RU201194U1 - HEATER - Google Patents
HEATER Download PDFInfo
- Publication number
- RU201194U1 RU201194U1 RU2020125904U RU2020125904U RU201194U1 RU 201194 U1 RU201194 U1 RU 201194U1 RU 2020125904 U RU2020125904 U RU 2020125904U RU 2020125904 U RU2020125904 U RU 2020125904U RU 201194 U1 RU201194 U1 RU 201194U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heater
- heater according
- liquid
- thermoelectric
- steel
- Prior art date
Links
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 37
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 25
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 6
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 6
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 6
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 5
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 claims description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018125 Al-Si Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018520 Al—Si Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 claims description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 3
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 claims description 3
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 abstract description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 229910000669 Chrome steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 2
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001060 Gray iron Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000551 Silumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Abstract
Полезная модель «Подогреватель» относится к области нефтедобычи и может быть использована для теплового воздействия на призабойную зону, в том числе при эксплуатации скважин, дающих парафинистые, смолистые нефти.Полезная модель может быть использована и в других областях промышленности, сельского хозяйства, жилищно-коммунального хозяйства, транспорта, везде, где требуется прогрев оборудования, коммуникаций.Подогреватель содержит термоэлектрический электронагреватель, установленный в корпусе, который имеет перфорацию. Подогреватель снабжен системой подачи жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя. Система содержит дозатор, представляющий собой цилиндр, разделенный поршнем на две камеры. Одна камера гидравлически, через один обратный клапан, соединена с источником давления жидкости и через другой обратный клапан соединена с устройством разбрызгивания жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя. Другая камера гидравлически соединена с полостью, находящейся под перфорированным кожухом корпуса. Перфорация кожуха выполнена на его части вне зоны нахождения под ним устройства разбрызгивания жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя.Повышение эффективности разогрева массива скважины при снижении времени, необходимого на прогрев, недопущение коксообразования достигается за счет дополнительного дозированного воздействия на пласт паром, генерированным непосредственно в месте расположения пласта. Разогрев продукта происходит в "мягком" режиме, среда не перегревается и не теряет своих свойств. Использование промежуточного теплоносителя (воды, водных растворов гликолей) исключает коксообразование, перегрев вязких продуктов в контактных зонах.The utility model "Heater" refers to the field of oil production and can be used for thermal impact on the bottomhole zone, including during the operation of wells producing paraffinic, resinous oils. The utility model can be used in other areas of industry, agriculture, housing and communal services. economy, transport, wherever it is required to warm up equipment, communications. The heater contains a thermoelectric electric heater installed in a housing that has perforations. The heater is equipped with a system for supplying liquid to the surface of the thermoelectric heater. The system contains a dispenser, which is a cylinder divided by a piston into two chambers. One chamber is hydraulically, through one check valve, connected to the source of fluid pressure and through the other check valve is connected to a device for spraying liquid onto the surface of the thermoelectric heater. Another chamber is hydraulically connected to a cavity located under the perforated casing of the body. The perforation of the casing is made on its part outside the zone where the device for spraying liquid onto the surface of the thermoelectric heater is located underneath. ... The product is heated in a "soft" mode, the medium does not overheat and does not lose its properties. The use of an intermediate heat carrier (water, aqueous solutions of glycols) excludes coke formation, overheating of viscous products in the contact zones.
Description
Полезная модель относится к области нефтедобычи и может быть использована для теплового воздействия на призабойную зону, в том числе при эксплуатации скважин, дающих парафинистые, смолистые нефти.The utility model relates to the field of oil production and can be used for thermal impact on the bottomhole zone, including during the operation of wells producing paraffinic, resinous oils.
Также полезная модель может быть успешно применена на скважинах, эксплуатирующих пласты с тяжелой, маловязкой нефтью, или на скважинах, резко снизивших производительность из-за закупорки пор парафино-смолистыми отложениями.Also, the utility model can be successfully applied in wells operating reservoirs with heavy, low-viscosity oil, or in wells that have sharply reduced productivity due to clogging of pores with paraffin-resinous deposits.
Кроме того, в качестве погружного подогревателя полезная модель может быть использована для нагрева битума, минерального масла, мазута, дизельного топлива, иных нефтепродуктов, воды, любых других жидких сред. Подогреватель может использоваться в подземных резервуарах и емкостях, применяться для подогрева цистерн, в том числе железнодорожных, при очистке хранилищ легкозастывающих веществ.In addition, as an immersion heater, the utility model can be used to heat bitumen, mineral oil, fuel oil, diesel fuel, other oil products, water, and any other liquid media. The heater can be used in underground reservoirs and tanks, used for heating tanks, including railway ones, for cleaning storage facilities for light-freezing substances.
Таким образом, помимо области нефтедобычи полезная модель может быть использована и во многих других областях, промышленности, сельского хозяйства, жилищно-коммунального хозяйства, транспорта, везде где, требуется подогрев жидких сред, оборудования, коммуникаций.Thus, in addition to the field of oil production, the useful model can be used in many other areas, industry, agriculture, housing and communal services, transport, wherever heating of liquid media, equipment, communications is required.
