專利名稱：用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油田加熱電纜領(lǐng)域，具體的講是涉及一種用于油罐、油井
油管、輸油管道的碳纖維電纜。
技術(shù)背景由于原油中的稠油含蠟、高凝等均因"物性差"，在開采生產(chǎn)中，當(dāng)原油 從油層通過油管和輸油管到達(dá)集輸泵站時，熱量損失，使原油溫度低于臨界流動溫度。這會 導(dǎo)致蠟的析出沉積、粘度突增，增大流動壓力下降而導(dǎo)致不能順利開采。"熱力采油"是利用 熱源沿采輸過程中，通過載體與原油(稠、蠟、凝)進(jìn)行熱交換，補(bǔ)充熱量損失。傳統(tǒng)的"稠 油"開采技術(shù)主要是"蒸汽吞吐"、"化學(xué)降解"和電加熱等技術(shù)，雖然在一定程度上滿足了當(dāng) 時生產(chǎn)力的發(fā)展，但由于其本身的缺陷也阻礙了原油的開采。"蒸汽吞吐"、"化學(xué)降解"具有 技術(shù)成本高，易破壞油層結(jié)構(gòu)等缺點(diǎn)。采用電加熱技術(shù)制造的電纜由于其電熱體大都是金 屬材料，耗電量大、熱轉(zhuǎn)換效率低(僅有70%)、易燒斷、易損耗，而且電纜使用壽命也較短， 需兩年更換一次，大大增加了企業(yè)成本。即使是現(xiàn)在比較先進(jìn)的高頻感應(yīng)電加熱技術(shù)也存 在著自身難以避免的缺陷，因遠(yuǎn)距離傳輸，損耗很大，需要將電源放在井下；井下壓力大，溫 度高，對產(chǎn)品制造技術(shù)、可靠性提出了更高的要求。上述方法雖有較寬的應(yīng)用領(lǐng)域，但是它 們卻很難制作成使用耐長久且熱效率高不影響其應(yīng)用范圍的電熱元件。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述不足，本發(fā)明的主要目的旨在提供一種除具有結(jié)構(gòu)設(shè)計 合理，制造工藝簡單、產(chǎn)品強(qiáng)度高、耐油、耐酸堿、耐腐蝕等特點(diǎn)外，還具有節(jié)能、重量輕、壽 命長特點(diǎn)的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜。 本發(fā)明采用的技術(shù)方案為用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜包括電源 導(dǎo)線、導(dǎo)電絕緣層、碳纖維發(fā)熱體、內(nèi)電極接頭、碳纖維發(fā)熱體絕緣層、外接導(dǎo)線玻璃纖維編 織網(wǎng)、外接導(dǎo)線接頭和外層絕緣層。電源導(dǎo)線與外層絕緣層之間，由里至外分別包覆導(dǎo)線絕 緣層、碳纖維發(fā)熱體、碳纖維發(fā)熱體絕緣層和外接導(dǎo)線玻璃纖維編織網(wǎng)，電源導(dǎo)線兩端的內(nèi) 電極接頭連接碳纖維發(fā)熱體和電源導(dǎo)線，兩內(nèi)電極接頭之間設(shè)置的外接導(dǎo)線接頭由內(nèi)致遠(yuǎn) 上分別包覆有電源導(dǎo)線、導(dǎo)線絕緣層、碳纖維發(fā)熱體。 本發(fā)明的工作原理是用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜是在220V額
定電壓時，通過內(nèi)電極接頭或電源導(dǎo)線與外接導(dǎo)線接頭兩端接入電源，電流經(jīng)內(nèi)電極接頭、
碳纖維發(fā)熱體、外接導(dǎo)線金屬編織網(wǎng)和外接導(dǎo)線接頭形成回路，使電能轉(zhuǎn)化為熱能。 本發(fā)明所述的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，碳纖維材料可以使用
PAN基碳纖維，可以采用單根或多根或碳纖維絲束制作；碳纖維導(dǎo)電絕緣層的材料是采用
熱塑性材料；選用玻璃纖維做為外導(dǎo)線編織網(wǎng)，它耐高溫、柔軟、光滑且絕緣性好。 本發(fā)明所述的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，碳纖維加熱電纜采用
全黑體的碳纖維為加熱體，加熱過程中沒有可見光，電熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)98%，高溫狀態(tài)下使
用，不氧化，其單位面積的電流的負(fù)荷不發(fā)生改變。 本發(fā)明所述的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，當(dāng)額定工作電壓為 220V時，可使電纜表面溫度達(dá)到15(TC左右，熱滯后小，升溫快，發(fā)熱溫度均勻；由于碳纖維 油田加熱電纜的電熱體采用的碳纖維是非金屬材料，其密度是2. Og/cm左右，而銅合金材 料的密度一般是8. 5g/cm，則在外徑都為18mm的情況下， 一千米碳纖維油田加熱電纜的重
3量為800kg，比同外徑的采用銅合金材料的油田加熱電纜輕200-300kg。 由于碳纖維自身的優(yōu)點(diǎn)，所以油田加熱電纜的工作性能穩(wěn)定可靠，壽命高達(dá)20年
