涡流和内阻发热铠装加热电缆的制作方法

文档序号:8020649来源:国知局
专利名称:涡流和内阻发热铠装加热电缆的制作方法
技术领域
本发明涉及给油井中的油管加热的装置,具体而言,是指一种油井油管外立敷三相涡流和内阻发热铠装加热电缆。
石油工业历来是国民经济发展所不可缺少的重工业,因此,世界各国都很重视石油的开采,开采石油的方法很多,但其本质原理不外乎是在油井中竖立一根油管,油管的下端插入油井内底部的石油中,油管的上端伸出于油井外,用抽油机与油管相连,开动抽油机便可将油井中的石油通过油管抽出。但是我们道,在油井中的石油有三高一低的特点,即高稠度、高粘度、高含腊、低温度的特点,油井的深度范围一般在三百米至一千五百米内,因此,这种粘稠的原油是很不容易抽出的,为了提高抽油机的效率,增加石油的产量,目前的做法是在油管外敷设加热电缆,加热电缆与油管的外管壁紧贴,通过加热电缆的发热,使油管内的石油温度升高,稠度变稀,粘度变小,这样的石油更容易被抽油机抽出,目前使用的加热电缆叫内阻发热铠装加热电缆。
这种电缆的结构是电缆的最内部是三根芯线,每根芯线的外部包裹有绝缘层,该层一般用聚酰亚胺绝缘带制做,在绝缘层外面,包裹有密封水层,该层一般使用丁腈橡胶制做。在密封水层的外部包裹有耐腐蚀层,该层一般使用聚四氟带制做,在三根芯线外面套有一个钢带保护层,俗称铠甲,该铠甲将三根芯线包裹于其中,做为电缆的最外层,这种电缆的发热原理是当电缆内部的三根芯线分别与三相电源线的火线连接时,便有交变电流流过芯线,任何交变电流都可以看作是直流分量、基波分量与高次谐波分量的合成,因此,交变电流流过芯线时,由于芯线内阻的作用,也会发热,发出的热量满足焦耳定律W=I×I×R,即发出的热量等于直流分量的平方与芯线的内阻的乘积,因此这种电缆叫内阻发热铠装加热电缆,这种电缆有以下几个缺点各芯线与电缆最外层的钢带铠甲保护层之间的距离较远,芯线内阻发出的热还要经过绝缘层、密封水层、耐腐蚀层,才能传到电缆最外层的钢带铠甲保护层上,因此,热传递的效率不高,而且芯线内阻发热还容易使芯线外部的绝缘层老化,降低了绝缘层的使用寿命。
本发明的目的在于提供一种油井油管外立敷三相涡流和内阻发热铠装加热电缆,其在原有电缆基础上做了结构的改进,使通过电缆芯线的交流电的发热效率提高,并可提高芯线的绝缘层的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的一种油井油管外立敷三相涡流和内阻发热铠装加热电缆,该电缆的内部有三根芯线,每根芯线的外部裹有绝缘层、密封水层、耐腐蚀层,电缆的最外层为钢带铠甲保护层,该钢带铠甲保护层将三根芯线包于其中,其特征在于在电缆内每根芯线的外部还裹有一层钢丝编制的外套。
本发明有以下积极有益效果本发明的电缆在原有电缆中的每根芯线的外部又增加了一层钢丝编制的外套,当芯线中通过交变电流时,芯线周围的空间就会形成交变的磁场,这个交变磁场作用在该钢丝编制的外套上,会产生感应电流,该感应电流在导体内自行闭合,因此又叫涡流,因为该钢丝编制的外套是导体,所以其内部电阻很小,涡流很大,可以产生大量的热量,涡流产生的热量与原有的芯线内阻产生的热量相加一起给油管加热,会使加热的效果更好。
2.按欧姆定律和毕奥沙伐定律可知,导体内感应电流的大小与磁通量的变化率成正比,故涡流的强度与交变电流的频率成正比,即涡流产生的热量与交变电流的频率有关,因此,在本发明新型中,若欲提高加热电缆的热量,可以通过提高芯线中的交变电流的频率,使涡流的强度增加,涡流产生的热量也会增加,而原来的电缆中若要增加电缆的发热量,只有增加芯线中通过的交变电流的电流强度,而交变电流的电流强度越大,就越容易将包裹芯线的绝缘层老化,因此,本发明的设计方案,会使芯线绝缘层的寿命增加。
3.本发明新型的钢丝编制的外套更接近于电缆的最外层即钢带铠甲保护层,而绝缘层,密封水层和耐腐蚀层都在该钢丝编制的外套的内部,在该钢丝编制的外套的外部没有热传递的障碍物,因此该钢丝编制的外套上产生的涡流热更易传递给电缆外部的油管。
4.该钢丝编制的外套为网状,且有一定的韧性,加强了电缆的机械强度,可使电缆在井下耐磨擦,耐挤压,耐碰撞。
现以较佳实施例结合附图对本发明进一步详述如下

