Электрический нагреватель

 

Изобретение относится к средствам для ликвидации гидратопарафиновых отложений в скважинах Цель - обеспечение стабилизации мощности нагревателя при поддержании его температуры в рабочем диапазоне и повышение надежности в работе нагревателя Нагреватель содержит корпус, частично заполненный водным раствором электролита, в который погружен электрод связанный с установленным в полости корпуса сипьфоном. Полость сильфона частично заполнена жидкостью, линия точки росы которой совпадает с пинией точки росы водного раствора электролита Для возможности изменения объема полости сильфона в него одним концом введен шток 1 злф-лы, 1 ил.

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (в> КЦ оо 2033786 С1 (51) 5 ЕИ В4 24 (2t) 4883203/03 (22) 15.1190 (46) 30.1193 Ьол. Na 43-44 (У1) Научно-производственное объединение fexника и технология добычи нефти . (72) Белянский Ю.Н„Олейник П.М„ Конев ВЙ

p3) Белянский Юрий Николаевн Олейник Петр

Михайловн Конев Валерий Леонидович .(54) ЗЛЕКТРИЧЕСКИЙ HAfPESATKAb (Щ Изобретение относится к средствам дпя ликвидации гидратопарафиновых отложений в снмжинах Цель - обеспечение стабилизации мощности нагревателя при поддержании его температуры в рабочем диапазоне и повышение надежности в работе нагревателя. Нагреватель содержит корпус, частично заполненный водным раствором электролита, в который погружен электрод, связанный с установленным в полости корпуса сильфоном

Полость сипьфонв частично заполнена жидкостью, . линия точки росы которой совпадает с пинией точки

"росы" водного раствора.электролита Дпя возможности изменения объема полости сильфона в него одним концом введен шток 1 жф-лы, 1 ип.

2003786

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использовано для ликвидации парафиновых и гидратных пробок в добывающих скважинах. 5

Известен электрический нагреватель, содержащий заполненный электролитом корпус, размещенные в корпусе электроды и сильфон, установленный в корпусе нагревателя. При тепловом расширении электро- 10 лита сильфон сжимается и перемещает датчик, подающий сигнал на регулятор мощности, поддерживающий необходимую температуру электролита.

Однако для связи нагревателя с регуля- 15: тором мощности требуется специальный канал связи, надежность в работе которого при высоких температурах существенно снижается.

Наиболее близким к предлагаемому яв- 20 ляется. электрический нагреватель, содержащий корпус, нижняя часть которого заполнена электролитом, размещенные в корпусе электроды и узел регулированияглубины погружения электродов в.электро- 25 лит. эключающий сильфонную камеру, связанную с . электродам,и, и предохранительные клапаны. Сжатие сильфона при нагреве электролите ведет к вытягиванию электродов из электролита. При N равновесии выделяюмейся э нагревателе тепловой энергии и энергии, уходящей в окружающую среду, сжатие сильфонэ прекращаетсяя.

Недостатками зтога нагревателя явля- .6 . ются непостоянство.его мощности в диапазоне рабочих температур, так как происходит постоянное уменьшение глуби-ны погружения электродов э электролит из. за роста температуры, и ненадежность его 40 в работе, обусловленная возможностью повреждения сильфона при спуске нагревателя в скважину. Кроме того, при срабатывании предохранительных клапанов требуется перезарядка нагревателя; 45

Целью изобретения является обеспечение возможности регулирования температуры при стабильной мощности нагревателя в диапазоне рабочих температур и повышение его надежности.

Для этого в электрическом нагревателе; содержащем корпус, частично заполненный водным раствором электролита, установленный в корпусе сильфон и связанный с ним электрод, полость сильфонэ частично 55 заполнена жидкостью, линия точки росы которой совпадает с линией точек росы водного раствора электролита.

Нагреватель может быть снабжен узлом для изменения начального обьемэ полости сильфона, которым может быть шток, вводимый одним концом в полость сильфона.

Практически в полость сильфонэ следует заливать тот же электролит, что и в полосось корпуса. Однако. использование одной и той же жидкости для решения технической задачи не обязательно. Так, например, в сильфон может быть залита дистиллированная вода. Поскольку в нагревателе используются электролиты слабых концентраций, то их линии точек росы практически не отличаются от линии точек росы дистиллированной воды, На чертеже дана схема предложенного электрического нагревателя.

Электрический нагреватель содержит корпус 1, частично заполненный водным раствором электролита 2, электроввод Э, изолированный от корпуса проходным изолятором 4, и сильфон 5, через который к электровводу подсоединен внутренний электрод 6.

