Скважинный электронагреватель

О П И С А Н И Е (1 ц 935853ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СфветсиикСфцивпистичвскиаРеспублик(23) Приоритет 69 ауАарстюаыИ квинтет СССР ва далам взабратенкй в атарыткй(72) Авторы изобретения осесоюений научно-иссоедоеатеоьсний ииститчуу т"Едтаетаттй геофизики и геохимии(5 Й) СКВАЖИННЫЙ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЪ Изобретение относится к средствам для воздействия на горные породы, в частности на нефтеносные пласты с целью увеличения притока нефти при осуществлении добычи и5 разведки нефти и газа.Известен скважинный электронагреватель, используемый для воздействия на нефтяные пласты и содержащий трубчатый корпус, в котором на изоля-, торе размещен нагревательный элемент 11.Недостатком этого устройства явля ется малая эффективность нагрева.Известен скважинный электронагреватель, входящий в состав термоакустического прибора и содержащий изогнутый трубчатый корпус, размещенный в кожухе прибора, в котором находятся нагревательный элемент на изоляторе и электровводы 21.Недостатком этогт устройства является малая эффективность нагрева горных пород вследствие наличия ко" жуха и неэффективности самих электронагревателей, число которых в этом случае пришлось увеличить и соединить их в блок.Наиболее близким к предлагаемому является скважинный электронагреватель, выпускаемый серийно и устанавливаемый в скважинном термоакутическом приводе, который содержит трубчатый корпус с размещенным в нем нагревательным элементом в виде обмотки, намотанной на изолятор 3.Этому устройству присуща невысокая эффективность нагрева околоскважинного пространства. Указанный недостаток вызван тем, цто устройство имеет малую активную поверхность, отсутствует направленность теплового потока на горные породы и равномерность распределения выделяемого тепла в пространстве.При работе наиболее интенсивный разогрев происходит не в сторону горных пород, а в центр нагревате5853 36 И ао 3 93ля, что снижает его долговечностьи эффективностьИзогнутая конфигурация корпуса приводит к необходимости размещения электронагревателя под акустическим излучателем термоакустического прибора, .что приводит к перегреву последнегои отказам в работе вследствие конвекции тепла вверх по стволу скважины. Недостаточная тепловая эффективность электронагревателя вынуждает при разработке термоакустической аппаратуры увеличивать число нагревателей, понижая тем самымкоэффициент . полезного действия иувеличивая потребление электроэнергии и потери в каротажном кабелепропорционально числу установленных нагревателей.Цель изобретения - повышениеэффективности скважинного. электронагревателя.Укаэанная цель достигается тем,что скважинный электронагреватель,состоящий из трубчатого корпуса сразмещенным в нем нагревательнымэлементом в виде обмотки, намотаннойна изолятор, снабжен дополнительнымнагревательным элементом, размещен -ным в корпусе коаксиально с ним ивыполненным в виде цилиндра Ф установленным на нем витым сердечником из электротехнической стали с шайбами на концах, при этом междуизолятором и сердечником установлен теплоизолятор, а трубчатый корпус выполнен из стали.На фиг. 1 показан скважинный нагреватель, фронтальная проекция;на фиг. 2 - то же, поперечное сечение по горизонтали.В крышке 1 стального корпуса 24скважинного электронагревателяустановлен дополнительный нагревательный элемент, состоящий из цилиндра 3, выполненного из немагнитного материала, на котором на бумажной или матерчатой негорючей прокладке (на фиг. 1 не показана) установлены витой сердечник 1, выполненный из электротехнической трансформаторной стали. Поверх сердечника находится теплоизолятор 5, а снаружи теплоизолятора 5 размещен электроиволятор 6, в котором имеют ся пазы для нагревательной обмоткиОбмотка может быть выполнена из меди или сплава с высоким удельным электрическим сопротивлением, например нихрома или константана, С обеих сторон на концах витого сердечника размещены шайбы 8, наев ружный диаметр которых равен внутреннему диаметру. стального корпуса 2 а внутренний - наружному диаметру сердечника 4. Крышка 9 подобнакрышке 1 и выполняет те же функции защищает электронагреватель от затекания в него скважинной жидкости. В верхней части цилиндра 3 выполнен электроразъем 10 с электровводами 11 и 12 (фиг. 2), которые соединены с концами нагревательной ебмотки 7 1,(на фиг, 1 не показана). Корпус 2 выполнен толстостенным и из магнитного материала, например из стали.Между его внутренней поверхностью и витками обмотки 7 сделан воздушный зазор или проложен слой тепло- стойкой изоляции. Внутри цилиндра 3 могут быть проведены провода питания для акустического излучателя (на фиг. 1 не показан). Теплоизолятор 5 может быть выполнен не только из материалов с низкой теплопроводностью, но и из материалов с хоро, шей отражающей способностью. Скважинный электронагреватель работает следующим образом.При подаче переменного напряжения на вход нагревательной. обмотки 7 через электровводы 11 и 12 в магнитной цепи, образованной корпусом 2, витым сердечником 1 и шайбами 8, возникает магнитный поток, величина которого равнаФ=Г 4,44 и 1,И) где Е - напряжение на входе или напряжение питающей сети;Фп - число витков в обмотке 7; Г - частота питающего напряжения Е. Большие вихревые потери и интенсивное выделение тепла происходят за счет перемагничивания стальной трубы, в виде которой выполнен корпус 2, имеющий толщину стенок примерно такую же, что и толщина стенок цйлиндра 3, "ферромагнитные потери, благодаря которым нагревается корпус 2, складываются из потерь на вихревые токи, которые в данном случае являются основными, потерь на гистерезис и из допалнительных потерь, Общий тангенс угла ферромагнитных потерь равен К ; Величина