При эксплуатации скважин, особенно при понижении температуры добываемой нефти происходит изменение фазового равновесия составляющих компонентов нефти. Уменьшается растворимость парафина и смол, что приводит к осаждению их в призабойной зоне, в подъемных трубах и на стенках скважин. Следствием закупорки пор является ухудшение фильтрационной способности пласта, соответственно, снижение продуктивности скважин.During the operation of wells, especially when the temperature of the produced oil decreases, the phase equilibrium of the constituent oil components changes. The solubility of paraffin and resins decreases, which leads to their deposition in the bottomhole zone, in risers and on the walls of wells. The consequence of pore clogging is a deterioration in the filtration capacity of the formation, respectively, a decrease in well productivity.
Прогрев призабойной зоны приводит к тому, что снижается вязкость нефти, отложения парафинов и смол в порах пласта, на стенках скважины, в трубах, фильтрах расплавляются и с потоком нефти выносятся на поверхность.The heating of the bottomhole zone leads to the fact that the viscosity of oil decreases, the deposits of paraffins and resins in the pores of the formation, on the walls of the well, in pipes, filters melt and are carried to the surface with the flow of oil.
Как правило, призабойную зону прогревают при помощи спускаемых в скважину на кабель-тросе глубинных электронагревателей, при помощи газонагревателей, нефтепродуктами, горячей нефтью, водой, паром, путем термохимического воздействия.As a rule, the bottomhole zone is heated with the help of deep electric heaters lowered into the well on a cable-rope, with the help of gas heaters, oil products, hot oil, water, steam, by means of thermochemical action.
Известен и принят за прототип глубинный электронагреватель (https://studopedia.ru/15_35432_teplovoe-vozdeystvie-na-prizaboynuyu-zonu-skvazhin.html).A deep electric heater is known and accepted as a prototype (https://studopedia.ru/15_35432_teplovoe-vozdeystvie-na-prizaboynuyu-zonu-skvazhin.html).
Глубинный электронагреватель содержит головку, клеммную полость, трубчатые электронагревательные элементы (ТЭН), перфорированный кожух.A deep electric heater contains a head, a terminal cavity, tubular electric heating elements (TEN), a perforated casing.
В головке электронагревателя размещено устройство для крепления бронекабеля. Головка соединена болтами с гидрофланцем.In the head of the electric heater there is a device for fastening the armored cable. The head is bolted to a hydraulic flange.
В гидрофланце расположены сальники, уплотняющие токоведущие жилы. Под гидрофланцем расположена клеммная полость, в которой размещены соединения токоведущих жил кабель-троса с контактными стержнями трубчатых электронагревательных элементов.In the hydraulic flange there are glands that seal the current-carrying conductors. A terminal cavity is located under the hydraulic flange, in which the connections of the current-carrying conductors of the cable-cable with the contact rods of the tubular electric heating elements are located.
Сборка нагревателя состоит из трех П-образных трубчатых нагревательных элементов, которые соединены с фланцем. Каждый нагревательный элемент представляет собой стальную трубку диаметром 17 мм, внутри которой запрессована спираль из нихромовой проволоки в кварцевом песке или плавленой окиси магния. Последние служат электрической изоляцией спирали от металлической трубки, а также являются проводниками тепла.The heater assembly consists of three U-shaped tubular heating elements that are connected to a flange. Each heating element is a steel tube with a diameter of 17 mm, inside which is pressed a spiral of nichrome wire in quartz sand or fused magnesium oxide. The latter serve as electrical insulation of the spiral from the metal tube, and are also heat conductors.
Снаружи ТЭН защищены от механических повреждений кожухом. В нижней части кожуха приварена муфта, в которую ввертывается карман для термометра. Электронагреватель предназначен для работы в скважинах с эксплуатационной колонной диаметром 146 мм и более. Наружный диаметр электронагревателя 112 мм, длина 3700 мм, масса 60 кг. Максимальная мощность электронагревателя 21 кВт, напряжение 380 В.Outside, the heating elements are protected from mechanical damage by a casing. In the lower part of the casing, a sleeve is welded into which a pocket for a thermometer is screwed. The electric heater is designed to operate in wells with a production casing with a diameter of 146 mm and more. Outside diameter of the electric heater 112 mm, length 3700 mm, weight 60 kg. The maximum power of the electric heater is 21 kW, the voltage is 380 V.
Недостатки устройства:Disadvantages of the device:
Для обеспечения взрывобезопасности, удельная поверхностная мощность, или удельная тепловая мощность (Watt Density) трубчатых электронагревательных элементов, рассчитывается исходя из физико-химических свойств нагреваемого легко-воспламеняемого вещества.To ensure explosion safety, the specific surface power, or specific thermal power (Watt Density) of tubular electric heating elements, is calculated based on the physicochemical properties of the heated highly flammable substance.
