本實用新型涉及電纜技術領域,具體涉及一種高溫點火電纜。
背景技術:
油井火驅(火燒油層)是一種用電或化學等方法使油層溫度達到原油燃點,并向油層注入空氣或氧氣使油層原油持續(xù)燃燒的采油方法。用這種方法開采高粘度稠油或瀝青砂??梢园阎刭|(zhì)原油開采出來,并通過燃燒部分裂解重質(zhì)油分,采出輕質(zhì)油分,這種方法的采收率很高,可達80%以上。還能把隨石油采出來的天然氣等可燃氣體,在還未達到爆炸濃度之前燒掉。
火驅作業(yè)時,點火裝置在作業(yè)中承擔著十分重要的作用,在國內(nèi)外存在廣泛的應用市場。相比化學點火方式,電熱點火屬于物理點火范圍,對地層環(huán)境的化學污染少、可控性高,符合我們國家對于石油開采領域節(jié)能減排及環(huán)保的要求。
電熱點火主要分為集中式點火和段式點火。所謂集中式點火主要是以電熱管或者礦物絕緣加熱電纜為發(fā)熱元件制成點火器的形式,對局部區(qū)域通常4-10m進行集中加熱達到點火溫度。段式點火是以礦物絕緣加熱電纜直接作為發(fā)熱元件發(fā)熱部分50-80m,在此段區(qū)域內(nèi)進行加熱達到點火溫度。
傳統(tǒng)的電熱點火以點火器形式生產(chǎn),它的發(fā)熱部分和電力電纜引線部分是相對獨立的,獨立制造完成后通過焊接或機械壓接形成整體,這種做法的連接處的使用壽命和機械強度相對于較差。
技術實現(xiàn)要素:
本實用新型為解決上述技術問題提供一種高溫點火電纜,包括發(fā)熱段、設于所述發(fā)熱段一端的尾部封端、設于所述發(fā)熱段的另一端用于接入普通電力電纜的冷端,其特征在于:還包括等徑外護套,所述發(fā)熱段和所述冷端設于所述等徑外護套中,所述尾部封端設于所述等徑外護套的靠近所述發(fā)熱段的端部。所述發(fā)熱導體與接入普通電力電纜的所述冷端導體處于同一所述等徑外護套內(nèi),外觀無明顯接點,不存在傳統(tǒng)點火裝置的冷熱部分的機械連接。具有耐壓、抗震、可撓、耐更大機械損傷、耐更高的溫度等優(yōu)點。最重要的是該產(chǎn)品可以實現(xiàn)井下作業(yè)的反復提拉升舉等機械作業(yè)做到重復利用在保證達到電熱效果的同時節(jié)約成本,達到效益最大化。
作為優(yōu)選,所述等徑外護套的外徑與連續(xù)油管的外徑相同,所述點火電纜的長度為80-150米。點火電纜長度大于傳統(tǒng)的點段式點火加熱電纜的長度,加熱區(qū)域內(nèi)大,效率更高。保證所述等徑外護套的外徑與連續(xù)油管相同,保證與電力電纜的對接和方便入井。
作為優(yōu)選,所述冷端包括沿所述電纜的長度方向設置在所述外護套中的第一冷端導體和第二冷端導體;所述發(fā)熱段包括設于所述外護套中的發(fā)熱導體,所述發(fā)熱導體包括沿所述電纜的長度方向設置的第一對接部和第二對接部、以及設于所述第一對接部和第二對接部之間的連接部;所述第一冷端導體與所述第一對接部對接,所述第二冷端導體與所述第二對接部對接。
作為優(yōu)選,所述第一對接部與所述第一冷端導體對接的位置和所述第二對接部與所述第二冷端導體對接的位置,在沿所述電纜的長度方向上相同。加工起來更加方便。
作為優(yōu)選,還包括填充于所述等徑外護套中的絕緣部。
作為優(yōu)選,所述絕緣部包括設于所述等徑外護套和所述發(fā)熱導體之間的第一絕緣部,設于所述等徑外護套和所述冷端導體之間的第二絕緣部,設于所述第一冷端導體和所述第二冷端導體之間的第三絕緣部,以及填充于所述發(fā)熱導體的第一對接部、第二對接部和連接部之間的第四絕緣部。
作為優(yōu)選,所述絕緣部為氧化鎂絕緣部。絕緣的同時具有良好的耐高溫性能。
作為優(yōu)選,所述第一對接部和所述第一冷端導體焊接對接或者冷軋對接,所述第二對接部和所述第二冷端導體焊接對接或者冷軋對接。
作為優(yōu)選,所述發(fā)熱導體為鎳鉻合金導體;所述第一冷端導體和所述第二冷端導體為銅導體。
作為優(yōu)選,所述等徑外護套為不銹鋼材質(zhì)。提高電纜的強度和耐腐蝕性能。
本實用新型的點火電纜以不銹鋼為外護套,發(fā)熱導體采用鎳鉻合金,絕緣層為氧化鎂。具有耐高溫高壓、熱效率高、機械強度高、可重復點火等優(yōu)點。
附圖說明
圖1本實用新型實施例的點火電纜結構示意圖。
圖2本實用新型實施例的點火電纜的加工示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本實用新型的實施方式進行詳細描述。
實施例一
