一种多点测温的油井加热电缆的制作方法

1.本实用新型属于加热电缆技术领域，涉及一种多点测温的油井加热电缆。


背景技术：

2.在石油开采时，为了开采深井稠油，必须将深井稠油加热稀释，再通过抽油机将其抽出地面。此过程中，促使稠油稀释到最佳提取状态，需要跟踪加热时加温系统的温度信息，如加温、恒温信息，因此，需要一种带多点测温的油井加热电缆。该加热电缆的使用环境为高温高压，硫化氢、氨氮等气体介质，且传感器长度要求达到数千米，响应速度快，精确度高。
3.现有技术中，采集多点油井温度，常采用的原理是，一种是配置多个热电偶，并在传感器的不同位置设定多个测温点，但热电偶和测温点的连接方式多有不同，但均存在传感器直径大，柔性差，承压能力不足的问题。关于多个热电偶的现有技术，是为了在满足1000米长度的前提下，单支热电偶的加工更细时更为简易，通过并排使用实现多点连接。如专利cn201306168y公开资料中，采用技术路径为：多个独立的铠装热电偶并成一束，其外面用不锈钢带卷绕并焊接包覆并端部封闭；专利cn203285426u公开资料中，采用的技术路径为：单根热电偶电缆包覆一层绝缘皮，再多根一起包覆一层绝缘皮，再设置在不锈钢管内，再分别套两层不锈钢管，再包覆填充物，最后包覆一层绝缘层。上述2个专利中均存在的缺点是：采用了焊接工艺，产品为有缝结构，承压性能较差；另外，测温点多时，产品直径较大，多层壳体导致产品柔性不够。
4.因此，研究一种承压能力强、整体直径小、柔性好的多点油井测温加热电缆具有十分重要的意义。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种多点测温的油井加热电缆。
6.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
7.一种多点测温的油井加热电缆，包括保护管、加热丝以及填充在保护管内的高温绝缘材料，还包括沿保护管的轴向方向穿插在高温绝缘材料中的正极偶丝和负极偶丝；
8.正极偶丝的数量为1，负极偶丝的数量为n，n为大于1的正整数，正极偶丝通过其在不同位置的连接线分别与n根负极偶丝连接形成n个沿油井加热电缆的长度方向分布的测温点；
9.或者，正极偶丝和负极偶丝的数量都为n，正极偶丝与负极偶丝一一对应连接形成n个沿油井加热电缆的长度方向分布的测温点；
10.或者，正极偶丝的数量为m，m为大于1且小于n的正整数，负极偶丝的数量为n，正极偶丝分为两类，一类正极偶丝仅与1根负极偶丝连接形成1个测温点，另一类正极偶丝与至少2根负极偶丝连接形成至少2个测温点，测温点的总数为n且沿油井加热电缆的长度方向分布；
11.在有限的空间内，热电偶丝的数量越多，就会越影响加热电缆的高温绝缘性能，因此要尽量减少热电偶丝的数量，本实用新型优选使用1根正极偶丝，在不同位置的连接线分别与n根负极偶丝连接，形成n个沿油井加热电缆的长度方向分布的测温点；
12.相邻两个测温点沿电缆长度方向的间距可根据实际工程预设(工程实例参考：1500米预设3个测温点、2400米预设4个测温点、3600米预设6个测温点、4800米预设8个测温点)。
13.作为优选的技术方案：
14.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，还包括卡套螺丝、温度变送器和接线盒；
15.保护管为有底保护管；保护管的开口端通过卡套螺丝与接线盒固定连接；
16.温度变送器位于接线盒内，温度变送器的数量为n，温度变送器包括正端子和负端子，n个温度变送器的负端子与n根负极偶丝一一对应连接；当正极偶丝的数量为1时，n个温度变送器的正端子相互连接且其中任一个温度变送器的正端子与正极偶丝连接；当正极偶丝的数量为m时，第1～m-1个温度变送器的正端子与m-1根正极偶丝一一对应连接，n-m+1个温度变送器的正端子相互连接且其中任一个温度变送器的正端子与第m个温度变送器的正端子连接；当正极偶丝的数量为n时，n个温度变送器的正端子与n根正极偶丝一一对应连接。
