井下油层加热电缆的制作方法

本实用新型涉及一种加热装置，具体地说，涉及一种井下油层加热电缆。

背景技术：

现有石油技术中用于稠油、高凝油开采的大都利用一种空心抽油杆电加热装置，如中国专利201410098385x中公开的油层电加热采油装置，该油层电加热采油装置在加热时，利用紧贴在空心抽油杆外壁面的多根钢铠加热电缆，对进入空心抽油杆内的稠油进行均匀加热，而这种钢铠加热电缆在加热过程中只能对进入空心抽油杆内的稠油进行加热，加热效果有限。另外，采用这种钢铠加热电缆随着井深增加消耗的功率逐渐增大，效果降低，不能对所采集油层进行针对性加热。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种井下油层加热电缆，具有耐刮磨、高强度、耐高温、节能、加热效果好、安装工艺简单等优点。

本实用新型中的井下油层加热电缆包括有钢管护套电缆、与所述钢管护套电缆一端固定连接并形成电气连接的加热器；

所述钢管护套电缆包括有两根或两根以上的芯线、绝缘层、矿物质填料层及钢管护套，所述绝缘层、矿物质填料层依次包覆在每根芯线的外侧表面，两根或两根以上的芯线连同所述绝缘层、矿物质填料层一起并列穿入所述钢管护套内；

所述加热器包括有与钢管护套外径相同的金属护套，位于所述金属护套内部通电后发热的导体，用于密封连接所述金属护套并使所述导体形成电气连接的尾端；

所述金属护套与所述钢管护套密封固定连接，所述导体与所述芯线电气连接。

优选地，所述金属护套与所述钢管护套连续环形焊接连接。

优选地，所述芯线的材料为无氧铜圆铜线。

优选地，所述导体包括有用于发热的发热导体和用于连接芯线的引接电缆导体，所述发热导体与引接电缆导体串联连接。

优选地，所述发热导体为多根并列设置的直立导体杆，在所有导体杆之间以及导体杆与所述金属护套之间填充并压实有矿物绝缘粉末，形成绝缘层。

优选地，所述尾端包括有导体接头、尾端套管、填充并压实的矿物绝缘粉末及尾端封头组成，所述尾端封头的一端与尾端套管连续环形焊接连接，另一端呈圆锥面或半球面。

优选地，所述钢管护套和金属护套均为冷拔无缝钢管。

优选地，所述绝缘层的材料为聚四氟乙烯。

优选地，所述矿物质填料层的材料为氧化镁或者玻璃丝纤维带。

本实用新型中的井下油层加热电缆在使用过程中只需在电缆末端将铜质芯线与加热器焊接，如此可以使电缆自身就构成加热回路，从而可以简化加热装置的整体结构及施工工艺。

附图说明

图1是本实用新型中井下油层加热电缆的结构示意图。

图2是本实用新型中井下油层加热电缆的俯视示意图。

图3是本实用新型中加热器的结构示意图一。

图4是本实用新型中加热器的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型中的具体实施例作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型中的井下油层加热电缆包括有钢管护套电缆1和固定连接在钢管护套电缆1一端并与钢管护套电缆1电气连接的加热器2，其中钢管护套电缆1的外径与加热器2的外径相同。

如图1和图2所示，钢管护套电缆1包括有两根或两根以上的芯线10，本实施例以三根为例加以说明，芯线10优先的材料是无氧圆铜线或具有等同功能的导体，并不限于此。在每根芯线10的外表面包覆有绝缘层11，绝缘层11优先采用矿物绝缘材料、聚四氟乙烯中的一种或两种，也可以是交联聚乙烯，该绝缘层11紧密地包覆在芯线10的外表面，表面平整光滑，厚度均匀。

在三根线芯10的绝缘层11的外表面以缠绕的方式包覆一层矿物质填料12，矿物质填料层12优选的材料为氧化镁或者玻璃丝纤维带，将三根包覆有矿物质填料层12的芯线10并列设置后穿入钢管护套13内，钢管护套13优选采用冷拔无缝钢管，形成一段钢管护套电缆1。通过多根钢管护套电缆1的焊接连接，可以形成供井下使用的足够长的钢管护套电缆。

如图3和图4所示，加热器2通过焊接的方式固定在钢管护套电缆1的一端，长度在20-200米之间。加热器2包括有导体27、绝缘层23、金属护套22和尾端25，其中导体27包括有位于金属护套22内部的发热导体21和引接电缆导体20，发热导体21与引接电缆导体20串联连接，优先地，发热导体21为多根并列设置的直立导体杆，在所有导体杆之间以及导体杆与金属护套22之间填充并压实有矿物绝缘粉末，矿物绝缘粉末形成绝缘层23，该绝缘层23的厚度在1.9-6毫米之间，可以根据加热器中导体的电阻大小来确定。发热导体21优先采用钢、铜基合金或镍铬合金，引接电缆导体20优先采用铜导体。

金属护套22采用钢管护套13相同直径的冷拔无缝钢管，如：φ20mmx1.65m的冷拔无缝钢管，确保加热器2的外径与钢管护套电缆1的外径相同。

尾端25由导体接头24、尾端套管26、填充并压实的矿物绝缘粉末29及尾端封头28组成，导体接头24用于发热导体21的连接，发热导体21经引接电缆导体20与钢管护套电缆1中线芯10连接后形成电气连接。