如圖1,一種高溫點火電纜,整體包括等徑外護套1、發(fā)熱段2、設于發(fā)熱段一端的尾部封端3、設于發(fā)熱段2的另一端用于接入普通電力電纜的冷端4。其中,等徑外護套1為SUS321不銹鋼材質(zhì)的等徑管狀結構,其外徑應大于20mm,可根據(jù)用戶下井需要定制成與連續(xù)管作業(yè)車的連續(xù)油管一致的外徑(本實施例中為25.4mm)。而普通加熱電纜的外徑一般不超過10mm,因此本實施例的點火電纜,相較于普通的加熱電纜,更加便于連續(xù)管作業(yè)車夾持。
發(fā)熱段2包括Cr20Ni80鎳鉻合金發(fā)熱導體制成的發(fā)熱線芯,發(fā)熱線芯對折以后,沿點火電纜的長度方向設置在等徑外護套1中,形成在等徑外護套1中靠近尾部封端3的一側的連接部21和在等徑外護套1中靠近冷端4的一側的第一對接部22和第二對接部23。第一對接部22和第二對接部23沿所述點火電纜的長度方向大致平行的設置在等徑外護套1中,連接部21在第一對接部22和第二對接部23之間連接第一對接部22和第二對接部23。
冷端4包括T2銅材質(zhì)的冷端導體制成的冷端線芯,冷端線芯包括沿點火電纜的長度方向大致平行設置在等徑外護套1中的第一冷端線芯41和第二冷端線芯42。第一冷端導體41的端部與第一對接部22的一端在等徑外護套1內(nèi)通過焊接或者冷軋的方式對接,第二冷端導體42的端部與第二對接部23的一端在等徑外護套1內(nèi)通過焊接或冷軋的方式對接,第一冷端導體41和第一對接部22的對接位置與第二冷端導體41和第二對接部23的對接位置,在點火電纜的長度方向上相同。第一冷端導體41的另一端和第二冷端導體42的另一端延伸出等徑外護套外,用于接入普通電力電纜。
尾部封端3設于等徑外護套1的靠近發(fā)熱段2的端部,包括外徑小于等徑外護套1的內(nèi)徑的安裝部31,以及外徑大于或者等于等徑外護套1的外徑的密封部32。發(fā)熱導體與接入普通電力電纜的冷端導體處于同一等徑外護套1內(nèi),外觀無明顯接點,不存在傳統(tǒng)點火裝置的冷熱部分的機械連接。具有耐壓、抗震、可撓、耐更大機械損傷、耐更高的溫度等優(yōu)點。最重要的是該產(chǎn)品可以實現(xiàn)井下作業(yè)的反復提拉升舉等機械作業(yè)做到重復利用在保證達到電熱效果的同時節(jié)約成本,達到效益最大化。
等徑外護套1中填充氧化鎂粉制成的絕緣層5。填充在等徑外護套1中的絕緣層5包括填充在等徑外護套1和發(fā)熱導體之間的第一絕緣部51,填充在等徑外護套1和冷端導體之間的第二絕緣部52,填充在第一冷端導體41和第二冷端導體42之間的第三絕緣部53,以及填充于發(fā)熱導體的第一對接部22、第二對接部23和連接部21之間的第四絕緣部54。
點火電纜的長度為80-150米。點火電纜長度大于傳統(tǒng)的點段式點火加熱電纜的長度,加熱區(qū)域內(nèi)大,效率更高。保證等徑外護套的外徑與連續(xù)油管相同,保證與電力電纜的對接和方便入井。由于采用無機氧化鎂粉作為絕緣層,采用耐腐蝕的不銹鋼作為外護套的點火電纜具有耐壓、抗震、可撓、耐腐蝕、壽命長、傳熱快等優(yōu)點。
傳統(tǒng)的礦物絕緣電纜的制造工藝是將外護套管胚、氧化鎂瓷柱、電纜線芯組裝好之后整體拉拔縮徑。電纜的制造長度取決于外護套管的長度。外徑越粗其外護套的管胚也就越粗,電纜整體制造長度越短。而本實用新型的點火電纜在制造過程中,采用了外護套管胚拉拔后不脫模,尾部連續(xù)對接線芯和外護套管胚連續(xù)拉拔的工藝。整套設備包括管胚自動焊、電纜線芯冷焊、電纜抱鉗連續(xù)拉拔、中頻連續(xù)退火、自動上盤等設備和工藝。相比傳統(tǒng)礦物絕緣電纜的組裝-拉拔-退火-拉拔-上盤的工藝制成的傳統(tǒng)礦物絕緣電纜,本實用新型的點火電纜結構為無縫等徑結構,并且解決了傳統(tǒng)工藝無法生產(chǎn)大直徑,高長度加熱電纜的難題。實現(xiàn)了在較大的外徑下(通常為?25.4mm,傳統(tǒng)點火電纜一般不超過?10mm),按照目標長度保證電纜外護套的直徑統(tǒng)一。
本實用新型的點火電纜的加工方法如下:
1.采用自動焊機先將所述等徑外護套的胚管預對接一定長度。
2.將分段線芯(發(fā)熱線芯或冷端線芯)穿入管內(nèi)再將氧化鎂瓷柱串在分段線芯上與胚管形成組合體。
3.如圖2,將組合好的胚管拉拔縮減外徑,預留一定長度對接剩余的線芯并重復以上作業(yè),直到拉拔到目標長度為止。
4.尾部線芯剝出后對接,外護套續(xù)接一段短管(4cm),填充氧化鎂后,采用專用設備壓實,將封頭插入短管焊接密封,保證機械強度和絕緣性能。
本實用新型的產(chǎn)品能充分滿足石油開采領域井下加熱場合的電熱使用要求,達到國外同類產(chǎn)品的技術性能。
雖然結合附圖描述了本實用新型的實施方式,但是本領域普通技術人員可以在所附權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。