Полость сильфона 5частично заполнена жидкостью 7, линия точек росы которой совпадает с линией точек росы водного раствора электролита, Для частичного заполнения сил фона может быть взят тот же электролит, что и для частичного заполнения корпуса 1.

Для удаления продуктов электролиза электролита на электровводе 3 размещен

-«атализэтор 8 окисления водорода.

При подаче напряжения на нагреватель (ноль на корпус 1,. а фаза на электрод 6) электролит нагревается и вода из. него частично испаряется. При равенстве выделяемой нагревателем мощности, уходящей в окружающую среду, устанавливается определенная температура в нагревателе, которой соответствует определенное значение давления паров воды над электролитом, В установившемся режиме давление паров воды в корпусе 1 и давление паров жидкости а сильфоне 5 равны, а электрод 6 находк ся в начальном положении.

Когда мощность нагревателя превышает мощность, уходящую в окружающую среду, температура и давление в корпусе 1 повышаются. При достижении температуры, на которую настроен сильфон, вся жидкость в нем переходит в паровую фазу, Дальнейшее повышение температуры, а следовательно, и давления в полости корпуса приводят к сжатию сильфона 5 и извлечению из электролита 2 электрода 6..3то приводит к уменьшению мощности нагревателя до величины мощности, уходящей в окружающую среду.

Снижение температуры в нагревателе при увеличении от него теплоотвода снижа2003786

Для изменения диапазона рабочих температур достаточно изменить объем сильфона. Узел изменения начального объема выполнен в виде штока 9, введенного одним

5 концом в полость сиаьфона. Вводя шток, уменьшают объем сильфона, а выводя, увеличивают. Шток 9 может быть использован для создания избыточного давления в сильфоне. При создании избыточного даввления

10 шток 9 должен быть уплотнен относительно сильфона, а при изменении обьема сильфона от разуплотняется.

Пример расчета объема жидкости, заливаембй в сильфон.

15. Условия заполнения сильфона: Р 1 бар:

То 298 К; рж 1000 кг/м; Чс 20 10 мз; Т»

-453 К.

Заливаемая в сильфон жидкость — водный раствор электролита, идентичный вОд20 ному раствору электролита, находящемуся в корпусе нагревателя.

Из известных зависимостей рассчитывают

Рл - 6,31 кг/мЗ;

25 Р» - 1-2,55 бар.

1 . 453

298 12,55 -0,12, V -20 10 (1 -0,12). =1,1 10 M ,- 0,11 мл. (56) Авторское свидетельство СССР

35 (Ф 950904, кл. Е 21 В 4Э/24, 1982, . Формула изобретения

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬ, 40 содержащий корпус. частично заполненный водным раствором электролита, уста новленные в корпусе сильфон и соединенный с ним электрод, отличающийся тем, что, с целью стабилизации мощности в диапазоне работы температур и повышения надежности в работе нагревает давление napos воды в корпусе, при этом сильфон 5 удлиняется и связанный с ним электрод 6 погружается в электролит. При достижении порогового значения температуры сильфон принимает начальную форму, при которой электрод 6 максимально погружен в электролит, а нагреватель имеет максимальную при данной температуре мощность. В полости сильфона 5 происходит конденсация пара в жидкость.

Соотношение объемов полости сильфона и залитой в него жидкости определяется термодинамическими условиями в момент заполнения сильфона и в момент начала его сжатия из выражения

Чж Чс(1 - К) - ;

Рж гдзе Нс — начальный объем полости сильфона, м;

Чж — объем жидкости, заливаемой в фо мз

Ро Т»

К=

То Р» где Р— давление, при котором происходит заполнение сильфона, бар;

Т вЂ” температура, при которой заполняют сильфон, К; Т» — температура начала сжатия сильфона, К;

Р» — давление паров жидкости при нача lie сжатия сильфона, бар; р — плотность паров жидкости в сильфоне при Т,, кгlм; з. р — плотность жидкости в сильфоне при То, кг/м . з теля. сильфон выполнен заглушенным в нижней его части, а полость сильфона частично заполнена жидкостью, линия точки росы которой совпадает с линией точки росы водного раствора электролита.

2. Нагреватель по п.1. отличающийся тем, что; с целью возможности изменения начального объема полости сильфона, он снабжен штоком, Один конец которого размещен в йолости сильфона.

2003786 тираж Подписное

НПО "Поиск". Роспатента

113035; Москва. Ж 3S, Раушская наб.. 4/5

Заказ 3313

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Составитель Ю, Белянский

Редактор М. Стрельникова Техред М.Моргентал Корректор О. Кравцова