本发明涉及一种井下流体电加热器，涉及油页岩、重油、稠油、油砂、天然气水合物等非常规能源领域。
背景技术：
当前地下烃类资源的利用技术分为地表利用技术和原位转化技术。地表利用技术是目前相对成熟的地下烃类资源开发技术，但地表利用技术存在采矿成本高；大气及地下水污染大，用水量大；不适合深部烃类资源开采等缺点。原位转化技术是指对地下烃类矿层进行原位热处理，使地下烃类资源热解。原位转化技术具有不破坏地表，对环境无污染，适合深部烃类资源开发等优点。
原位转化加热方法有热传导、热对流、热辐射三种。热传导加热方法是将电阻加热器置于井眼中直接加热目标层，如美国专利us2548360描述了一种置于井眼粘性油中的电加热元件，该加热元件将粘性油加热并稀释，使油的粘度降低，从而将其泵至地表；专利cn1676870a描述了一种对流加热方法，该发明将高温蒸汽注入油页岩层，使干酪根裂解为页岩油气；美国专利us6023554描述了一种位于套管中的电加热元件，该加热元件通过热辐射加热套管，并通过套管加热填充在套管与地层之间的填料，进而加热油页岩层。
由于地下烃类资源的导热系数较低，单一的热传导和热辐射方式存在加热速度慢，效率低的问题，而上述对流加热技术中高温流体与油页岩层的接触面积大，对流换热面积大，能更快的加热油页岩层。中国专利：cn1676870a，其中的高温流体产生部位在地表，存在沿程热损失大，不适用深部油页岩开发的问题。
井下加热地下烃类矿层，不存在从地面到烃类矿层的热损失，提高了能量利用率。中国专利：cn106304446a，其中的井内流体电加热器出口仅单一的利用弹簧力作为单向阀的紧固力，弹簧在长期的高温工况下弹性衰减严重，存在不能达到密封效果的问题。将电涡流效应和连续螺旋折流板结构相结合，不仅可以提高井下流体加热器的加热速率，同时通过改变电流，还能有效的提高加热器出口的密封性，防止井下流体回流腐蚀加热器内部结构。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种新型井下流体电加热器，解决现有井下加热器加热速率低，流体压力损失大，加热器出口密封效果差等问题。
本发明由壳体、中心管、连续螺旋折流板、加热棒、电涡流线圈、绝缘层、密封罩、接线盒、单向阀组成。
所述壳体上部设置有锥型内螺纹，用于与中心管连接，并起密封作用；锥型内螺纹外侧开有动力线孔，用于穿过动力线。锥型内螺纹下部设置有一台阶，用于放置垫片，对壳体与中心管的连接处进行密封。所述壳体下部设置有锥型外螺纹，用于与单向阀连接；所述壳体下部设置有锥形孔，用于与上阀体配合密封加热器出口，防止井下流体回流。
所述中心管上部设置有锥型内螺纹，用于与外接工具连接，方便下入加热器。锥型内螺纹下端凸台外缘设置有锥型外螺纹，用于与壳体连接。在中心管凸台下部圆周方向设置有六个注气孔，用于向加热器中注入井下流体。中心管注气孔下部为实心管柱，实心管柱用于在加热流体时强化电涡流效应，以及线圈通入直流电时，强化中心管的磁性，提高中心管吸引上阀体的可靠性，进而提高单向阀的动作可靠性。
所述连续螺旋折流板与中心管焊接在一起，连续螺旋折流板由折流板单体焊接为一个整体。通过将连续螺旋折流板拆分为折流板单体，可提高连续螺旋折流板的制造精度，同时降低加热器的安装难度。
所述加热棒穿过连续螺旋折流板，并与连续螺旋折流板焊接在一起，加热棒为实心。
电涡流线圈缠绕在壳体外侧，放置在壳体和密封罩之间，电涡流线圈为耐高温励磁线圈。
绝缘层位于壳体和和密封罩之间，该绝缘层在高温下仍具有良好的绝缘性能，能确保线圈正常工作。
接线盒焊接在壳体顶部，接线盒用于密封动力线和信号线，防止接线处出现短路。
单向阀包括阀座、上阀体、弹簧、下阀体和温度传感器。阀座上部设置有锥型内螺纹，用于与壳体连接。阀座腔靠近阀座下部凸台的位置开有传感器孔，用于穿过温度传感器。阀座下部凸台中心开有通孔，用于放置上阀体。阀座凸台中心孔外侧均匀设置有六个出气孔，用于高温流体通过。阀座下部设置有锥形凹槽，用于与下阀体配合密封出气孔。上阀体上部为锥型用于与壳体的锥形孔配合达到密封加热器出口的目的。上阀体下部均匀开有四个螺纹孔，用于固定下阀体。弹簧置于上阀体与阀座下部凸台之间，用于在下入加热器时密封加热器出口。下阀体为锥型，与阀座下部锥型凹槽配合达到密封出气孔的目的。下阀体中心部位均匀开有四个孔，用于与上阀体连接，固定下阀体。