17.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，加热丝沿保护管的轴向方向穿插在高温绝缘材料中；保护管为有底圆柱管，其中心轴记为轴线x。
18.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，加热丝的数量为2根以上，加热丝环绕轴线x圆周分布；正极偶丝和负极偶丝环绕轴线x圆周分布；加热丝所在的圆周位于正极偶丝和负极偶丝所在的圆周内。
19.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，加热丝的数量为3根，正极偶丝的数量为1根，负极偶丝的数量为4根；油井加热电缆的一截面上，正极偶丝和负极偶丝位于加热丝的上方，1根正极偶丝与3根加热丝分布在十字的四端处，正极偶丝两侧的负极偶丝的数量相同，对于测温点要求不多(4个测温点)，加热速度有要求，并且绝缘性能要较高的使用环境，优选这种结构。
20.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，正极偶丝两侧的负极偶丝对称分布。
21.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，3根加热丝靠近保护管底部的一端焊接在一起，形成y型连接。
22.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，加热丝的数量为2根，正极偶丝的数量为2根，分别为正极偶丝a和正极偶丝b，负极偶丝的数量为8根；油井加热电缆的一截面上，正极偶丝a和4根负极偶丝位于加热丝的上方且正极偶丝a两侧的负极偶丝的数量相同，正极偶丝b和4根负极偶丝位于加热丝的下方且正极偶丝b两侧的负极偶丝的数量相同，正极偶丝a、正极偶丝b与2根加热丝分布在十字的四端处，对于测温点要求较多，绝缘效果要求较高的使用环境，优先采用这种结构。
23.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，位于加热丝的上方的正极偶丝a两侧的负极偶丝对称分布，和/或位于加热丝的下方的正极偶丝b两侧的负极偶丝对称分布。
24.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，加热丝的数量为1根且中心轴与轴线x
重合，正极偶丝的数量为4根，负极偶丝的数量为16根，正极偶丝和负极偶丝环绕轴线x圆周分布；油井加热电缆的一截面上，4根正极偶丝分布在十字的四端处，沿圆周方向每相邻2根正极偶丝之间的负极偶丝的根数均为4。
25.如上所述的一种多点测温的油井加热电缆，油井加热电缆的外径为长度为50～10000m。
26.有益效果
27.本实用新型的一种多点测温的油井加热电缆整体直径小，柔性好，承压能力强。
附图说明
28.图1为本实用新型的一种多点测温的油井加热电缆的电偶丝和加热丝的连接展开图；
29.图2为本实用新型的一种多点测温的油井加热电缆的外形结构简图；
30.图3为本实用新型的一种多点测温的油井加热电缆的截面图；
31.图4为本实用新型的一种多点测温的油井加热电缆的截面图；
32.图5为本实用新型的一种多点测温的油井加热电缆的截面图；
33.其中，1-保护管，2-保护管底部，3-测温点，4-高温绝缘材料，5-加热丝，6-正极偶丝，7-负极偶丝，8-卡套螺丝，9-温度变送器，10-接线盒。
具体实施方式
