專利名稱：鋼管纏繞單芯電纜加熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及給油井中的油管加熱的方法，具體而言，是指一種油井油管外立敷纏繞單芯電纜加熱方法。
石油工業(yè)歷來是國民發(fā)展所下可缺少的重工業(yè)，因此，世界各國都很重視石油的開采。開采石油的方法很多，但其本質(zhì)原理不外乎是在油井中豎立一根油管，油管的下端插入油井內(nèi)底部的石油中，油管的上端伸出于油井外，用抽油機與油管相連，開動抽油機便可將油井中的石油通過油管抽出。但是我們道，在油井中的石油有三高一低的特點，即高稠度、高粘度、高含臘、低溫度的特點，油井的深度范圍一般在三百米至一千五百米內(nèi)，因此，這種的粘稠的原油是很下容易抽出的，為了提高抽油機的效率，增加石油的產(chǎn)量。目前的做法是在油管外敷設(shè)加熱電纜，加熱電纜與油管的外管壁緊貼，通過加熱電纜的發(fā)熱，使油管內(nèi)的石油溫度升高，稠度變稀，粘度變小，這樣的石油更容易被抽油機抽出，目前使用的加熱電纜叫內(nèi)阻發(fā)熱鎧裝加熱電纜。
這種電纜的結(jié)構(gòu)是電纜的最內(nèi)部是三根芯線，每根芯線的外部包裹有絕緣層，該層一般用聚酰亞胺絕緣帶制做，在絕緣層外面，包裹有密封水層，該層使用丁珀橡膠制做。在密封水層的外部包裹有耐腐蝕層，該層一般使用聚四氟帶制做，在三根芯線外面套有一個鋼帶保護層，俗稱鎧甲，該鎧甲將三根芯線包裹于其中，做為電纜的最外層，這種電纜的發(fā)熱原理是當電纜內(nèi)部的三根芯線分別與三相電源線的火線連接時，便有交變電流流過芯線，任何交變電纜都可以看作是直流分量、基波分量與高次諧波分量的合成，因此，交變電纜流過芯線時，出于芯線內(nèi)阻的作用，也會發(fā)熱，發(fā)出的熱量滿足焦耳定律W＝J×I×R，即發(fā)出的熱量等于直流分量的平方與芯線的內(nèi)阻的乘積，因此這種電纜叫內(nèi)阻發(fā)熱鎧裝加熱電纜，這種電纜有以下兩個缺點(一)芯線與電纜最外層的鋼帶鎧甲保護層之間的距離較遠，芯線內(nèi)阻發(fā)出的熱還要經(jīng)過絕緣層、密封水層，耐腐蝕層，才能傳到電纜最外層的鋼帶鎧甲保護層上，因此，熱傳遞的效率不高，而且芯線內(nèi)阻發(fā)熱還容易使芯線外部的絕緣層老化，降低了絕緣層的使用壽命。
(二)芯線內(nèi)阻發(fā)的熱只使用了交流電的直流分量，交流電部分功能沒有被用來發(fā)熱。
本發(fā)明的目的在于提供一種油井油管外立敷纏繞單芯電纜數(shù)百匝到千匝(電纜匝數(shù)根據(jù)計算確定)，并用鋼卡與油管固定在一起，通以單相交流電在鋼管內(nèi)產(chǎn)生交變磁通及渦流的原理使鋼管發(fā)熱，傳到原油中，加熱原油的加熱方法，使通過電纜芯線的交流電的發(fā)熱效率提高，結(jié)構(gòu)簡單、調(diào)節(jié)方便、投資小的加熱方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種油井油管外立敷直接纏繞防水、耐碰磨、耐拉、耐溫的單芯電纜，電纜芯線的外部裹有絕緣層、防水層，耐腐蝕層。
本發(fā)明有以下積極有益效果1.本發(fā)明的單芯電纜纏繞在鋼管上，當單芯電纜通過交變電流時，鋼管內(nèi)就會形成交變的磁場、這個交變磁場作用在該鋼管壁上，會產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流在導(dǎo)體內(nèi)自行閉合，因此又叫渦流，因為該鋼管壁是導(dǎo)體，所以其內(nèi)部電阻很小，渦流很大，可以產(chǎn)生大量的熱量，渦流產(chǎn)生的熱量與原有的電纜芯線內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量相加一起給油管里的原油加熱，會使加熱的效果更好。
