Индукционный нагреватель

 

Изобретение относится к электронагревателям, применяемым при добыче вязкой и парафинистой нефти из скважины. Для повышения надежности и эффективности работы за счет улучшения теплоотдачи сердечник нагревателя, установленный в полости корпуса, выполнен полым. Индукционные катушки установлены между кожухом и корпусом с зазором относительно кожуха. Полость сердечника связана с полостью между корпусом и кожухом, что позволяет создать замкнутый конвекционный поток жидкости между сообщаемыми полостями. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к электронагревателям, применяемым при добыче вязкой и парафинистой нефти из скважин.

Известен индукционный нагреватель, включающий ферромагнитный корпус и кожух, между которыми размещены индукционные катушки. В этом нагревателе поток жидкости омывает как внутреннюю, так и внешнюю поверхности нагревателя за счет наличия в нем дополнительного наружного корпуса [1] .

Недостатком такого нагревателя является трудность размещения его в скважине и невозможность согласования его потребной мощности с габаритными размерами.

Известен также индукционный нагреватель, взятый за прототип, включающий корпус и ферромагнитный кожух с размещенными между ними индукционными катушками, и сердечник, установленный внутри корпуса. При таком выполнении нагревателя получается разрыв магнитной цепи. Протекая через этот разрыв, нагреваемая в процессе работы жидкость омагничивается, что предотвращает выделение солей и парафина на эксплуатационном оборудовании [2] .

Однако, при такой конструкции нагреватель работает не на полную мощность. Часть тепла, вырабатываемого кожухом, уходит на нагревание электроизолирующей жидкости, заполняющей полость между кожухом и корпусом с размещенными в ней индукционными катушками, которые перегреваются и могут выйти из строя. Из-за этого потребляемую мощность приходится ограничивать, что дополнительно снижает возможную теплоотдачу нагревателя.

Цель изобретения - повышение надежности в работе нагревателя и его теплоотдачи.

Это достигается тем, что в индукционном нагревателе, включающем корпус и ферромагнитный кожух с размещенными между ними индукционными катушками, сердечник выполнен полым, причем в корпусе выполнены каналы, сообщающие полость сердечника с полостью, образованной корпусом и кожухом.

На чертеже показан предлагаемый нагреватель, общий вид.

Индукционный нагреватель включает корпус 1, стальной кожух 2, в полости 3 между которыми размещены индукционные катушки 4. Внутри корпуса размещен полый сердечник 5, сообщенный с полостью 3, образованной корпусом и кожухом, каналами 6. Нагреватель устанавливают на насосно-компрессорных трубах в скважине против продуктивного пласта и подводят к нему электроэнергию по кабелю 7. Полость 3 и внутренняя полость сердечника 5 заполнены электроизолирующей жидкостью, например трансформаторным маслом.

Сердечник выполнен из ферромагнитного материала, корпус - из немагнитного материала.

При включении нагревателя электрический ток, проходящий по индукционным катушкам 4, создает электромагнитное поле, концентрирующееся в кожухе 2 и сердечнике 5, которые нагреваются образующимися в них вихревыми токами и отдают тепло омывающему их потоку отбираемой продукции скважин. При этом отбираемая продукция омагничивается магнитным потоком, образующимся в кольцевом зазоре между сердечником 5 и корпусом 1.

В работающем нагревателе нагревается и электроизолирующая жидкость. В предложенной конструкции нагревателя электроизолирующая жидкость заполняет полость между корпусом 1 и кожухом 2 и сообщенную с ней каналами 6 полость сердечника 5. Причем температура внутри сердечника, вся внешняя поверхность которого охлаждается потоком продукции скважины, ниже чем в полости между корпусом и кожухом с размещенными между ними индукционными катушками 4. Вследствие разности температур электроизолирующая жидкость, заполняющая полости, имеет и разную плотность, отчего возникает замкнутый конвекционный поток жидкости между сообщаемыми полостями. Конвекционный поток электроизолирующей жидкости перераспределяет выделяющееся тепло в нагревательных элементах, увеличивает поверхность теплосъема, отчего предотвращается перегрев и повышается срок службы электрических элементов и самого нагревателя, а также увеличивается и его теплоотдача. Предотвращение перегрева делает возможным и повышение потребляемой мощности, что также увеличивает теплоотдачу.

Эффект от действия нагревательного устройства, размещенного в скважине, зависит от количества выделяемой этим устройством тепловой энергии. С одной стороны, количество тепла, которое можно снять с нагревательного устройства, зависит от дебита скважины (чем больше дебит, тем больше теплосъем), а с другой, - от площади теплоотдающей поверхности. Чем больше тепла снимается с нагревателя, тем большее влияние оказывает тепловая обработка по длине лифта скважины.

При увеличении площади теплосъема уменьшается теплонапряженность отдельных элементов нагревателя.

Таким образом, предлагаемое решение увеличивает эффект тепловой обработки и увеличивает надежность и срок службы нагревателя. Одним из распространенных способов борьбы с отложениями парафина в подъемных трубах является промывка их растворителем, которая проводится с периодичностью 20. . . 30 сут. С применением предлагаемого нагревателя периодичность промывок может быть увеличена до 1 года. (56) Патент США N 2757739, кл. 166-61, 1955.

Авторское свидетельство СССР N 703635, кл. Е 21 B 43/24, 1979.

Формула изобретения

ИНДУКЦИОННЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ, включающий полый корпус, концентрично установленный относительно корпуса кожух, образующий с корпусом кольцевую полость, размещенные в ней индукционные катушки и установленный в полости корпуса сердечник, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности в работе за счет улучшения теплодатчика, сердечник выполнен полым, при этом индукционные катушки установлены относительно кожуха с зазором, а полость сердечника связана с кольцевой полостью между корпусом и кожухом.

РИСУНКИ

Рисунок 1