Также следует учитывать, что сырая нефть, мазут, дизельное топливо, битум, иной нефтепродукт при интенсивном нагреве начинает коксоваться (происходит крекинг нефтепродукта). Этого нельзя допускать во избежание появления на поверхности ТЭН нежелательного углеродистого слоя, который в свою очередь приводит к снижению теплоотдачи, увеличению времени нагрева и снижению КПД устройства в целом.It should also be borne in mind that crude oil, fuel oil, diesel fuel, bitumen, and other petroleum products begin to coke upon intense heating (cracking of the petroleum product occurs). This should not be allowed in order to avoid the appearance of an undesirable carbon layer on the surface of the heating element, which in turn leads to a decrease in heat transfer, an increase in heating time and a decrease in the efficiency of the device as a whole.
Производительность прототипа существенно ограничена свойствами нагреваемого легко-воспламеняемого вещества, и каким-либо средством борьбы с крекингом нефтепродукта прототип не снабжен. Следствием этого является увеличение времени необходимого на прогрев, а также коксообразование. Прототипом, прогрев проводится в течение 3-7 суток, соответственно, в течение этого времени эксплуатация скважины невозможна. После прогрева электронагреватель извлекают из скважины, спускают глубинный насос и пускают скважину в эксплуатацию.The productivity of the prototype is significantly limited by the properties of the heated flammable substance, and the prototype is not equipped with any means of combating the cracking of the petroleum product. The consequence of this is an increase in the time required for heating, as well as coke formation. By the prototype, heating is carried out for 3-7 days, respectively, during this time the well operation is impossible. After warming up, the electric heater is removed from the well, the submersible pump is lowered and the well is put into operation.
Известен способ паротепловой обработки призабойной зоны скважины, где теплоносителем выступает перегретый водяной пар.The known method of steam-thermal treatment of the bottomhole zone of the well, where the coolant is superheated water vapor.
В скважину, в течение определенного времени нагнетают водяной пар с помощью специально предназначенной для этого установки. После этого, для передачи тепла в глубь пласта устье скважины закрывают.For a certain time, water vapor is injected into the well using a specially designed installation. After that, the wellhead is closed to transfer heat deep into the formation.
Для получения от паротепловой обработки хороших результатов, в скважину, необходимо закачать не менее 1000 тонн пара. В зависимости от производительности (примерно 4 тонны в час) одной паро-генерирующей установки время на закачку составляет 10-12 суток. После этого, для того чтобы тепло от пара передалось в глубь пласта, скважину закрывают на 2-5 суток. Таким образом, эксплуатация скважины возможна только по истечении 10-17 суток.To obtain good results from steam-thermal treatment, at least 1000 tons of steam must be injected into the well. Depending on the capacity (approximately 4 tons per hour) of one steam generating unit, the injection time is 10-12 days. After that, in order for the heat from the steam to be transferred deep into the reservoir, the well is closed for 2-5 days. Thus, the well operation is possible only after 10-17 days.
Известно (US 2601626, Хикен Кент) способ и система для поставки тепловой энергии в скважину.It is known (US 2601626, Hicken Kent) a method and system for supplying heat energy to a well.
Генерирование энергии у устья скважины ведет к потерям энергии теплоносителя при его транспортировании в скважину.Energy generation at the wellhead leads to energy losses of the coolant during its transportation into the well.
Целью заявленной полезной модели является повышение эффективности разогрева массива скважины, снижение времени необходимого на прогрев, недопущение коксообразования.The purpose of the declared useful model is to increase the efficiency of heating the well massif, reduce the time required for heating, and prevent coke formation.
Задача достигается за счет смачивания ТЭН водой, а также дополнительного, дозированного воздействия на пласт паром, генерированным непосредственно в месте расположения пласта. Благодаря этому, разогрев продукта происходит в "мягком" режиме, среда не перегревается и не теряет своих свойств.The task is achieved by wetting the heating element with water, as well as additional, dosed exposure to the formation with steam generated directly at the location of the formation. Due to this, the product is heated in a "soft" mode, the medium does not overheat and does not lose its properties.
Использование промежуточного теплоносителя (воды, водных растворов гликолей) исключает коксообразование, перегрев вязких продуктов в контактных зонах.The use of an intermediate heat carrier (water, aqueous solutions of glycols) excludes coke formation, overheating of viscous products in the contact zones.