34.下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的范围。
35.一种多点测温的油井加热电缆，外径为10～35mm，长度为50～10000m，如图1～2所示，包括保护管1(材质可为inconel600合金无缝钢管、inconel601合金无缝钢管、inconel718合金无缝钢管、310s不锈钢无缝钢管、316l不锈钢无缝钢管或304不锈钢无缝钢管)、填充在保护管1内的高温绝缘材料4(材质可为高纯度氧化镁、氧化铝、氮化硅、氮化硼等)、沿保护管1的轴向方向穿插在高温绝缘材料4中的正极偶丝6和负极偶丝7(正极偶丝6和负极偶丝7的材质可为k型、n型、e型、j型、t型或l型合金热电偶丝)、沿保护管1的轴向方向穿插在高温绝缘材料4中的加热丝5(材质为镍铬合金或铜镍合金)、卡套螺丝8、温度变送器9(泰索科技有限公司生产的型号为：ts181变送器)和接线盒10；
36.保护管1为有底圆柱管，其中心轴记为轴线x；
37.正极偶丝6的数量为1，负极偶丝7的数量为n，n为大于1的正整数，正极偶丝6通过其在不同位置的连接线分别与n根负极偶丝7连接形成n个沿油井加热电缆的长度方向分布的测温点3；
38.或者，正极偶丝6和负极偶丝7的数量都为n，正极偶丝6与负极偶丝7一一对应连接形成n个沿油井加热电缆的长度方向分布的测温点3；
39.或者，正极偶丝6的数量为m，m为大于1且小于n的正整数，负极偶丝7的数量为n，正极偶丝6分为两类，一类正极偶丝6仅与1根负极偶丝7连接形成1个测温点3，另一类正极偶
丝6与至少2根负极偶丝7连接形成至少2个测温点3，测温点3的总数为n且沿油井加热电缆的长度方向分布；
40.保护管1的开口端通过卡套螺丝8与接线盒10固定连接；温度变送器9位于接线盒10内，温度变送器9的数量为n，温度变送器9包括正端子和负端子，n个温度变送器9的负端子与n根负极偶丝7一一对应连接；当正极偶丝6的数量为1时，n个温度变送器9的正端子相互连接且其中任一个温度变送器9的正端子与正极偶丝6连接；当正极偶丝6的数量为m时，第1～m-1个温度变送器9的正端子与m-1根正极偶丝6一一对应连接，n-m+1个温度变送器9的正端子相互连接且其中任一个温度变送器9的正端子与第m个温度变送器9的正端子连接；当正极偶丝6的数量为n时，n个温度变送器9的正端子与n根正极偶丝6一一对应连接；
41.加热丝5的数量为2根以上，加热丝5环绕轴线x圆周分布；正极偶丝6和负极偶丝7环绕轴线x圆周分布；加热丝5所在的圆周位于正极偶丝6和负极偶丝7所在的圆周内；如图1、3所示，加热丝5的数量为3根，正极偶丝6的数量为1根，负极偶丝7的数量为4根；油井加热电缆的一截面上，正极偶丝6和负极偶丝7位于加热丝5的上方，1根正极偶丝6与3根加热丝5分布在十字的四端处，正极偶丝6两侧的负极偶丝7的数量相同，且对称分布；3根加热丝5靠近保护管底部2的一端焊接在一起，形成y型连接；或者，如图4所示，加热丝5的数量为2根，正极偶丝6的数量为2根，分别为正极偶丝a和正极偶丝b，负极偶丝7的数量为8根；油井加热电缆的一截面上，正极偶丝a和4根负极偶丝7位于加热丝5的上方且正极偶丝a两侧的负极偶丝7的数量相同，正极偶丝b和4根负极偶丝7位于加热丝5的下方且正极偶丝b两侧的负极偶丝7的数量相同，正极偶丝a、正极偶丝b与2根加热丝5分布在十字的四端处；位于加热丝5的上方的正极偶丝a两侧的负极偶丝对称分布，位于加热丝5的下方的正极偶丝b两侧的负极偶丝对称分布；
42.或者，如图5所示，加热丝5的数量为1根且中心轴与轴线x重合，正极偶丝6的数量为4根，负极偶丝7的数量为16根，正极偶丝6和负极偶丝7环绕轴线x圆周分布；油井加热电缆的一截面上，4根正极偶丝6分布在十字的四端处，沿圆周方向每相邻2根正极偶丝6之间的负极偶丝7的根数均为4。