当钢管护套电缆1为三根芯线10时，导体接头24还可以构成电气的三相星型中性点，使加热器2、钢管护套电缆1形成完整的电气连接，在钢管护套电缆1通电后，加热器2发热。当钢管护套电缆1为两根芯线10时，导体接头24直接连通发热导体21，形成一个通电回路即可。

尾端封头28的一端与尾端套管26连续环形焊连接，另一端加工成圆锥面或半球面，如图3和图4所示，方便进入到油井下方并沉入到油层中。

本实用新型中井下油层加热电缆，其中钢管护套电缆1采用聚四氟乙烯作为绝缘材料，不作为加热使用，其额定电压可为2500v，耐压dc12.5kv，耐温达到250℃，甚至可达350℃，加热器2采用矿物绝缘粉末绝缘，耐温可达800-1000℃。因此，在使用本实用新型中的加热电缆时，可以将其缓慢延伸置入其中一个油井下方，接近并沉入需要加热的油层位置，即将加热器2的大部分沉入油层内，再对该油井进行密封处理。

对钢管护套电缆1通电，使加热器2通电后加热，当温度逐渐升高时，加热器2周边的稠油受热软化，加热器2表面的稠油由于温度达到燃点时，发生燃烧，产生热量，使油层中的稠油进一步变软变稀，从而使油层中的稠油流动起来，当油井中的空气燃烧用尽时，自动停止燃烧。如此可以通过邻近的油井将该油层中流动的稠油抽出。

抽油过程中，油层中的稠油温度降时，再在通入有本实用新型中加热电缆的油井中通入空气，并通电，使加热器2再次通电加热，再次燃烧，如此反复，可以将油层中的稠油均匀加热，流动，方便抽油。

综上所述，本实用新型中井下油层加热电缆具有无污染、环保节能、加热效果好、针对性强、安全可靠等优点。

技术特征：

1.一种井下油层加热电缆，其特征在于，包括有钢管护套电缆(1)、与所述钢管护套电缆(1)一端固定连接并形成电气连接的加热器(2)；

所述钢管护套电缆(1)包括有两根或两根以上的芯线(10)、绝缘层(11)、矿物质填料层(12)及钢管护套(13)，所述绝缘层(11)、矿物质填料层(12)依次包覆在每根芯线(10)的外侧表面，两根或两根以上的芯线(10)连同所述绝缘层(11)、矿物质填料层(12)一起并列穿入所述钢管护套(13)内；

所述加热器(2)包括有与钢管护套(13)外径相同的金属护套(22)，位于所述金属护套(22)内部通电后发热的导体(27)，用于密封连接所述金属护套(22)并使所述导体形成电气连接的尾端(25)；

所述金属护套(22)与所述钢管护套(13)密封固定连接，所述导体(27)与所述芯线(10)电气连接。

2.根据权利要求1所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述金属护套(22)与所述钢管护套(13)连续环形焊接连接。

3.根据权利要求1所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述芯线(10)的材料为无氧铜圆铜线。

4.根据权利要求1所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述导体(27)包括有用于发热的发热导体(21)和用于连接芯线(10)的引接电缆导体(20)，所述发热导体(21)与引接电缆导体(20)串联连接。

5.根据权利要求4所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述发热导体(21)为多根并列设置的直立导体杆，在所有导体杆之间以及导体杆与所述金属护套之间填充并压实有矿物绝缘粉末，形成绝缘层(23)。

6.根据权利要求1所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述尾端(25)包括有导体接头(24)、尾端套管(26)、填充并压实的矿物绝缘粉末(29)及尾端封头(28)组成，所述尾端封头(28)的一端与尾端套管(26)连续环形焊接连接，另一端呈圆锥面或半球面。

7.根据权利要求1所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述钢管护套(13)和金属护套(22)均为冷拔无缝钢管。

8.根据权利要求1所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述绝缘层(11)的材料为聚四氟乙烯。

9.根据权利要求1所述的井下油层加热电缆，其特征在于，所述矿物质填料层(12)的材料为氧化镁或者玻璃丝纤维带。

技术总结
本实用新型公开了一种井下油层加热电缆，其包括有钢管护套电缆、与所述钢管护套电缆一端固定连接并形成电气连接的加热器；所述钢管护套电缆包括有两根或两根以上的芯线、绝缘层、矿物质填料层及钢管护套，所述绝缘层、矿物质填料层依次包覆在每根芯线的外侧表面，两根或两根以上的芯线连同所述绝缘层、矿物质填料层一起并列穿入所述钢管护套内；加热器包括有与钢管护套外径相同的金属护套，位于所述金属护套内部通电后发热的导体，用于密封连接所述金属护套并使所述导体形成电气连接的尾端；所述金属护套与钢管护套密封固定连接，导体与芯线电气连接。

技术研发人员：谷峰;李国勇;刘洋;李杨亮
受保护的技术使用者：辽宁华孚石油高科技股份有限公司
技术研发日：2019.12.12
技术公布日：2020.06.30