Задача достигается тем, что согласно полезной модели, подогреватель содержит термоэлектрический электронагреватель, установленный в корпусе, который имеет перфорацию, отличается тем, чтоThe task is achieved by the fact that according to the utility model, the heater contains a thermoelectric electric heater installed in a housing that has a perforation, characterized in that
подогреватель снабжен системой подачи жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя, система содержит дозатор, представляющий собой цилиндр, разделенный вытеснителем жидкости на две камеры, одна камера гидравлически, через один обратный клапан соединена с источником давления жидкости и, через другой обратный клапан соединена с устройством разбрызгивания жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя, другая камера гидравлически соединена с полостью находящейся под перфорированном кожухом корпуса, перфорация кожуха выполнена на его части вне зоны нахождения под ним устройства разбрызгивания жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя;the heater is equipped with a system for supplying liquid to the surface of the thermoelectric heater, the system contains a dispenser, which is a cylinder divided by a liquid displacer into two chambers, one chamber is hydraulically connected through one check valve to a source of fluid pressure and through another check valve is connected to a device for spraying liquid onto the surface of the thermoelectric heater, the other chamber is hydraulically connected to the cavity located under the perforated casing of the casing, the casing is perforated on its part outside the zone of the device for spraying liquid on the surface of the thermoelectric heater underneath;
корпус может быть выполнен цилиндрическим;the body can be cylindrical;
корпус может содержать три части: основную, головку, кожух с отверстиями (перфорированный);the body can contain three parts: the main part, the head, the casing with holes (perforated);
части корпуса могут быть соединены резьбовыми элементами;parts of the body can be connected by threaded elements;
полость головки может быть заполнена электроизоляционной жидкостью, например, жидким стеклом;the head cavity can be filled with an electrically insulating liquid, for example, water glass;
жидким стеклом может быть; водный щелочной раствор силикатов натрия Na2O(SiO2)n;liquid glass can be; an aqueous alkaline solution of sodium silicates Na 2 O (SiO 2 ) n ;
термоэлектрический электронагреватель может быть U-образный;thermoelectric electric heater can be U-shaped;
термоэлектрический электронагреватель может быть выполнен как сборка, содержащая два нагревательных элемента;a thermoelectric electric heater can be made as an assembly containing two heating elements;
в качестве вытеснителя жидкости может быть поршень;a piston can be used as a liquid displacer;
производительность системы подачи жидкости на поверхность нагревательного элемента (соответственно, объем впрыскиваемой жидкости) может быть рассчитана исходя из выражения баланса мощностей:the performance of the liquid supply system to the surface of the heating element (respectively, the volume of injected liquid) can be calculated based on the power balance expression:
Р×t=С×М,P × t = C × M,
где: Р - мощность нагревательного элемента; t - время; С - удельная теплота парообразования; М - масса жидкости;where: Р - power of the heating element; t is time; C - specific heat of vaporization; M is the mass of the liquid;
корпус может быть выполнен из стали; из коррозионно-стойкой стали; из хромистой стали; из стали 40X13;the body can be made of steel; made of corrosion-resistant steel; chrome steel; made of steel 40X13;
устройство разбрызгивания жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя выполнено из термостойких материалов; из жаростойкой стали; из хромистой стали ферритного класса; из стали 15X28;the device for spraying liquid onto the surface of the thermoelectric heater is made of heat-resistant materials; made of heat-resistant steel; made of ferritic chromium steel; made of steel 15X28;
цилиндр дозатора может быть изготовлен из коррозионно-стойкой стали; из хромистой стали; из стали 40X13;the dispenser cylinder can be made of corrosion-resistant steel; chrome steel; made of steel 40X13;
вытеснитель жидкости может быть изготовлен из алюминиевого сплава типа Al-Si;the liquid displacer can be made of an aluminum alloy of the Al-Si type;
вытеснитель жидкости может быть снабжен кольцевыми уплотнениями;the liquid displacer can be equipped with O-rings;
степень защиты герметичной части корпуса подогревателя от проникновения посторонних предметов и от проникновения воды может соответствовать IP69-K.the degree of protection of the sealed part of the heater casing against the ingress of foreign objects and water can correspond to IP69-K.
Подогреватель представлен:The heater is presented:
фиг. 1 - подогреватель в скважине;fig. 1 - heater in the well;
фиг. 2 - подогреватель в разрезе;fig. 2 - sectional heater;
фиг. 3 - система подачи жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя.fig. 3 - system for supplying liquid to the surface of the thermoelectric heater.
Для функционирования подогревателя необходимы (фиг. 1) источник электрического питания 1 и источник давления жидкости, например, насосная станция 2 (насос 2). Источник электрического питания и источник давления жидкости могут быть расположены у устья скважины, а подогреватель с ними связан, соответственно, электрическим кабелем 3, при этом, возможно через разъемный узел 4, и трубопроводом 5, также возможно через свой разъемный узел. Подогреватель может быть установлен вертикально, горизонтально, под наклоном.For the operation of the heater, (Fig. 1) an
Сам подогреватель содержит:The heater itself contains:
корпус, предпочтительно выполнен цилиндрическим, может содержать одну или несколько соединенных частей. Части могут быть соединены винтами, болтами, на резьбовых шпильках, другими резьбовыми элементами.the body, which is preferably cylindrical, may contain one or more connected parts. Parts can be connected with screws, bolts, threaded rods, and other threaded elements.
На фиг. 2 показан подогреватель скважинный, корпус которого содержит три части: основную 6 (или среднюю), головку 7, кожух 8 с отверстиями (перфорированный). Головка 7 со средней частью 6 соединена посредствам шпилек с резьбой, установленных в головке (или на средней части) и гаек.FIG. 2 shows a downhole heater, the body of which contains three parts: the main 6 (or middle), the head 7, the casing 8 with holes (perforated). The head 7 with the middle part 6 is connected by means of threaded pins installed in the head (or on the middle part) and nuts.
