[實(shí)用新型]一種井下流體電加熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820565947.0
• 申請(qǐng)日: 2018-04-20
• 公開（公告）號(hào): CN208168849U
• 公開（公告）日: 2018-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王振東;郭威;孫友宏;李強(qiáng);鄧孫華;張鵬宇;趙帥;陳強(qiáng);劉召
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): E21B36/04
• 分類號(hào): E21B36/04
• 代理公司: 長(zhǎng)春市四環(huán)專利事務(wù)所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

本實(shí)用新型公開了一種井下流體電加熱器，包括殼體、中心管、連續(xù)螺旋折流板、加熱棒、電渦流線圈、絕緣層、密封罩、接線盒和單向閥。本實(shí)用新型利用電渦流效應(yīng)間接加熱流體，通過將電渦流效應(yīng)和連續(xù)螺旋折流板換熱結(jié)構(gòu)相結(jié)合提高井下流體的加熱效率和加熱速率。加熱器在井下的運(yùn)行過程中，通過改變輸入電流實(shí)現(xiàn)加熱器出口的二級(jí)聯(lián)動(dòng)密封，能有效避免井下流體回流至加熱器中。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種井下流體電加熱器，涉及油頁(yè)巖、重油、稠油、油砂、天然氣水合物等非常規(guī)能源領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)前地下烴類資源的利用技術(shù)分為地表利用技術(shù)和原位轉(zhuǎn)化技術(shù)。地表利用技術(shù)是目前相對(duì)成熟的地下烴類資源開發(fā)技術(shù)，但地表利用技術(shù)存在采礦成本高；大氣及地下水污染大，用水量大；不適合深部烴類資源開采等缺點(diǎn)。原位轉(zhuǎn)化技術(shù)是指對(duì)地下烴類礦層進(jìn)行原位熱處理，使地下烴類資源熱解。原位轉(zhuǎn)化技術(shù)具有不破壞地表，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，適合深部烴類資源開發(fā)等優(yōu)點(diǎn)。

原位轉(zhuǎn)化加熱方法有熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射三種。熱傳導(dǎo)加熱方法是將電阻加熱器置于井眼中直接加熱目標(biāo)層，如美國(guó)專利US2548360描述了一種置于井眼粘性油中的電加熱元件，該加熱元件將粘性油加熱并稀釋，使油的粘度降低，從而將其泵至地表；專利CN1676870A描述了一種對(duì)流加熱方法，該實(shí)用新型將高溫蒸汽注入油頁(yè)巖層，使干酪根裂解為頁(yè)巖油氣；美國(guó)專利 US6023554描述了一種位于套管中的電加熱元件，該加熱元件通過熱輻射加熱套管，并通過套管加熱填充在套管與地層之間的填料，進(jìn)而加熱油頁(yè)巖層。

由于地下烴類資源的導(dǎo)熱系數(shù)較低，單一的熱傳導(dǎo)和熱輻射方式存在加熱速度慢，效率低的問題，而上述對(duì)流加熱技術(shù)中高溫流體與油頁(yè)巖層的接觸面積大，對(duì)流換熱面積大，能更快的加熱油頁(yè)巖層。中國(guó)專利：CN1676870A，其中的高溫流體產(chǎn)生部位在地表，存在沿程熱損失大，不適用深部油頁(yè)巖開發(fā)的問題。

井下加熱地下烴類礦層，不存在從地面到烴類礦層的熱損失，提高了能量利用率。中國(guó)專利：CN106304446A，其中的井內(nèi)流體電加熱器出口僅單一的利用彈簧力作為單向閥的緊固力，彈簧在長(zhǎng)期的高溫工況下彈性衰減嚴(yán)重，存在不能達(dá)到密封效果的問題。將電渦流效應(yīng)和連續(xù)螺旋折流板結(jié)構(gòu)相結(jié)合，不僅可以提高井下流體加熱器的加熱速率，同時(shí)通過改變電流，還能有效的提高加熱器出口的密封性，防止井下流體回流腐蝕加熱器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種新型井下流體電加熱器，解決現(xiàn)有井下加熱器加熱速率低，流體壓力損失大，加熱器出口密封效果差等問題。

本實(shí)用新型由殼體、中心管、連續(xù)螺旋折流板、加熱棒、電渦流線圈、絕緣層、密封罩、接線盒、單向閥組成。

所述殼體上部設(shè)置有錐形內(nèi)螺紋，用于與中心管連接，并起密封作用；錐形內(nèi)螺紋外側(cè)開有動(dòng)力線孔，用于穿過動(dòng)力線。錐形內(nèi)螺紋下部設(shè)置有一臺(tái)階，用于放置墊片，對(duì)殼體與中心管的連接處進(jìn)行密封。所述殼體下部設(shè)置有錐形外螺紋，用于與單向閥連接；所述殼體下部設(shè)置有錐形孔，用于與上閥體配合密封加熱器出口，防止井下流體回流。

所述中心管上部設(shè)置有錐形內(nèi)螺紋，用于與外接工具連接，方便下入加熱器。錐形內(nèi)螺紋下端凸臺(tái)外緣設(shè)置有錐形外螺紋，用于與殼體連接。在中心管凸臺(tái)下部圓周方向設(shè)置有六個(gè)注氣孔，用于向加熱器中注入井下流體。中心管注氣孔下部為實(shí)心管柱，實(shí)心管柱用于在加熱流體時(shí)強(qiáng)化電渦流效應(yīng)，以及線圈通入直流電時(shí)，強(qiáng)化中心管的磁性，提高中心管吸引上閥體的可靠性，進(jìn)而提高單向閥的動(dòng)作可靠性。

所述連續(xù)螺旋折流板與中心管焊接在一起，連續(xù)螺旋折流板由折流板單體焊接為一個(gè)整體。通過將連續(xù)螺旋折流板拆分為折流板單體，可提高連續(xù)螺旋折流板的制造精度，同時(shí)降低加熱器的安裝難度。

所述加熱棒穿過連續(xù)螺旋折流板，并與連續(xù)螺旋折流板焊接在一起，加熱棒為實(shí)心。

電渦流線圈纏繞在殼體外側(cè)，放置在殼體和密封罩之間，電渦流線圈為耐高溫勵(lì)磁線圈。