DE102007041983A1 - Method for operating an electrical heating arrangement - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizanordnung angegeben, bei dem eine Heizleitung (1) mit mindestens einem von einer bei hohen Temperaturen beständigen Isolierung umgebenen Heizleiter (2) verwendet wird. Um die Heizleitung (1) herum wird ein an der Isolierung (3) anliegendes Metallrohr (4) herumgeformt und die mit dem Metallrohr (4) ausgerüstete Heizleistung (1) wird in ein metallisches Rohr (5) mit einem gegenüber dem Metallrohr (4) größeren Durchmesser eingebracht, welches neben der Heizleitung (1) einen axial durchgehenden Freiraum (6) umschließt. In den Freiraum (6) wird ein denselben vollständig ausfüllendes, nicht brennbares Gas mit einer gegenüber Luft geringeren kinematischen Zähigkeit eingebracht, das ständig unter Druck gehalten wird.The invention relates to a method for operating an electrical heating arrangement, in which a heating line (1) is used with at least one heating conductor (2) surrounded by an insulation resistant to high temperatures. Around the heating pipe (1) around a fitting to the insulation (3) metal pipe (4) is formed around and equipped with the metal tube (4) heating power (1) is in a metallic tube (5) with respect to the metal tube (4) introduced larger diameter, which in addition to the heating line (1) encloses an axially continuous space (6). In the free space (6) is introduced a same completely filling, non-combustible gas with a lower kinematic viscosity compared to air, which is constantly kept under pressure.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizanordnung großer Länge unter Verwendung einer Heizleitung mit mindestens einem von einer bei hohen Temperaturen beständigen Isolierung umgebenen Heizleiter.The The invention relates to a method for operating an electrical Heating arrangement large Length below Use of a heating cable with at least one of at high temperature resistant Insulation surrounded heating conductor.
Derartige Heizleitungen sind bekannt und auf dem Markt erhältlich. Ihre Heizleiter sind beispielsweise mit mineralischen oder keramischen Materialien umhüllt, die bei hohen Temperaturen beständig sind. Derartige Heizleitungen werden grundsätzlich dort eingesetzt, wo eine Beheizung mit hohen Temperaturen von beispielsweise bis zu 500°C erfolgen soll.such Heating cables are known and available on the market. Their heating conductors are For example, coated with mineral or ceramic materials, the resistant to high temperatures are. Such heating cables are basically used where a heating with high temperatures of for example up to 500 ° C take place should.
Ein spezielles Einsatzgebiet von Heizleitungen für sehr hohe Temperaturen ist die Erdölexploration aus Erdölvorräten, in denen das Erdöl zum Beispiel in porösem Gestein, in Sand oder in Schiefer gebunden ist. Solche Erdölvorräte befinden sich in etwa 300 m Tiefe im Erdboden. Sie erstrecken sich in dieser Tiefe großflächig. Zur Förderung des Erdöls werden daher nicht nur vertikal verlaufende Bohrungen gesetzt, sondern dieselben werden im Erdboden über große Strecken von beispielsweise 600 m weitergeführt. Um das Erdöl aus diesen Vorräten in konventioneller Technik möglichst vollständig abpumpen zu können, muß es durch Erwärmung des umgebenden Erdreichs oder Gesteins in einen ausreichend dünnflüssigen Zustand gebracht werden.One special application of heating cables for very high temperatures the oil exploration from oil stocks, in which the oil for example in porous Rock, tied in sand or in slate. Such oil supplies are located at about 300 m depth in the ground. They extend in this Deep large area. to advancement of petroleum therefore not only set vertical holes, but they are going over in the ground size Routes continued for example 600 m. To get the oil out of these inventories as far as possible in conventional technology Completely to be able to pump it must by heating of the surrounding soil or rock in a sufficiently fluid state to be brought.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer elektrischen Heizanordnung anzugeben, mit dem es möglich ist, auch tiefer gelegene Bereiche der Erdoberfläche mit hohem Wirkungsgrad zu erwärmen.Of the Invention is based on the object, a method for operating indicate an electrical heating arrangement with which it is possible also lower-lying areas of the earth's surface with high efficiency to warm up.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs geschilderten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
- – daß um die Heizleitung herum ein an der Isolierung anliegendes Metallrohr herumgeformt wird,
- – daß die mit dem Metallrohr ausgerüstete Heizleitung in ein metallisches Rohr mit einem gegenüber dem Metallrohr größeren Durchmesser eingebracht wird, welches neben der Heizleitung einen axial durchgehenden Freiraum umschließt, und
- – daß im Betriebsfall in den Freiraum ein denselben vollständig ausfüllendes, nicht brennbares Gas mit einer gegenüber Luft geringeren kinematischen Zähigkeit eingebracht wird, das ständig unter Druck gehalten wird.