Головка 7 закрывает среднюю часть 6, а также предназначена для крепления за нее, возможно в том числе и тросом, подогревателя в подвешенном состоянии (для спуска в скважину, подъема из нее, при расположении в скважине). Для этого головка может быть снабжена скобой, кольцом, крюком или другим подобным элементом.The head 7 covers the middle part 6, and is also intended for attaching a suspended heater to it, possibly with a cable (for lowering into the well, lifting from it, when located in the well). For this, the head can be equipped with a bracket, ring, hook or other similar element.
В торце головки имеется отверстие для электрического кабеля, в самой головке имеется устройство для крепления электрического кабеля. Таким устройством может быть, например, прижимная пластина.At the end of the head there is a hole for the electric cable, in the head itself there is a device for fastening the electric cable. Such a device can be, for example, a pressure plate.
Для удобства доступа к полости головки, ее фланец с отверстием под электрический силовой кабель может быть съемным (закреплен винтами, болтами, шпильками с гайками, и т.п.). В самой головке имеется устройство для крепления электрического силового кабеля. Таким устройством может быть, например, прижимная пластина.For ease of access to the head cavity, its flange with a hole for the electric power cable can be removable (fixed with screws, bolts, studs with nuts, etc.). In the head itself there is a device for attaching an electrical power cable. Such a device can be, for example, a pressure plate.
При собранном подогревателе головка герметичная, герметично закрывает среднюю часть (могут использоваться уплотняющие манжеты, прокладки, герметизирующие пасты), полость головки предназначена для размещения в ней электрических разъемов, клемм.When the heater is assembled, the head is sealed, hermetically seals the middle part (sealing cuffs, gaskets, sealing pastes can be used), the head cavity is designed to accommodate electrical connectors and terminals.
Полость головки может быть заполнена электроизоляционным веществом (жидкостью), например, жидким стеклом. Представляет собой водный щелочной раствор силикатов натрия Na2O(SiO2)n, или калия K2O(SiO2)n., или лития. Электроизоляционная жидкость служит в качестве жидкой изоляции и теплоотводящей среды. При использовании электроизоляционной жидкости снижаются диэлектрические потери, также можно уменьшить размеры и металлоемкость подогревателя, силовых кабелей.The head cavity can be filled with an electrically insulating substance (liquid), for example, liquid glass. It is an aqueous alkaline solution of sodium silicates Na 2 O (SiO 2 ) n , or potassium K 2 O (SiO 2 ) n. , or lithium. The insulating liquid serves as a liquid insulation and heat-dissipating medium. When using an insulating fluid, dielectric losses are reduced, and the size and metal content of the heater and power cables can also be reduced.
На средней части 6 корпуса, на специально предназначенном для этого кронштейне или на фланце закреплен по меньшей мере один нагревательный элемент 9 (ТЭН) - термоэлектрический нагреватель, а также в средней части и на ней установлены компоненты системы подачи жидкости на его поверхность.On the middle part 6 of the body, on a specially designed bracket or on the flange, at least one heating element 9 (TEN) is fixed - a thermoelectric heater, as well as in the middle part and on it the components of the liquid supply system to its surface are installed.
Нагревательный элемент 9 может быть выполнен как сборка, содержащая несколько нагревательных элементов, предпочтительно не менее двух.The heating element 9 can be made as an assembly containing several heating elements, preferably at least two.
Средняя часть 6 выполнена герметичной.The middle part 6 is made sealed.
Со свободной стороны, средняя часть 6 корпуса и соответственно нагревательные элементы закрыты перфорированным кожухом 8, который защищает их от возможных механических повреждений.On the free side, the middle part 6 of the housing and, accordingly, the heating elements are covered with a perforated casing 8, which protects them from possible mechanical damage.
Перфорация кожуха представляет собой отверстия, выполненные на второй, дальней от основной (средней) части корпуса, половине кожуха.The casing perforations are holes made on the second half of the casing, farthest from the main (middle) part of the casing.
Таким образом, нагревательный элемент 9 закрыт как сплошной (не перфорированной) частью кожуха, так и перфорированной частью кожуха.Thus, the heating element 9 is covered by both the solid (non-perforated) part of the casing and the perforated part of the casing.
Кожух 8 и средняя часть 6 могут быть соединены при помощи резьбы, хомута, и т.п.The casing 8 and the middle part 6 can be connected by means of a thread, a clamp, or the like.
Нагревательный элемент или каждый нагревательный элемент в сборке таких элементов содержит металлическую трубку, например, стальную, внутри которой находится спираль из проволоки, выполненной из сплава никеля с хромом. Для защиты от контакта спирали с металлической стенкой трубки используется кварцевой песок или плавленая окись магния. Последние являются проводниками тепла и, служат электрической изоляцией спирали от металлической трубки. U, М, П, W, V - возможные формы для трубки нагревательного элемента, соответственно, и для нагревательного элемента.The heating element or each heating element in the assembly of such elements contains a metal tube, for example, steel, inside which there is a spiral of wire made of a nickel-chromium alloy. To protect against contact of the spiral with the metal wall of the tube, quartz sand or fused magnesium oxide is used. The latter are conductors of heat and serve as electrical insulation of the spiral from the metal tube. U, M, P, W, V - possible shapes for the tube of the heating element, respectively, and for the heating element.
