專(zhuān)利名稱(chēng)：采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)熱電纜，特別是涉及一種稠油及高凝油開(kāi)采專(zhuān)用的采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜。
背景技術(shù)：
稠油及高凝油開(kāi)采時(shí)必須采用專(zhuān)用加熱電纜，以便提高原油的流動(dòng)性。目前，廣泛采用的發(fā)熱電纜是一種中頻發(fā)熱電纜，俗稱(chēng)銅芯鐵鎧電纜。電纜的中芯是銅，外皮是鐵鎧， 銅芯與鐵鎧外皮之間有絕緣層。將銅芯鐵鎧電纜放入空心抽油桿內(nèi)，在電纜的下端將銅芯與鐵鎧短接，使銅芯與鐵鎧構(gòu)成一條導(dǎo)電回路。當(dāng)發(fā)熱電纜施加頻率500Hz 1000Hz、電壓1200V左右的中頻電壓時(shí)，發(fā)熱電纜中便會(huì)流過(guò)同頻率電流。由于趨膚效應(yīng)，鐵鎧電阻增大，從而產(chǎn)生電阻發(fā)熱。改變供電頻率，可以改變鐵鎧的電阻，從而改變鐵鎧的發(fā)熱量。由于發(fā)熱原理及電纜構(gòu)造的限制，這種中頻發(fā)熱存在以下問(wèn)題1、必須裝配大功率中頻變壓器。由于中頻電纜的整體電阻較大，為了提供必要的負(fù)載電流，需要中頻變壓器為中頻電纜提供足夠高的供電電壓。由于變壓器的工作頻率較高，使得變壓器的損耗增大， 從而一定程度上降低了發(fā)熱電纜的整體發(fā)熱效率，同時(shí)也增加了設(shè)備體積、重量和成本； 2、發(fā)熱電纜自重大，1000米將近1.5噸。在采油過(guò)程中，發(fā)熱電纜隨泵體和抽油桿由電機(jī)拖動(dòng)做上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。發(fā)熱電纜的自重越高，對(duì)電機(jī)的功率要求也就越高，同時(shí)也增加了電機(jī)消耗的電能；3、為了使得中頻發(fā)熱電纜的安裝成為可能，結(jié)構(gòu)尺寸上，中頻發(fā)熱電纜的外徑必須小于空心抽油桿的內(nèi)徑，即發(fā)熱電纜的外表面與空心抽油桿的內(nèi)表面存在間隙，嚴(yán)重影響發(fā)熱電纜向抽油桿的傳熱效果，使得發(fā)熱電纜內(nèi)部溫度非常高，容易造成發(fā)熱電纜絕緣老化，降低發(fā)熱電纜的絕緣性能。
發(fā)明內(nèi)容為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜，其目的在于采用碳纖維作為發(fā)熱體，可以提高發(fā)熱電纜的電熱轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)；使發(fā)熱電纜具有熱膨脹特性，可以提高發(fā)熱電纜與空心抽油桿的熱傳導(dǎo)能力，避免發(fā)熱電纜內(nèi)部的溫度過(guò)高損壞絕緣，延長(zhǎng)發(fā)熱電纜的使用壽命；簡(jiǎn)化發(fā)熱電纜供電設(shè)備，采用無(wú)供電變壓器結(jié)構(gòu)。為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜，其結(jié)構(gòu)如下芯部是骨架；骨架上鑲嵌有碳纖維發(fā)熱線(xiàn)，骨架的外部包設(shè)一層與骨架材料相同的防護(hù)層，防護(hù)層外包設(shè)鋼鎧防護(hù)結(jié)構(gòu)。所述的碳纖維發(fā)熱線(xiàn)沿著骨架外圓周均勻分布。由于采用上述結(jié)構(gòu)，使得本實(shí)用新型發(fā)熱電纜具有如下優(yōu)點(diǎn)和效果1、發(fā)熱體采用新型碳纖維發(fā)熱電纜，其重量輕，在加熱溫度范圍內(nèi)不發(fā)生氧化；2、不需要任何電源變壓器，從而大大地減輕了設(shè)備的體積和重量，降低了設(shè)備成本，由于不存在變壓器的能耗，也提高了發(fā)熱效率；[0011]3、采用了新型發(fā)熱體和結(jié)構(gòu)，減輕了電纜的重量，從而減輕了抽油系統(tǒng)電機(jī)的功率要求，也在一定程度上提高了加熱系統(tǒng)的發(fā)熱效率。