Электрический нагреватель Советский патент 1990 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к нефтяной 5 промышленности и может быть использовано для ликвидации парафиногидрат- ных пробок в насосно-компрессорных трубах (НКТ) эксплуатационных скважин.

Цель изобретения - повышение эф- 20 фективности разрушения парафиногид- ратных пробок в скважинах за счет перераспределения выделяющего тепла.

На чертеже изображена схема пред™ латаемого электрического нагревателя 25

Нагреватель содержит составной s из 1 двух частей, герметичный корпус 1, выполненный из материалов с различной теплопроводностью, который заполнен - электролитом 2, в последнем в проход- зо ных изоляторах 3 размещены электроды и (на чертеже показаны два эдектрода)„ В свободной от жидкости верхней части 5 корпуса 1 на электродах 4 расположен Катализатор 6. В верхней части 5 кор- 5 Пус 1 нагревателя соединен с узлом 7 Кабельного ввода, который обеспечивает- Механическую связь нагревателя с кабель-тросом 8 и предохраняет от пов. реждения жилы 9 кабель-троса, Q Ценные с электродами , Нижняя часть 10 корпуса 1 заполнена электролитом 2, Нагреватель работает следующим образом.

Нагреватель на кабель-тросе 8 cnyc- g кается в скважину с образовавшейся в ней пробкой По кабелю напряжение подается на электроды k нагревателя. Переменный ток, протекая мерез электролит 2, назревает его, при этом вода из электролита частично испаряется и конденсируется в местах интенсивного теплоотвода.

Тепловой поток через единицу поверхности нагревателя пиямо пропорционален разнице температур внутр/t нагревателя и окружающей среп.ы, теплопроводности материала стенки нагревателя и обратно пропорционален толщине сгеч55

g

5

ки нагревателя. Поскольку нижняя часть 10 корпуса 1 нагревателя выполнена из материала с большей теплопроводностью, чем верхняя часть 5, и постоянно находится в контакте с парафиновой или гид ратной пробкой, имеющей минимальную температуру среды, окружающей нагреватель, то наибольший теплоотвод будет происходить вместе кон- такта нагреватель-пробка. При этом основная доля мощности нагревателя будет расходоваться на плавление пробки .

R зависимости от теплоотвода в окружающую среду мощность нагревателя меняется. При свободном контакте с пробкой его мощность максимальна, а температура внутри нагревателя устанавливается выше температуры плавления парафина или гидрата на величину, зависящую от величины максимальной мощности нагревателя, теплопроводности и толщины стенки нагревателя.

В случае обеспечения отвода тепловой мощности, меньшей, чем максимальная мощность нагревателя (при плавлении сложных пробок), равновесие между объемами испаряющейся конденсирующейся жидкости нарушается, что приводит к повышению давления пара внутри наг ревателя и соответственно температуры. При этом увеличивается разность температур на стенке нагревателя, что ведет к увеличению теплоотдачи, кроме того, сдвиг равновесия испарение - конденсация приводит к уменьшению объема жидкого электролита, что ведет к увеличению сопротивления нагревателя и падению его мощности. Таким образом, оба этих процесса поддерживают равновесие между подводимой и рассеиваемой нагревателем мощностями „

В случае малого теплоотводз от нагревателя вода из электролита почти

полностью испаряется и нагреватель

потребляет небольшую мощность.

Таким образом, максимальная мощность нагревателя обеспечивается при постоянном контакте его рабочей части с пробкой.

При работе нагревателя, вследствие частичного электролиз воды, образуются газообразный кислород и водород. Для предотвращения накопления гремучей смеси внутри нагревателя размещен катализатор 6 окисления водорода.Для исключения экранирования катализатора 6 пленкой воды, конденсирующейся из паров, катализатор размещается в верхней части электродов, имеющих температуру, равную температуре паров во- ды, поскольку от них нет отвода тепла в окружающую среду.

106

Формула изобретения

1.Электрический нагреватель, содержащий корпус, частично заполненный электролитом, и погруженные в электролит электроды, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности разрушения парафи- ногидратных пробок при одновременном безопасном ведении работ корпус выполнен составным из двух частей, размещенных одна над другой,при этом нижняя часть выполнена из материала с теплопроводностью большей, чем теплопроводность материала верхней части корпуса, а электролит размещен в нижней части корпуса.

2.Нагреватель по п. 1, о т л и - чающийся тем, что верхняя непогруженная в электролит часть электродов выполнена с покрытием катализатором окисления водорода.

Изобретение относится к нефтяной промышленности и может быть использовано для ликвидации парафиногидратных пробок в НКТ эксплуатационных скважин. Цель - повышение эффективности разрушения парафиногидратных пробок при одновременном безопасном ведении работ. Нагреватель содержит корпус 1, выполненный составным из двух частей, размещенных одна над другой. Нижняя часть 10 заполнена электролитом 2 и выполнена из материала с большой теплопроводностью по сравнению с материалом, из которого выполнена верхняя часть 5 корпуса 1. В процессе работы нагреватель спускают в скважину на кабель-тросе 8 и подают напряжение на электроды 4. Электрический ток, протекающий между электродами через электролит 2, нагревает его, что приводит к испарению электролита 2. Поскольку нижняя часть 10 корпуса выполнена из материала с большей теплопроводностью и находится в процессе работы в контакте с разрушаемой парафиногидратной пробкой, имеющей наиболее низкую температуру, то наибольший теплоотвод будет происходить в месте конакта нагреватель - пробка. При этом выделяется максимальная электрическая мощность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.