схsc
1C 11 Изобретение относитс к нефтедобывающей промышленности, в частности к устройствам дл добычи нефти с при менением тепла, и может быть использовано дл нагрева жидкости, нагнета мой в скважину дл повышени нефтеот дачи пластов. Известен нагреватель, предназначенный дл иницииро ани внутрипластового горени в нефт ных пластах, в котором используютс трубчатые электронагревательные элементы (ТЭНы) lj Недостатком указанной конструкции нагревател вл етс возможность работы ее только с низковольтным источ НИКОМ питани . При этом увеличение мощности нагревател происходит за счет увеличени пропускаемого тока, что влечет за собой увеличение габаритов (веса) подвод щего кабел и потери мощности по длине кабел . Кро ме того, подобные конструкции ненадежны из-за возмоююсти перегорани ТЭНа при изменении условий теплопередачи , например при вскипании жидкости. Наиболее близким к изобретению вл етс скважинный жидкостный нагре ватель, содержащий расположенные коаксиально наружный и внутренний элек троды и токоподвод щий кабель. При протекании электрического тока между электродами при заполнении нагрев тел жидкостью происходит нагрев жид кости L21. Недостатком известного нагревател вл етс невозможность обеспечени необходимых в насто щее врем больших темпов ввода тепла в скважину , а также невысока мощность при работе с высоковольтным источником питани . Например, при диаметре нагревател 150 мм (максимальный размер обсадной трубы) и при использовании в качестве электропровод щей жидкости речной воды при условии ее нагрева до 100° ( Ом.см) подаваемое напр жение может быть не более 1250 В из-за возможности образовани гремучей смеси и пробо между электродами. При использовании нагревател мощностью 1000 кВт и при подаче этой мощности через стандартный кабель КТШЭ 2x50 потери по длине кабел на длине в 2000 м составл ют 30%, что приводит, помимо уменьшени КПЛ установки, к нагреву скважинного оборудовани . При нагреве до 200 (250 Омтм) напр жение не более 22 650 В из-за возможности пробо , КПД - 40%. При необходимости iiarpeRa воды до на глубине 1500 м (fcke 1 кг/см) К1Щ подобной,установки приближаетс к нулю. Цель изобретени - повышение мощности скважинного жидкостного нагревател . Указанна цель достигаетс тем, что скважинный жидкостный нагреватель, содержащий расположенные коаксиально наружный и внутренний электроды и токоподвод щий кабель, снабжен вспомогательным цилиндрическим электродом, который установлен коаксиально относительно наружного электрода и изолирован от наружного и внутреннего электродов , причем вспомогательный и внутренний электроды вьшолнены в виде изолированных секций. Такое выполнение,конструкции позвол ет изготовить нагреватель, размещаемый в скважине с диаметром менее 6 и обеспечивающий темп закачки тепла в скважину пор дка сотен и даже тыс ч киловатт с температурой теплоносител до при возможности подвести напр жение пор дка 6000 В благодар уменьшению пробойного напр жени на каждом рабочем промежутке . За счет этого повышаетс КПД использовани электрической энергии до 0,98-0,999. Например, скважинный нагреватель напр жени 3000 В, 500 кВт с глубиной погружени 1500 м, обеспечивающий нагрев воды до 340°С, имеет следующие геометрические размеры (2 варианта). Вариант 1. Наружный диаметр внутреннего электрода, мм 40 Внутренний диаметр наружного электрода, мм 110 Число рабочих секций 5 Длина рабочих секций, мм 133 Вариант 2. Наружный диаметр внутреннего электрода, мм 20 Внутренний диаметр наружного электрода, мм 50 Число рабочих секций 10 Длина рабочих секций, мм 265 Выполнение нагревател по варианту 1 позвол ет помещать его внутрь 3 обсадной трубы. Длина нагревател составл ет 1500 мм. Выполнение наг вател по варианту 2 позвол ет раз мещать его внутри насосно-компресс ных труб. ,Цлина нагревател состав л ет 3500 мм, что позвол ет монтир вать его стандартным буровым обору дованием. При использовании источника питани с рабочи 1 - напр жением 6000 В и использовании высоковольтного кабел площадью се (чени жилы 50 мм ССнор 2ц,„ потери мощности по длине кабел составл ют %. На чертеже изображен нагревател Д1оперечный разрез. Нагреватель состоит из внутренне го электрода 1, наружного электрода 2,. разделенных диэлектрическим материалом 3. Внутренние электроды отделены друг от друга изол торами Внутренн поверхность вспомогатель ного электрода 5 разделена изол торами 6 на секции. Нагреватель закре лен на нижнем конце насосно-компрес сорных труб 7, внутри которых расположен кабель-трос 8. На нижнем конце трубы 7 размещена заглушка 9 котора играет роль дроссел , создающего необходимый перепад мезкду давлением внутри нагревател и давл нием внутри скважины 10. Размеры се ций электродов, а также их количест определ етс исход из следующих формул 2згН,-1« Т 4p-R.