Система подачи жидкости (фиг. 3) на поверхность термоэлектрического нагревателя 9 содержит дозатор, представляющий собой цилиндр 10, разделенный вытеснителем 11 жидкости на две камеры «А» и «Б». В качестве вытеснителя жидкости может быть поршень или плунжер.The system for supplying a liquid (Fig. 3) to the surface of the thermoelectric heater 9 contains a dispenser, which is a
Одна, камера «А» гидравлически (трубопроводом 12), через один обратный клапан 13 соединена с источником 2 давления жидкости и, через другой обратный клапан 14 соединена с устройством 15 разбрызгивания жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя.One, chamber "A", is hydraulically (by pipeline 12), through one
Другая, камера «Б» гидравлически соединена с полостью под кожухом 8. Эта полость является пространством отграниченным торцом основной (средней) части корпуса, внутренними поверхностями стенок кожуха 8, поверхностью термоэлектрического нагревателя 9 и поверхностью устройства 15 расположенных под кожухом 8.Another, chamber "B" is hydraulically connected to the cavity under the casing 8. This cavity is the space delimited by the end of the main (middle) part of the housing, the inner surfaces of the walls of the casing 8, the surface of the thermoelectric heater 9 and the surface of the
Рабочие циклы осуществляются в полостях, расположенных с обеих сторон поршня. Таким образом, дозатор является устройством двойного действия. Для уплотнения поршня в цилиндре, для улучшения отвода тепла от поршня, последний может быть снабжен по меньшей мере одним кольцом покрытым износостойким материалом.Working cycles are carried out in cavities located on both sides of the piston. Thus, the dispenser is a double-acting device. To seal the piston in the cylinder, to improve heat dissipation from the piston, the latter can be equipped with at least one ring coated with a wear-resistant material.
Устройство 15 представляет собой трубу, имеет по меньшей мере один диффузор 16, который может иметь рассекатель жидкости.The
Устройство 15 закреплено на средней части корпуса и своим участком с диффузором 16 выведено под кожух 8.The
Перфорация кожуха выполнена на второй, дальней от основной (средней) части корпуса половине кожухе, в зоне размещения под кожухом нагревательного элемента 9 и вне зоны размещения под кожухом разбрызгивающего устройства 15. То есть, разбрызгивающее устройство 15 находится под не перфорированной частью кожуха.The casing is perforated on the second half of the casing, farthest from the main (middle) part of the casing, in the area under the casing of the heating element 9 and outside the area under the casing of the
Материалы.Materials.
Для изготовления частей корпуса предпочтительна толстостенная цельнотянутая стальная труба.A thick-walled solid-drawn steel pipe is preferred for the body parts.
В качестве материалов для изготовления частей корпуса, крепежа, элементов подвески предпочтительны коррозионно-стойкие стали. Из них лучше подходят хромистые стали (мартенситные; мартенситно-ферритные. К этому виду относятся стали типа 30X13, 40X13 и т.д; ферритные, к этому виду относятся стали 400-й серии).Corrosion-resistant steels are preferred as materials for the manufacture of body parts, fasteners, and suspension elements. Of these, chromium steels are better suited (martensitic; martensitic-ferritic. This type includes steels of the type 30X13, 40X13, etc.; ferritic, this type includes steels of the 400 series).
Для изготовления устройства разбрызгивания жидкости на поверхность термоэлектрического нагревателя, компонентов, закрепляемых на нем, предпочтительны жаростойкие материалы, например, жаростойкие (окалино-стойкие) стали. Из них предпочтительны: хромистые стали ферритного класса, например, 15Х25Т, 15X28; хромоникелевые аустенитные стали, например, 10Х23Н18, 20Х25Н20С2.For the manufacture of a device for spraying a liquid onto the surface of a thermoelectric heater, the components attached to it, heat-resistant materials are preferred, for example, heat-resistant (scale-resistant) steels. Of these, preferred are: ferritic chromium steels, for example, 15X25T, 15X28; chromium-nickel austenitic steels, for example, 10X23H18, 20X25H20S2.
Материалы для изготовления деталей дозатора.Materials for the manufacture of dispenser parts.
Требования к материалам для изготовления вытеснителя жидкости (поршня, плунжера):Requirements for materials for the manufacture of a liquid displacer (piston, plunger):
высокая механическая прочность; малая плотность; теплостойкость, в том числе термоциклическая; хорошая теплопроводность; малый коэффициент линейного расширения (оптимально - совпадающий с таковым у гильзы); коррозионная/химическая стойкость; хорошие антифрикционные свойства, обеспечивающие ресурс.high mechanical strength; low density; heat resistance, including thermal cycling; good thermal conductivity; low coefficient of linear expansion (optimally coinciding with that of the liner); corrosion / chemical resistance; good antifriction properties providing a resource.