图1是本发明新型的结构剖视图;图号部分为1.芯线(铜绞线10mm2) 2.绝缘层(聚酰亚胺绝缘带0.2mm5层)3.密封水层(丁腈橡胶0.6mm厚) 4.耐腐蚀层(聚四氟带0.2mm4层)5.玻璃丝编制套6.钢丝编制的外套(钢丝编制铠甲涡流发热套)7.玻璃丝绳填料8.电缆的最外层(钢带铠甲保护层)。
请参阅图1 本发明的油井油管外立敷三相涡流和内阻发热铠装加热电缆,该电缆的内部有三根芯线,每根芯线1的外部依次裹有绝缘层2,该层一般用聚酰亚胺绝缘带做成;密封水层3,该层一般用丁腈橡胶做成;耐腐蚀层4,该层一般用聚四氟带做成。电缆的最外层为钢带铠甲保护层8,其特征在于在电缆内每根芯线1的外部还裹有一层钢丝编制的外套6。
在较佳实施例中,该钢丝编制的外套6在耐腐蚀层4的外部。图1中的5为玻璃丝编制套,7为玻璃丝绳填料,使用玻璃丝的目的是因为玻璃丝的传热性能好,而且耐高温。
本发明的电缆在原有电缆中的每根芯线1的外部又增加了一层钢丝编制的外套6,当芯线1中通过交变电流时,芯线1周围的空间就会形成交变的磁场,这个交变磁场作用在钢丝编制的外套6上,因为钢丝编制的外套6是导体,所以其内部电阻很小,会产生很大的涡流,涡流可以产生大量的热量,涡流产生的热量与原有的芯线1内阻产生的热量相加一起给油管加热,会使加热的效果更好。
按欧姆定律毕奥沙伐定律可知,导体内感应电流的大小与磁通量的变化率成正比,故涡流的强度与交变电流的频率成正比,即涡流产生的热量与交变电流的频率有关,因此,在本发明中,若欲提高加热电缆的热量,可以通过提高芯线1中的交变电流的频率,使涡流的强度增加,涡流产生的热量也会增加,而原有的电缆中若要增加电缆的发热量,只有增加芯线1中通过的交变电流的电流强度,而交变电流的电流强度越大,就越容易将包裹芯线1的绝缘层2老化,因此本发明的设计方案,将使芯线1的绝缘层2的寿命增加;本发明的钢丝编制的外套6更接近于电缆的最外层即钢带铠甲保护层8,而绝缘层2,密封水层3和耐热层4都在钢丝编制的外套6的内部,该外套6的外部没有热传递的障碍物,因此该钢丝编制的外套6上产生的涡流热更易传递给电缆外部的油管。
该钢丝编制的外套6为网状,且有一定的韧性,加强了电缆的机械强度,可使电缆在井下耐磨擦,耐挤压,耐碰撞。
另外还有一点要说明的是电缆中每根芯线1内分别与三相交流电的一相火线连接,三相火线中的电流在相位上互差120度,如果不在每根芯线1上加上钢丝编制的外套6,那么,三根芯线中的交流电在空间建立的合成磁场的磁场强度为零,因此,原有的电缆中的三根芯线分别接上三相交流电的三相火线时,在电缆的最外层的钢带铠甲保护层8上没有交变磁场的作用,该钢带铠甲保护层8中不会产生涡流,只有使用本发明的技术方案,将每根芯线1都套上一层钢丝编制的外套6,因每根芯线1内只通有一相交流电,交流电可产生交变磁场,该交变磁场会在钢丝编制的外套6上产生感应电流,即俗称的涡流,涡流会产生大量的热,使电缆发热,所以本本发明是以涡流发热为主,芯线1内阻发热为辅,与以往的电缆只有芯线1内阻发热的方式相比有了显著的进步。
根据每根的芯线上加装钢丝编制套或钢带铠装套的方法可制成单芯,网芯三芯或更多芯的涡流和内阻,发热铠装加热电缆,用于各种场合。
权利要求
1.内阻和涡流同时发热铠装加热电缆,该电缆的内部每根芯线的外部裹有绝缘层,密封防水层,耐腐蚀层,电缆的最外层为钢带铠甲保护层;其特征在于在电缆内芯的每根主芯线上还裹有一层钢丝编制外套或钢带铠甲保护层,其优点是芯线中的交变电流产生的交变磁场作用在该钢丝编制外套上,会形成涡流,涡流产生的热量与芯线内阻产生的热量一起给油管加热,加热的效果更好,并可提高芯线的绝缘层的使用寿命,增加电缆的机械强度。
全文摘要
涡流和内阻发热铠装加热电缆,该电缆的内部有几根芯线,每根芯线的外部裹有绝缘层、密封水层、耐腐蚀层,电缆的最外层为钢带铠甲保护层,在电缆内每根芯线的外部还裹有一层钢丝编制的外套或钢带铠甲保护层外套,其优点是芯线中的交变电流产生的交变磁场作用在该钢丝编制外套上,会形成涡流,涡流产生的热量与芯线内阻产生的热量一起给油管加热,加热的效果更好,并可提高芯线的绝缘层的使用寿命,增加电缆的机械强度。
文档编号H05B3/54GK1271246SQ9910267
公开日2000年10月25日 申请日期1999年4月16日 优先权日1999年4月16日
发明者李文恒 申请人:李文恒
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