длина электрода в предела рабочей секции; мощность нагревател ; радиус внутреннего электр да; подводимое напр жение; число рабочих секций; 82 1 - допустимл плотность токл (выбираетс п пр-деллх 0,5-1,5 Л/см); пнутренний радиус наружного электрода; среднеин- егральное значение удельного сопротивлени воды в диапазоне рабочих температур. Устройство работает следующим образом . Электроподвод ща жидкость протекает в зазоре между секци ми внутреннего 1 и вспомогательного 5 электродов . Положительньй потенциал подводитс по кабелю 8 к первой секции пнутреннего электрода 1. Отрицательньй потенциал подводитс по колонне насосно-компрессорньгх труб 7 к заглушке 9, электрически соедине)шой с наружным электродом 2. Таким образом, образуетс последовательна электрическа цепь, образованна первой секцией внутреннего электрода, электропровод щей жидкостью, первой секцией вспомогательного электрода, жидкостью во втором рабочем зазоре, второй секцией внутреннего электрода, жидкостью в третьем зазоре, второй секцией вспомогательного электрода 5 и т.д. до заглушки 9. За счет омического сопротивлени воды в ней выдел етс энерги . Перетечками тока в зазоре между изол торами и электродами можно пренебречь ввиду большого сопротивлени жидкости по этому пути. На каждом рабочем участке жидкость нагреваетс на определенную температуру, а на последнем рабочем участке нагреваетс до заданной температуры . При этом между электродами каждой рабочей секции устанавливаетс разность потенциалов от 0,3 U до 0,05 U в зависимости от свойств жидкости и геометрических размеров электродов. Технико-экономическа эффективность достигаетс за счет сокращени затрат на проведение воздействи и сокращени потерь энергии г линии питани .1C 11 The invention relates to the oil industry, in particular to devices for oil production with the application of heat, and can be used to heat a fluid that is injected into a well to enhance oil production. A heater designed for initiating intra-layer combustion in oil reservoirs is known in which tubular electric heating elements (TENs) are used. The disadvantage of this heater design is its ability to work only with a low-voltage power supply. In this case, an increase in the power of the heater occurs due to an increase in the transmitted current, which entails an increase in the dimensions (weight) of the supply cable and a loss of power along the length of the cable. In addition, such constructions are unreliable due to the possibility of heating of the heating elements when the heat transfer conditions change, for example, when the liquid boils up. Closest to the invention is a downhole fluid heater containing coaxially external and internal electrodes and a current-carrying cable. With the flow of electric current between the electrodes when filling the heating of the bodies with a liquid, the liquid L21 is heated. A disadvantage of the known heater is the impossibility of providing the currently required high rates of heat input to the well, as well as low power when working with a high-voltage power source. For example, with a heater diameter of 150 mm (maximum casing size) and when using river water as an electrically conductive fluid, provided that it is heated to 100 ° C (Ohm.cm), the supply voltage can be no more than 1250 V because of the possibility of mixtures and breakdowns between electrodes. When a 1000 kW heater is used and when this power is supplied through a standard KTShE 2x50 cable, the loss along the cable length of 2000 m is 30%, which, in addition to reducing the QLF of the installation, heats the well equipment. When heated to 200 (250 Ohm), the voltage is no more than 22,650 V because of the possibility of a breakdown, the efficiency is 40%. If necessary, iiarpeRa of water up to a depth of 1500 m (fcke 1 kg / cm) К1Щ similar, the installation approaches zero. The purpose of the invention is to increase the power of the downhole fluid heater. This goal is achieved by the