Для изготовления поршня (плунжера) могут быть использованы серый чугун, алюминиевые сплавы типа Al-Si (силумин), жаропрочная сталь (типа 20Х3МВФ или подобная).For the manufacture of a piston (plunger), gray cast iron, aluminum alloys of the Al-Si type (silumin), heat-resistant steel (type 20X3MVF or similar) can be used.
Для изготовления цилиндра (гильзы) могут быть использованы чугун, стали, в том числе коррозионно-стойкие, например, хромистые стали (мартенситные; мартенситно-ферритные. К этому виду относятся стали типа 30X13, 40X13 и т.д.).For the manufacture of a cylinder (liner) can be used cast iron, steel, including corrosion-resistant, for example, chromium steels (martensitic; martensitic-ferritic. This type includes steels such as 30X13, 40X13, etc.).
Степень защиты герметичной части корпуса подогревателя от проникновения посторонних предметов и от проникновения воды соответствует IP69-K.The degree of protection of the sealed part of the heater casing against the ingress of foreign objects and water is IP69-K.
Функционирование.Functioning.
Вода, под давлением Рн, величиной, не менее чем давление забоя, подается по трубопроводу 12 через клапан 13 в камеру "А" цилиндра 10. За счет этого происходит перемещение поршня (плунжера) 11 в сторону уменьшения камеры «Б» и, до упора в цилиндре 10. Объем камеры «А» увеличивается.Water, under pressure P n , with a value not less than the bottomhole pressure, is supplied through
В результате заполнения водой камеры «А» давление в ней возрастает до Рн, что приводит к открытию клапана 14. Через клапан 14, по трубопроводу 12 вода поступает в устройство 15 и через диффузор (-ры) 16 распрыскивается на поверхность нагревательного элемента 9.As a result of filling chamber "A" with water, the pressure in it increases to P n , which leads to the opening of valve 14. Through valve 14, through
Происходит испарение воды, при этом давление пара Рк в полости кожуха 8 возрастает до Рк>Рн.Evaporation of water occurs, while the vapor pressure Pk in the cavity of the casing 8 increases to Pk> Pn.
Под действием образованного в полости кожуха 8 пара под давлением Рк поршень 11 начинает смещаться назад, объем камеры «А» уменьшается, клапан 13 приводится в положение закрыт.Under the action of the steam formed in the cavity of the casing 8 under pressure Pk, the piston 11 begins to move backward, the volume of the chamber "A" decreases, the
Жидкость из камеры «А» подается по трубопроводу 12 и через устройство 15 наносится (впрыскивается) на нагревательный элемент 9.The liquid from the chamber "A" is fed through the
Наиболее высокая производительность системы подачи жидкости на поверхность нагревательного элемента (соответственно, объем впрыскиваемой жидкости) может быть рассчитана исходя из выражения баланса мощностей:The highest performance of the system for supplying liquid to the surface of the heating element (respectively, the volume of injected liquid) can be calculated based on the expression for the power balance:
P×t=С×М,P × t = C × M,
где: Р - мощность нагревательного элемента; t - время; С - удельная теплота парообразования; М - масса жидкости.where: Р - power of the heating element; t is time; C - specific heat of vaporization; M is the mass of the liquid.
Тогда масса жидкости для ее превращения в пар за 1 сек. определится как 
При таком соответствии, конструкция отвечает условию сохранения баланса мощностей между нагревательным элементом и теплотой парообразования, т.е. объем впрыскиваемой жидкости соответствует мощности нагревательного элемента.With this correspondence, the design meets the condition of maintaining the power balance between the heating element and the heat of vaporization, i.e. the volume of injected liquid corresponds to the power of the heating element.
При таком соответствии произойдет интенсивное парообразование под кожухом 8, а именно под его частью, выполненной без перфорации, то есть, под кожухом 8 в первой половине полости.With this correspondence, intense vaporization will occur under the casing 8, namely under its part made without perforation, that is, under the casing 8 in the first half of the cavity.
Далее, пар будет проходить во вторую, находящуюся под перфорированной частью кожуха 8 половину полости и, в итоге через перфорацию выходить в скважину. При этом пар, обтекая поверхности нагревательного элемента 9, нагревается дополнительно.Further, the steam will pass into the second half of the cavity located under the perforated part of the casing 8 and, as a result, exit through the perforation into the well. In this case, the steam, flowing around the surface of the heating element 9, heats up additionally.
С выходом пара в скважину, давление под кожухом 8 выровняется с давлением в скважине и процесс парообразования повторится.With the release of steam into the well, the pressure under the casing 8 will equalize with the pressure in the well and the vaporization process will be repeated.