- That around the heating line around a voltage applied to the insulation metal tube is formed,
- - That equipped with the metal tube heating cable is inserted into a metallic tube with a relation to the metal tube larger diameter, which encloses an axially continuous space in addition to the heating line, and
- - That during operation in the free space a same completely fills, non-combustible gas is introduced with respect to air lower kinematic viscosity, which is constantly under pressure.
Untere „Luft" ist dabei, das an der Erdoberfläche vorhandene Gasgemisch zu verstehen, mit 77% Stickstoff, etwa 21% Sauerstoff und etwa 2% Restmengen.Lower "air" is about to do that the earth's surface existing gas mixture, with 77% nitrogen, about 21% Oxygen and about 2% residues.
Das äußere metallische Rohr dient als Schutz für die Heizleitung gegenüber dem zu fördernden Öl und anderen aggressiven Medien, welche zu einer Korrosion des Metallrohrs der Heizleitung führen könnten. Die von der Heizleitung erzeugte Wärme (Hitze) von bis zu 1000°C soll möglichst vollständig auf das äußere metallische Rohr übertragen werden, damit die gewünschte Erwärmung des zu fördernden Öls erreicht wird.The outer metallic one Pipe serves as protection for the heating line opposite the oil to be pumped and others aggressive media, which leads to corrosion of the metal tube of Lead heating cable could. The heat generated by the heating cable (heat) of up to 1000 ° C should as possible Completely on the outer metallic Transfer tube be so desired warming achieved the oil to be pumped becomes.
Mit diesem Verfahren wird die von der Heizleitung erzeugte Wärme mit hohem Wirkungsgrad durch einen optimalen Wärmeübergang auf das äußere metallische Rohr übertragen, das in Montageposition in direktem Kontakt mit dem zu erwärmenden Erdreich bzw. Gestein steht. Dieser wesentliche Vorteil wird durch das im Freiraum befindliche Gas mit der niedrigen kinematischen Zähigkeit erreicht, durch welches der Wärmeübergang durch Konvektion zwischen dem Metallrohr der Heizleitung und dem äußeren metallischen Rohr wesentlich erhöht wird. Dadurch werden das metallische Rohr und damit auch dessen Umgebung entsprechend stärker erwärmt. Im Bereich des metallischen Rohres befindliches Erdöl wird dadurch so erwärmt, daß es dünnflüssig wird und leichter abgepumpt werden kann.With This method is the heat generated by the heating cable with high efficiency through optimal heat transfer to the outer metallic Transfer pipe, in the mounting position in direct contact with the to be heated Soil or rock is. This essential advantage is due the open-space gas with the low kinematic toughness reached, through which the heat transfer by convection between the metal tube of the heating cable and the outer metallic Tube significantly increased becomes. As a result, the metallic tube and thus also its Environment accordingly stronger heated. In the area of the metallic tube oil is thereby so heated, that it becomes fluid and easier to pump out.
Die Strahlung als weiterer Anteil des Wärmeübergangs zwischen dem Metallrohr der Heizleitung und dem äußeren metallischen Rohr kann durch eine Aufrauhung der äußeren Oberfläche des Metallrohrs erhöht werden, indem dasselbe beispielsweise einer Sandstrahlung unterzogen wird. Diese Maßnahme führt zu einer weiter verbesserten Übertragung der von der Heizleitung erzeugten Wärme auf das äußere metallische Rohr.The Radiation as a further proportion of the heat transfer between the metal tube the heating cable and the outer metallic Pipe can be obtained by roughening the outer surface of the pipe Metal tube increases by, for example, subjecting it to sandblasting becomes. This measure leads to a further improved transmission the heat generated by the heating cable to the outer metallic Pipe.
Vorzugsweise wird als Gas ein inertes Gas, wie Argon, eingesetzt. Das bringt den weiteren Vorteil, daß Korrosion in dem vom metallischen Rohr umschlossenen Raum nicht auftreten kann, so daß die Materialauswahl für das Metallrohr der Heizleitung unkritisch ist.Preferably is used as a gas, an inert gas such as argon. That brings the further advantage that corrosion do not occur in the space enclosed by the metallic tube can, so that the Material selection for the metal tube of the heating line is not critical.
Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert.The Method according to the invention will be described with reference to the drawings as an embodiment explained.
Es zeigen:It demonstrate:
In
den
Über der
Isolierung
Die
Heizleitung
Zur
Heizanordnung gehört
auch ein metallisches Röhrchen
Für die Beheizung
eines tief im Erdreich
Der
Druck, mit dem das Gas in das Röhrchen
Das
in den Freiraum
Mit
besonderem Vorteil wird als Gas ein inertes Gas eingesetzt, wie
beispielsweise und vorzugsweise Argon, mit einer kinematischen Zähigkeit
von 72,62 × 10–6 m2/sec. Durch Argon als im Freiraum
Der
Wärmeübergang
zwischen dem Metallrohr
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