在注气时，流体推动上阀体的同时带动下阀体，流体流经单向阀时在上阀体和下阀体两处分别产生开启力，上阀体和下阀体形成两级开启力以提高单向阀开启动作的可靠性。对加热器出口进行密封时，停止输入交流电，持续注入待加热流体，降低加热器内部结构的温度。再输入直流电，此时中心管吸引上阀体上行，同时带动下阀体上行。下阀体上行与阀座的锥型凹槽配合密封阀座的出气孔，对加热器进行一级密封；上阀体上行与壳体的锥型孔配合密封加热器出口，对加热器进行二级密封。通过上阀体和下阀体的二级联动密封，能有效的提高加热器出口的密封可靠性。
本发明的工作原理和过程：
从地表向地下烃类资源钻进注热井。将本加热器下入井中，通入待加热流体，实现对流体的加热。通过温度传感器反馈的数据，调节交流电的功率、频率和流体的注入量等参数。停止加热时，先关闭高频交流电，继续注入待加热的低温流体；当低温流体的出口温度低于200℃时，通入直流电，缓慢降低待加热流体的注入量，实现对加热器出口的密封，密封完成后关闭直流电。
本发明的有益效果：
本发明通过将电涡流效应和连续螺旋折流板换热结构相结合，提高了井下加热器的加热速率，降低了流体的压力损失。通过改变输入电流，有效的提高了加热器出口密封效果。本发明可实现对目标地层的过热蒸汽开采、热气体开采。
附图说明
图1是本发明的剖面示意图。
图2是本发明加热棒采用多边形布置的示意图。
具体实施方式
请参阅图1和图2所示，本发明包括壳体1、中心管2、连续螺旋折流板3、加热棒4、电涡流线圈5、绝缘层6、密封罩7、接线盒8和单向阀9；
所述壳体1上部设置有锥型内螺纹，用于与中心管2连接，并起密封作用；锥型内螺纹外侧开有动力线孔，用于穿过动力线；锥型内螺纹下部设置有一台阶，用于放置垫片11，对壳体1与中心管2的连接处进行密封。所述壳体1下部设置有锥型外螺纹，用于与单向阀9连接；所述壳体1下部设置有锥形孔，用于与上阀体92配合密封加热器出口，防止井下流体回流。
所述中心管2上部设置有锥型内螺纹，用于与外接工具连接，方便下入加热器。锥型内螺纹下端凸台外缘设置有锥型外螺纹，用于与壳体1连接。在中心管2凸台下部圆周方向设置有六个注气孔，用于向加热器中注入井下流体。中心管2注气孔下部为实心管柱，实心管柱用于在加热流体时强化电涡流效应，以及线圈通入直流电时，强化中心管的磁性，提高中心管吸引上阀体92的可靠性，进而提高单向阀9的可靠性。
所述连续螺旋折流板3与中心管2焊接在一起，连续螺旋折流板3由折流板单体焊接为一个整体。通过将连续螺旋折流板拆分为折流板单体，可提高连续螺旋折流板的制造精度，同时降低加热器的安装难度。
所述加热棒4穿过连续螺旋折流板3，并与连续螺旋折流板3焊接在一起，加热棒4为实心。
所述电涡流线圈5缠绕在壳体1外侧，放置在壳体1和密封罩7之间。
所述绝缘层6位于壳体1和和密封罩7之间，该绝缘层6在高温下仍具有良好的绝缘性能，能确保线圈正常工作。
所述接线盒8焊接在壳体1顶部，接线盒8用于密封动力线和信号线，防止接线处出现短路。
所述单向阀9包括阀座91、上阀体92、弹簧93、下阀体94和温度传感器95。阀座91上部设置有锥型内螺纹，用于与壳体1连接。阀座腔靠近阀座下部凸台的位置开有传感器孔，用于穿过温度传感器。阀座下部凸台中心开有通孔，用于放置上阀体92。阀座凸台中心孔外侧均匀设置有六个出气孔，用于高温流体通过。阀座91下部设置有锥形槽，用于与下阀体94配合密封出气孔。上阀体92上部为锥型用于与壳体1的锥形孔配合达到密封加热器出口的目的。上阀体92下部均匀开有四个螺纹孔，用于固定下阀体94。弹簧93置于上阀体92与阀座91下部凸台之间，用于在下入加热器时密封加热器出口。下阀体94为锥型，与阀座91下部锥型槽配合达到密封出气孔的目的。下阀体94中心部位均匀开有四个孔，用于与上阀体92连接，固定下阀体94。
加热段的中心管2、连续螺旋折流板3和加热棒4均为实心，用于提高连续螺旋折流板换热结构的表面温度，进而提高壳程流体的换热系数，提高加热器的加热速率。
所述加热棒4的排列方式为叉排，根据井下加热器直径的不同设置多层加热棒，加热棒的排列在圆周方向为多边形排列。
所述单向阀9的开启和关闭由上阀体91和下阀体94的二级联动实现，提高了单向阀的动作可靠性。