU149564U1 (ru) | Теплоизолированная гибкая грузонесущая полимерная труба и способ её использования | |
AU2014101546A4 (en) | Insulating blocks and methods for installation in insulated conductor heaters | |
US20210156238A1 (en) | Hinged interactive devices | |
SU1252479A1 (ru) | Устройство дл эксплуатации скважины,добывающей высокопарафинистую нефть | |
WO2018067715A1 (en) | High voltage, low current mineral insulated cable heater | |
RU2600658C2 (ru) | Способ использования теплоизолированной гибкой грузонесущей полимерной трубы |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120619 |