专利名称：地下油钢管缠绕单芯电缆加热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型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缠绕单芯电缆加热装置。
石油工业历来是国民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，这种的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，该层使用丁脯橡胶制做。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，任何交变电缆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，交变电缆流过芯线时，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，这种电缆有以下两个缺点(一)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。
(二)芯线内阻发的热只使用了交流电的直流分量，交流电部分功能没有被用来发热。
本实用新型的目的在于提供一种油井油管外立敷缠绕单芯电缆数百匝到千匝(电缆匝数根据计算确定)，并用钢卡与油管固定在一起，通以单相交流电在钢管内产生交变磁通及涡流的原理使钢管发热，传到原油中，加热原油的加热装置，使通过电缆芯线的交流电的发热效率提高，结构简单、调节方便、投资小的加热装置。
本实用新型的目的是这样实现的一种油井油管外立敷直接缠绕防水、耐碰磨、耐拉、耐温的单芯电缆，电缆芯线的外部裹有绝缘层、防水层、耐腐蚀层。
本实用新型有以下积极有益效果1．本实用新型的单芯电缆缠绕在钢管上，当单芯电缆通过交变电流时，钢管内就会形成交变的磁场，这个交变磁场作用在该钢管壁上，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，因为该钢管壁是导体，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电缆芯线内阻产生的热量相加一起给油管里的原油加热，会使加热的效果更好。
2．按欧姆定律和比奥沙伐定律可知，导体内感应电缆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，可以通过提高电缆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，因此本实用新型的设计方案由于油管直接发热，不需传递，热效高，电缆寿命长。
现以较佳实施例结合附图对本实新型进一步详述如下
图1是本实用新型的结构剖视图图号部分为1．螺杆泵 2．出液口 3．法兰 4．井口大四通 5．单芯电缆 6．接地电缆7．套管 8．油管 9．单芯电缆绕匝 10．金属卡子 11．抽油杆 12．电缆焊接头13．泵转子 14．泵定子 15．固定锚 16．筛管 17．尾管 18．丝堵。电缆的下端直接焊接在对应的钢管上，电缆的另一端通过地面上萝卜头打孔出线连接到配电控制箱里；油钢管井上部份同样焊接一根单芯电缆，并连接到配电控制箱里，配电控制箱用一个专用抽头双圈变压器供电，以达到调节电流、电压、功率、磁通的目的。
本实用新型单芯电缆直接缠绕在立油管上，当单芯电缆绕匝中通过交变电流时，油管内变会形成交变的磁场，这个交变磁场作用在钢管壁上，因管壁8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单芯电缆绕匝9的内阻产生的热量相加一起给油管里的原油加热，使加热的效率提高。
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缆的频率成正比，即涡流产生的热量与交变电流的频率有关，因此，在本实用新型中，若欲提高加热的热量，可以通过提高电缆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，变越容易将包裹芯线的绝缘层老化，因此本实用新型的设计方案将使电缆的寿命增加。
根据上述说明，本加热装置热效高，结构简单可靠，投资小，调节方便，比过去的加热装置有了显著的进步。
权利要求一种地下油钢管缠绕单芯电缆加热装置是在地下油钢管上直接缠绕单芯电缆并用钢卡与油管固定在一起。
专利摘要一种地下油钢管缠绕单芯电缆加热装置是在地下油钢管上直接缠绕单芯电缆数百匝到千匝,(电缆匝数根据计算确定)并用钢卡与油管固定在一起,通以单相交流电在钢管内产生交变磁通及涡流的原理使钢管发热,传到原油中,加热原油。
文档编号F16L53/00GK2305541SQ9624939
公开日1999年1月27日 申请日期1996年12月19日 优先权日1996年12月19日
发明者李文恒, 赵俊颖 申请人:李文恒