以上，使用壽命長。


圖l是本發(fā)明的示意簡圖
具體實(shí)施例方式
在圖1所示的用于用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜示意簡圖中，包括 電源導(dǎo)線1、導(dǎo)電絕緣層2、碳纖維發(fā)熱體3、內(nèi)電極接頭4、碳纖維發(fā)熱體絕緣層5、外接導(dǎo)線 玻璃纖維編織網(wǎng)6、外接導(dǎo)線接頭7和外層絕緣層8組成。電源導(dǎo)線1與外層絕緣層之間 8，由里至外分別包覆導(dǎo)線絕緣層2、碳纖維發(fā)熱體3、碳纖維發(fā)熱體絕緣層5和外接導(dǎo)線玻 璃纖維編織網(wǎng)6，電源導(dǎo)線1兩端的內(nèi)電極接頭4連接碳纖維發(fā)熱體3和電源導(dǎo)線l，兩內(nèi) 電極接頭4之間設(shè)置的外接導(dǎo)線接頭7由內(nèi)致遠(yuǎn)上分別包覆有電源導(dǎo)線1、導(dǎo)線絕緣層2、 碳纖維發(fā)熱體3。 用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜是在220V額定電壓時，通過內(nèi)電極
接頭4或電源導(dǎo)線1與外接導(dǎo)線接頭7兩端接入電源，電流經(jīng)內(nèi)電極接頭4、碳纖維發(fā)熱體
3、外接導(dǎo)線玻璃纖維編織網(wǎng)6和外接導(dǎo)線接頭7形成回路，使電能轉(zhuǎn)化為熱能。 當(dāng)額定工作電壓為220V時，電纜表面溫度達(dá)到15(TC左右；電熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)
98%。
權(quán)利要求
用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，其特征在于包括電源導(dǎo)線、導(dǎo)電絕緣層、碳纖維發(fā)熱體、內(nèi)電極接頭、碳纖維發(fā)熱體絕緣層、外接導(dǎo)線玻璃纖維編織網(wǎng)、外接導(dǎo)線接頭和外層絕緣層。電源導(dǎo)線與外層絕緣層之間，由里至外分別包覆導(dǎo)線絕緣層、碳纖維發(fā)熱體、碳纖維發(fā)熱體絕緣層和外接導(dǎo)線玻璃纖維編織網(wǎng)，電源導(dǎo)線兩端的內(nèi)電極接頭連接碳纖維發(fā)熱體和電源導(dǎo)線，兩內(nèi)電極接頭之間設(shè)置的外接導(dǎo)線接頭由內(nèi)致遠(yuǎn)上分別包覆有電源導(dǎo)線、導(dǎo)線絕緣層、碳纖維發(fā)熱體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，其特征在于 用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜是在220V額定電壓時，通過內(nèi)電極接頭或電 源導(dǎo)線與外接導(dǎo)線接頭兩端接入電源，電流經(jīng)內(nèi)電極接頭、碳纖維發(fā)熱體、外接導(dǎo)線金屬編 織網(wǎng)和外接導(dǎo)線接頭形成回路，使電能轉(zhuǎn)化為熱能。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，其特征在于碳纖維材料可以使用PAN基碳纖維，可以采用單根或多根或碳纖維絲束制作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，其特征在于電熱轉(zhuǎn)換效率高達(dá)98 % 。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，其特征在 于其密度是2. Og/cm左右，銅合金材料的密度一般是8. 5g/cm，則在外徑都為18mm的情況 下，一千米碳纖維油田加熱電纜的重量為800kg，比同外徑的采用銅合金材料的油田加熱電 纜輕200-300kg。
全文摘要
用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜，其特征在于包括電源導(dǎo)線、導(dǎo)電絕緣層、碳纖維發(fā)熱體、內(nèi)電極接頭、碳纖維發(fā)熱體絕緣層、外接導(dǎo)線玻璃纖維編織網(wǎng)、外接導(dǎo)線接頭和外層絕緣層組成。用于油罐、油井油管、輸油管道的碳纖維電纜是在220V額定電壓時，通過內(nèi)電極接頭或電源導(dǎo)線與外接導(dǎo)線接頭兩端接入電源，電流經(jīng)內(nèi)電極接頭、碳纖維發(fā)熱體、外接導(dǎo)線金屬編織網(wǎng)和外接導(dǎo)線接頭形成回路，使電能轉(zhuǎn)化為熱能。本發(fā)明具有熱能轉(zhuǎn)化率高、耐高溫、質(zhì)量輕、壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H05B3/56GK101702844SQ200910219839
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月13日
發(fā)明者程顯軍, 賈欣博 申請人:程顯軍