Таким образом, количество подаваемой на поверхность нагревательного элемента 9 воды регулируется посредствам управления давлением, создаваемым питающим насосом, дозируется заданным объемом цилиндра 10, и определяется перемещением вытеснителя 11 жидкости под давлением пара образованного в полости кожуха 8.Thus, the amount of water supplied to the surface of the heating element 9 is controlled by controlling the pressure generated by the feed pump, metered by a predetermined volume of the
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125904U RU201194U1 (en) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | HEATER |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020125904U RU201194U1 (en) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | HEATER |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU201194U1 true RU201194U1 (en) | 2020-12-02 |
Family
ID=73727604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020125904U RU201194U1 (en) | 2020-08-04 | 2020-08-04 | HEATER |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU201194U1 (en) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1099183A1 (en) * | 1982-10-28 | 1984-06-23 | Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Steam generator |
| RU96113195A (en) * | 1996-07-02 | 1998-10-20 | А.И. Андросов | ELECTRIC STEAM GENERATOR |
| RU2129233C1 (en) * | 1996-07-02 | 1999-04-20 | Андросов Александр Иванович | Electrical steam generator |
| RU2324859C1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Electric steam generator |
| US20110226473A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Kaminsky Robert D | Deep Steam Injection Systems and Methods |
| US20150308248A1 (en) * | 2010-02-22 | 2015-10-29 | Dirk Diehl | Device and method for obtaining, especially in situ, a carbonaceous substance from an underground deposit |
| RU180684U1 (en) * | 2017-08-21 | 2018-06-21 | Виктор Иванович Вахов | Electric steam generator Vakhova V.I. |
| RU2680774C2 (en) * | 2017-08-21 | 2019-02-26 | Виктор Иванович Вахов | Vakhov electric steam generator (options) |
-
2020
- 2020-08-04 RU RU2020125904U patent/RU201194U1/en active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1099183A1 (en) * | 1982-10-28 | 1984-06-23 | Московское Ордена Ленина, Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Высшее Техническое Училище Им. Н.Э.Баумана | Steam generator |
| RU96113195A (en) * | 1996-07-02 | 1998-10-20 | А.И. Андросов | ELECTRIC STEAM GENERATOR |
| RU2129233C1 (en) * | 1996-07-02 | 1999-04-20 | Андросов Александр Иванович | Electrical steam generator |
| RU2324859C1 (en) * | 2006-12-04 | 2008-05-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Electric steam generator |
| US20150308248A1 (en) * | 2010-02-22 | 2015-10-29 | Dirk Diehl | Device and method for obtaining, especially in situ, a carbonaceous substance from an underground deposit |
| US20110226473A1 (en) * | 2010-03-18 | 2011-09-22 | Kaminsky Robert D | Deep Steam Injection Systems and Methods |
| RU180684U1 (en) * | 2017-08-21 | 2018-06-21 | Виктор Иванович Вахов | Electric steam generator Vakhova V.I. |
| RU2680774C2 (en) * | 2017-08-21 | 2019-02-26 | Виктор Иванович Вахов | Vakhov electric steam generator (options) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2932352A (en) | Liquid filled well heater | |
| US5539853A (en) | Downhole heating system with separate wiring cooling and heating chambers and gas flow therethrough | |
| NL192402C (en) | Fluid treatment device for the continuous treatment of liquid waste and heat exchanger therefor. | |
| US7581593B2 (en) | Apparatus for treating fluid streams | |
| WO2007117316A2 (en) | Improved down hole oil and gas well heating system and method for down hole heating of oil and gas wells | |
| EP1751394A2 (en) | Improved down hole oil and gas well heating system and method for down hole heating of oil and gas wells | |
| RU201194U1 (en) | HEATER | |
| US6681859B2 (en) | Downhole oil and gas well heating system and method | |
| Vynnykov et al. | Use of thermal and magnetic devices for prevention of asphaltene, resin, and wax deposits on oil equipment surfaces | |
| EP0271569A1 (en) | Downhole electric heating generator for producing steam or hot water | |
| US2836248A (en) | Well heater | |
| MX2012005922A (en) | Heater cable for tubing in shale type hydrocarbon production wells exposed to high pressures and wells with annular space flooded eventually or permanently or a combination of both. | |
| CN209767851U (en) | Special-shaped body heater | |
| RU2563510C1 (en) | Bottom-hole heater and method for improvement of oil recovery using it | |
| US2732070A (en) | Systems for treating oil well emulsion streams | |
| US3386512A (en) | Method for insulating oil wells | |
| KR19990054160A (en) | Fluid heating electric boiler using ion kinetic energy | |
| WO2022037751A1 (en) | Downhole electric steam generator with heating elements | |
| KR20100020159A (en) | Heating vessel for warm water | |
| RU174286U1 (en) | BOILER HEATING BOILER | |
| RU2704176C1 (en) | Cleaning method of tubing scraper from freezing in lubricator | |
| RU221691U1 (en) | Check valve heating device | |
| CN205678894U (en) | A kind of condensate Indirect Electro heater | |
| CN207688095U (en) | A kind of steam generator of oil exploitation | |
| RU2726702C1 (en) | Ultra-supercritical working agent generator |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD9K | Change of name of utility model owner |