4、電纜的內(nèi)骨架和外護(hù)套采用熱膨脹材料，當(dāng)電纜發(fā)熱后會(huì)膨脹變粗，使發(fā)熱電纜的外表面與空心抽油桿的內(nèi)壁無(wú)間隙接觸，從而有利于發(fā)熱電纜與抽油桿之間熱能的傳遞；避免發(fā)熱電纜內(nèi)部的溫度過(guò)高損壞絕緣，延長(zhǎng)發(fā)熱電纜的使用壽命；5、采用碳纖維作為發(fā)熱體，可以提高發(fā)熱電纜的電熱轉(zhuǎn)換效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)；6、簡(jiǎn)化發(fā)熱電纜供電設(shè)備，采用無(wú)供電變壓器結(jié)構(gòu)。
圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1、骨架；2、碳纖維發(fā)熱線(xiàn)；3、外防護(hù)層。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不受實(shí)施例所限。如圖1所示，本實(shí)用新型采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜，其結(jié)構(gòu)如下芯部是由具有熱膨脹、導(dǎo)熱、絕緣、耐高溫特性的材料制成的骨架1 ；骨架1上鑲嵌碳纖維發(fā)熱線(xiàn)2，碳纖維發(fā)熱線(xiàn)2沿著骨架1外圓周均勻分布；骨架1的外面包設(shè)一層防護(hù)層3，防護(hù)層3也是由具有熱膨脹、導(dǎo)熱、絕緣、耐高溫特性的材料制成；防護(hù)層3外包設(shè)鋼鎧防護(hù)結(jié)構(gòu)。上述的發(fā)熱電纜與抽油桿無(wú)間隙結(jié)構(gòu)。骨架要求遇熱膨脹、遇冷收縮、耐高溫，并且具有良好的絕緣性能和良好的導(dǎo)熱性能。骨架不僅對(duì)碳纖維起支撐固定作用，同時(shí)還能使碳纖維之間絕緣。骨架良好的導(dǎo)熱性能可以使碳纖維發(fā)出的熱量均勻地分布在電纜內(nèi)部的各個(gè)地方。碳纖維是發(fā)熱體。防護(hù)層使碳纖維與抽油桿相互絕緣。防護(hù)層還能對(duì)電纜內(nèi)部的碳纖維起保護(hù)作用，防止外部物體將碳纖維碰傷，同時(shí)也防止油、水等進(jìn)入電纜內(nèi)部。
權(quán)利要求1.采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜，其特征在于結(jié)構(gòu)如下芯部是骨架；骨架上鑲嵌有碳纖維發(fā)熱線(xiàn)，骨架的外部包設(shè)一層與骨架材料相同的防護(hù)層，防護(hù)層外包設(shè)鋼鎧防護(hù)結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜，其特征在于所述的碳纖維發(fā)熱線(xiàn)沿著骨架外圓周均勻分布。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種采油專(zhuān)用電加熱變形碳纖維電纜，其結(jié)構(gòu)如下芯部是骨架；骨架上鑲嵌有碳纖維發(fā)熱線(xiàn)，骨架的外部包設(shè)一層與骨架材料相同的防護(hù)層，防護(hù)層外包設(shè)鋼鎧防護(hù)結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)效果發(fā)熱電纜的電熱轉(zhuǎn)換效率高，消耗相同的電能，可以發(fā)出更多的熱量；發(fā)熱電纜遇熱膨脹，能夠提高發(fā)熱電纜與空心抽油桿的熱傳導(dǎo)能力，避免發(fā)熱電纜內(nèi)部的溫度過(guò)高損壞絕緣，延長(zhǎng)發(fā)熱電纜的使用壽命；電纜的重量輕，只有傳統(tǒng)中頻加熱電纜重量的一半左右，節(jié)能效果也十分顯著。
文檔編號(hào)H05B3/56GK202004992SQ20112005215
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月2日
發(fā)明者孫鵬, 宗振鵬, 李治, 王正 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)共創(chuàng)科技有限公司