[發(fā)明專利]一種用于加熱地層水的浸沒式水平井電加熱器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110330593.8
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN112855079B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 于文英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京紅藍(lán)黑能源科技有限公司
• 主分類號(hào): E21B36/04
• 分類號(hào): E21B36/04;E21B43/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于加熱地層水的浸沒式水平井電加熱器，其特征是，置于地層水中的水平井電加熱器，其主體結(jié)構(gòu)包含割縫篩管（6）、隔熱板（4）、密封板（5）、鐵棒（1）、加熱線圈（2）、隔熱板支柱（7）、加熱線圈支架（3）、隔熱層（8）以及隔熱板上表面隔熱層（9），

還包括α角結(jié)構(gòu)，α角底邊與篩管水平直徑吻合，與水界面平行，α角斜角邊斜向上與所述割縫篩管相交形成斜交線（12），所述斜交線為割縫篩管的分界線，所述割縫篩管分界線以上不包含α角一側(cè)為割縫篩管割縫區(qū)，所述割縫篩管分界線以下包含α角一側(cè)為割縫篩管不割縫區(qū)；

根據(jù)h_井深與r的關(guān)系，確定α=arctan(h_井深/r) ，arctan[h_井深/(h_o+h_井深)]≤α≤arctan(h_井深/r_min)；

其中，h_井深為加熱水平井水平段距上覆地層底面距離，r為加熱水平井水平段之間的排距，r_min≤r≤(h_o+h_井深)，r_min為加熱水平井水平段最小排距，h_o為被加熱上覆地層厚度；

割縫篩管下半管外側(cè)附防水的隔熱層（8）, 設(shè)置在所述包含α角的割縫篩管不割縫區(qū)外側(cè)；

割縫篩管下半管內(nèi)側(cè)固定三條具有隔熱功能的延水平井水平段縱向排列的隔熱板支柱(7)；

隔熱板（4）放置于隔熱板支柱（7）上，與所述割縫篩管呈同心圓形，水平直徑上方與所述割縫篩管分界處彎曲連接；

隔熱板上表面附反光隔熱層；

所述密封板（5），具有隔熱性，將所述隔熱板與所述割縫篩管兩端不割縫區(qū)密封，內(nèi)部抽真空；

隔熱板（4）上附垂直水平井段的具防水、隔熱功能的加熱線圈支架（3）；

加熱線圈（2）及其中間的鐵棒（1）放置在加熱線圈支架（3）上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于加熱地層水的浸沒式水平井電加熱器，其特征是，水平井電加熱器設(shè)計(jì)核心思想是：

阻止熱能向加熱水平井所在平面下方傳遞；

改變熱能輻射方向，將熱能向上方匯聚，形成一束，集中指向欲熱上覆地層；

漸次加熱地層水，減少地層水預(yù)熱時(shí)間及地層水熱能損耗；

適應(yīng)單枝水平井或多分枝水平井。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于加熱地層水的浸沒式水平井電加熱器，其特征是，

篩管結(jié)構(gòu)中α角底邊與篩管水平直徑一致，與水界面平行；

篩管α角結(jié)構(gòu)及篩管下部隔熱裝置的設(shè)計(jì)，將加熱線圈熱輻射直接限制在(π-2α)角度范圍內(nèi)，以2r為底邊，h_井深為高度的三棱柱水體及上覆地層內(nèi)，減少的熱損失至少占比1/2總熱能；

通過α角設(shè)計(jì)，(π-2α)角度范圍內(nèi)水體優(yōu)先加熱，α范圍內(nèi)的水體漸次補(bǔ)充(π-2α)角度范圍內(nèi)蒸發(fā)掉的水體；

α范圍內(nèi)的水體漸次被加熱，減少地層水預(yù)熱時(shí)間及生產(chǎn)過程中的熱能損耗；

電磁鐵除水垢技術(shù)，節(jié)約電能及鐵氧體永久磁鐵成本；

加熱線圈在通直流電條件下形成的永久磁鐵，可再利用，創(chuàng)造新價(jià)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于加熱地層水的浸沒式水平井電加熱器，其特征是，

在鐵棒的外部纏繞與其功率相匹配的導(dǎo)電繞組；

通過滑變電阻調(diào)整線圈中電流大??；

線圈以串聯(lián)或并聯(lián)方式相互連接；

線圈連接方式為直接連接，或者以耐高溫水下電纜或?qū)Ь€連接；

水平井電加熱器必須置于水層內(nèi)距上覆地層界面h_井深處位置，不可露出水面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于加熱地層水的浸沒式水平井電加熱器，其特征是，

加熱線圈可通直流電或者交流電；

通交流電，線圈中的鐵棒用軟鐵棒；

通直流電，線圈中的鐵棒用含鐵鎳鈷的鋼棒。