Индукционный нагреватель

Индукционный нагреватель

Реферат

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технике интенсификации добычи нефти и газа путем разрушения асфальтосмолистых, гидратно-парафиновых и ледяных отложений (АСГПиЛО) в нефтяных и газовых скважинах.

Известен индукционный нагреватель, содержащий корпус, являющийся насосно-компрессорной трубой (НКТ), нагревательный элемент в виде трехпроводной двухслойной катушки, которая намотана по наружной поверхности корпуса (патент РФ 2198284, кл. Е 21 В 36/04, Е 21 В 43/24, 2001 г.).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность, так как нагреватель стационарно устанавливается на НКТ и производит нагрев жидкости, протекающей только на данном участке НКТ, что не позволяет разрушать или предотвращать образование АСГПиЛО на протяженных участках НКТ.

Известен индукционный нагреватель, включающий кожух, несущий элемент с размещенными на нем индукционными катушками. Несущий элемент выполнен в виде корпуса, концентрично установленного относительно кожуха, и образующий с ним кольцевую полость, в полости корпуса установлен сердечник, выполненный полым, при этом индукционные катушки установлены относительно кожуха с зазором, а полость сердечника связана с кольцевой полостью между корпусом и кожухом (патент РФ 2010954, кл. Е 21 В 43/24, 1994 г.).

Недостатком указанного нагревателя является применение его в статическом положении, что значительно снижает его эффективность и функциональные возможности при его использовании.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является скважинный индукционный нагреватель, включающий кожух, несущий элемент с размещенными на нем индукционными катушками, несущий элемент выполнен в виде стержня, который соосно размещен в кожухе, индукционные катушки снабжены ферритовыми магнитопроводами, стержень и кожух выполнены из немагнитного и неэлектропроводящего материала, индукционные катушки соединены последовательно (патент РФ 2200228, кл. Е 21 В 36/04, 37/00, 2001 г.).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность при разрушении АСГПиЛО, так как нагрев передается только через стенки НКТ и прогретую область АСГПиЛО, что значительно снижает скорость очистки скважины, а ликвидацию так называемых "глухих" пробок невозможным.

Задачей изобретения является создание индукционного нагревателя, лишенного указанных недостатков, имеющего минимальные теплопотери, надежного и безопасного, имеющего нагревательную часть непосредственно контактирующую с АСГПиЛО и индуктор, воздействующий на стенки НКТ с целью их разогрева.

Поставленная цель достигается тем, что в индукционном нагревателе, содержащем кожух, несущий элемент, расположенный соосно с кожухом с размещенными на нем последовательно соединенными индукционными катушками, снабженными ферритовыми магнитопроводами, кроме того, несущий элемент, выполнен в виде токопроводящего немагнитного стержня, на нижнюю часть которого замыкается выходящий виток последней обмотки нижней катушки индукционного нагревателя. Верхняя часть несущего элемента через разъем замыкается на броневую оболочку геофизического кабеля, первая обмотка верхней катушки подключена через разъем к центральной жиле кабеля (ЦЖК). Верхняя часть кожуха выполнена из немагнитного и неэлектропроводящего материала, нижняя часть кожуха выполнена из магнитного и электропроводящего материала, при этом обмотки катушек намотаны на ферритовые магнитопроводы с разными диаметрами, причем обмотки верхней катушки намотаны на ферритовый магнитопровод с большим диаметром, а обмотки нижней катушки намотаны на ферритовый магнитопровод с меньшим диаметром.

На чертеже представлен продольный разрез индукционного нагревателя.

Индукционный нагреватель содержит кожух 1, несущий элемент 2. На несущем элементе размещены последовательно соединенные индукционные катушки 3, 4, снабженные ферритовыми магнитопроводами 5, 6, несущий элемент 2 выполнен в виде токопроводящего немагнитного стержня. На нижнюю часть несущего элемента 2 замыкается выходящий виток последней обмотки нижней катушки 4. Верхняя часть несущего элемента 2 через разъем 7 замыкается на броневую оболочку 8 геофизического кабеля 9. Первая обмотка верхней катушки 3 подключена через разъем 7 к центральной жиле кабеля 10 (ЦЖК). Верхняя часть кожуха 1 выполнена из немагнитного и неэлектропроводящего материала 11. Нижняя часть кожуха выполнена из магнитного и электропроводящего материала 12. Обмотки катушек 3, 4 намотаны на ферритовые магнитопроводы 5, 6 с разными диаметрами, причем обмотки верхней катушки 3 намотаны на ферритовый магнитопровод 5 с большим диаметром, а обмотки нижней катушки 4 намотаны на ферритовый магнитопровод 6 с меньшим диаметром.

Индукционный нагреватель работает следующим образом.

Подключенный к источнику высокочастотной энергии посредством геофизического кабеля 9 индукционный нагреватель опускают в скважину. При прохождении тока высокой частоты по обмоткам катушки 3 создается электромагнитное поле, которое индуцирует на соответствующем участке насосно-компрессорной трубы вихревые токи, вызывающие нагрев металла трубы. Протекание тока высокой частоты по катушке 4 вызывает нагрев вихревыми токами нижней части 12 корпуса нагревателя. Интенсивно выделяющееся тепло в нижней части нагревателя способствует ускоренному и эффективному разогреву и разрушению АСГПиЛО. В процессе работы индукционный нагреватель опускается ниже, разогревая и разрушая АСГПиЛО на всю глубину их образования.

Использование предлагаемого индукционного нагревателя позволит значительно повысить эффективность воздействия на АСГПиЛО с целью их разрушения, а также существенно увеличит скорость такого воздействия. Таким образом, достигается высокий коэффициент действия предложенного индукционного нагревателя.

Индукционный нагреватель, содержащий кожух, несущий элемент, расположенный соосно с кожухом с размещенными на нем последовательно соединенными индукционными катушками, снабженными ферритовыми магнитопроводами, отличающийся тем, что несущий элемент выполнен в виде токопроводящего немагнитного стержня, на нижнюю часть которого замкнут выходящий виток последней обмотки нижней катушки индукционного нагревателя, верхняя часть несущего элемента через разъем замкнута на броневую оболочку геофизического кабеля, первая обмотка верхней катушки подключена через разъем к центральной жиле кабеля (ЦЖК), верхняя часть кожуха выполнена из немагнитного и неэлектропроводящего материала, нижняя часть кожуха выполнена из магнитного и электропроводящего материала, при этом обмотки катушек намотаны на ферритовые магнитопроводы с разными диаметрами, причем обмотки верхней катушки намотаны на ферритовый магнитопровод с большим диаметром, а обмотки нижней катушки намотаны на ферритовый магнитопровод с меньшим диаметром.