fact that a downhole fluid heater containing coaxially outer and inner electrodes and a current-carrying cable is provided with an auxiliary cylindrical electrode that is installed coaxially with respect to the outer electrode and is isolated from the outer and inner electrodes, and the auxiliary and inner electrodes are filled in the form of insulated sections. This design allows the construction of a heater placed in a well with a diameter of less than 6 and ensuring the rate of heat injection into the well in the order of hundreds or even thousands of kilowatts with the temperature of the heat transfer medium to bring the voltage up to 6000 V, if possible, by reducing the breakdown voltage every working span. Due to this, the efficiency of the use of electrical energy is increased to 0.98-0.999. For example, a borehole voltage heater of 3000 V, 500 kW with an immersion depth of 1500 m, providing water heating to 340 ° C, has the following geometrical dimensions (2 variants). Option 1. Outer diameter of inner electrode, mm 40 Outer diameter of outer electrode, mm 110 Number of working sections 5 Length of working sections, mm 133 Variant 2. Outer diameter of inner electrode, mm 20 Inner diameter of outer electrode, mm 50 Number of working sections 10 Length of workers sections, mm 265 The implementation of the heater for option 1 allows it to be placed inside 3 casing. The length of the heater is 1500 mm. The execution of the load in option 2 allows it to be placed inside the tubing. The Zlina heater is 3500 mm, which makes it possible to mount it with standard drilling equipment. When using a power source with a working 1 - voltage of 6000 V and using a high voltage cable with a cross-sectional area (50 mm Csnor 2 c), the power loss along the cable is%. The drawing shows the heater A cross-sectional view. The heater consists of internal electrode 1 , outer electrode 2, separated by dielectric material 3. Internal electrodes are separated from each other by insulators. The inner surface of auxiliary electrode 5 is divided into sections by insulators 6. The heater is fixed at the lower end on main-compressor waste pipes 7, inside of which a cable-cable 8 is located. At the lower end of the pipe 7 is placed a plug 9 which plays the role of a throttle, creating the necessary pressure drop between the heater inside the heater and the pressure inside the well 10. The sizes of the electrode sections and The quantity is determined on the basis of the following formulas 2zgN, -1 "T 4p-R. The length of the electrode is within the limit of the working section; the power of the heater; the radius of the internal electrode; the applied voltage; the number of working sections; 82 1 - admissible density of the current (selects pr pr dellx 0.5-1.5 L / cm); the inner radius of the outer electrode; the average interal value of the water resistivity in the operating temperature range. The device works as follows. The electrically conducting fluid flows in the gap between the sections of the inner 1 and auxiliary 5 electrodes. The positive potential is supplied via cable 8 to the first section of the inner electrode 1. Negative potential is supplied through the string of pump-compressor pipes 7 to the plug 9, electrically connected to the outer electrode 2. Thus, a series electric circuit is formed, formed by the first section of the inner electrode electrically conductive fluid, the first section of the auxiliary electrode, the fluid in the second working gap, the second section of the internal electrode, the fluid in the third gap, the second section of the atelnogo electrode 5, etc. to plug 9. Due to the ohmic resistance of water, energy is released in it. The overflows of current in the gap between the insulators and the electrodes can be neglected due to the large resistance of the fluid along this path. At each work area, the fluid is heated at a certain temperature, and at the last work area it is heated to a predetermined temperature. At the same time, a potential difference of 0.3 U to 0.05 U is established between the electrodes of each working section, depending on the properties of the liquid and the geometric dimensions of the electrodes. Technical and economic efficiency is achieved by reducing the cost of exposure and reducing the energy loss of the power line.