2.按歐姆定律和比奧沙伐定律可知，導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)電纜的大小與磁通量的變化率成正比，故渦流的強度與交變電流的頻率成正比，即渦流產(chǎn)生的熱量，可以通過提高電纜芯線中的交變電流的頻率，使渦流的強度增加，渦流產(chǎn)生的熱量也會增加，而原來的電纜中若要增加電纜的發(fā)熱量，只有增加芯線中通過的交變電流的電流強度，而交變電流的電流強度越大，就越容易將包裹芯線的絕緣層老化，因此，本發(fā)明的設(shè)計方案由于油管直接發(fā)熱，不需傳遞，熱效高，電纜壽命長。
現(xiàn)以較佳實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步詳述如下

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)剖視號部分為1.螺桿泵 2.出液口 3.法蘭 4.井口大四通 5.單芯電纜 6.接地電纜7.套管 8.油管 9.單芯電纜繞匝 10.金屬卡子 11.抽油桿 12.電纜焊接頭13.泵轉(zhuǎn)子 14.泵定子 15.固定錨 16.篩管 17.尾管 18.絲堵。電纜的下端直接焊接在對應(yīng)的鋼管上，電纜的另一端通過地面上蘿卜頭打孔出線連接到配電控制箱里；油鋼管井上部份同樣焊接一根單芯電纜，并連接到配電控制箱里，配電控制箱用一個專用抽頭雙圈變壓器供電，以達到調(diào)節(jié)電流、電壓、功率、磁通的目的。
本發(fā)明單芯電纜直接纏繞在立油管上，當單芯電纜繞匝中通過交變電纜時，油管內(nèi)變會形成交變的磁場，這個交變磁場作用在鋼管壁上，因管壁8是導(dǎo)本，所以其內(nèi)部電阻很小，會產(chǎn)生很大的渦流，渦流可以產(chǎn)生大量的熱量，渦流產(chǎn)生的熱量與原有的單芯電纜繞匝9的內(nèi)阻產(chǎn)生的熱量相加一起給油管里的原油加熱，使加熱的效率提高。
按歐姆定律、畢奧沙伐定律可知，導(dǎo)體內(nèi)感應(yīng)電流的大小與磁通量的變化率成正比，故渦流的強度與交變電纜的頻率成正比，即渦流產(chǎn)生的熱量與交變電流的頻率有關(guān)，因此，在本發(fā)明中，若欲提高加熱的熱量，可以通過提高電纜中的交變電流的頻率，使渦流的強度增加，渦流產(chǎn)生的熱量也會增加，而原有的電纜中若要增加電纜的發(fā)熱量，只有增加芯線中通過的交變電流的電流強度，而交變電流的電流強度越大，就越容易將包裹芯線的絕緣層老化，因此本發(fā)明的設(shè)計方案將使電纜的壽命增加。
根據(jù)上述說明，本加熱方法熱效高，結(jié)構(gòu)簡單可靠，投資小，調(diào)節(jié)方便，比過去的加熱方法有了顯著的進步。根據(jù)本發(fā)明之法可以制造出各種渦流加熱器。
權(quán)利要求
1.一種在油井立油管上立敷纏繞單芯電纜油管壁產(chǎn)生渦流發(fā)熱的方法單芯電纜芯線的外部裹有絕緣層、密封水層、耐腐蝕層，并有纏繞的柔軟性。其特征在于單芯電纜纏繞油管。
全文摘要
一種地下油鋼管纏繞單芯電纜加熱方法是在地下油鋼管上直接纏繞單芯電纜數(shù)百匝到千匝,(電纜匝數(shù)根據(jù)計算確定)并用鋼卡與油管固定在一起,通以單相交流電在鋼管內(nèi)產(chǎn)生交變磁通及渦流的原理使鋼管發(fā)熱,傳到原油中,加熱原油。
文檔編號E21B36/04GK1255579SQ98123270
公開日2000年6月7日 申請日期1998年11月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月30日
發(fā)明者李文恒 申請人:李文恒