[发明专利]碳纤维复合加热杆

说明书

技术领域

本发明涉及一种采油作业中使用的碳纤维复合加热杆。

背景技术

目前采油空心杆加热大多应用中频加热方式，即把钢铠集肤加热电缆整根连续下到空心杆里，最后把电缆固定在空心杆顶端，并用电缆连接到中频电源控制装置，通过该装置供电使集肤电缆发热，再传给空心杆，空心杆再把热量传给空心杆外的原油。由于该电缆自身重量很大，本身还得承载自身重量，运行过程中经常造成电缆断掉；同时由于该电缆位于空心杆中，在空心杆上下运行的过程中与空心杆内壁产生摩擦，时间长了很容易磨损而损坏；再有由于大电流加热时，在电缆钢铠变薄时造成该处发热严重，很容易造成电缆被击穿而损坏，所以该电缆故障率很高，使用寿命很短，一般1-2年，有的甚至几个月就坏；而起、下电缆还得使用专用工程车辆、人员等，造成维护成本高昂。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种加热效率高、运行稳定、可靠性高、寿命长的碳纤维复合加热杆。

本发明的技术解决方案是：一种碳纤维复合加热杆，由加热杆、加热杆首端连接器和加热杆终端连接器构成；

所述加热杆包括空心抽油杆，在空心抽油杆内固设有耐高温绝缘体Ⅰ，所述耐高温绝缘体Ⅰ内固设有杆状或管状铜导体，所述铜导体两端分别连接有快速连接器公端和快速连接器母端，所述快速连接器公端上部裸露在空心抽油杆外、所述快速连接器母端位于耐高温绝缘体Ⅰ内，在空心抽油杆对应快速连接器公端的端口处安装有耐高温绝缘密封圈；所述空心抽油杆外壁对应快速连接器公端一端设有公扣、所述空心抽油杆内壁对应快速连接器母端一端设有与所述公扣对应的母扣；在铜导体外缠绕有碳纤维加热丝，碳纤维加热丝通过固设在铜导体表面的耐高温绝缘套与铜导体之间绝缘，碳纤维加热丝首端连接至对应快速连接器公端的铜导体上、尾端与固设在空心抽油杆和耐高温绝缘套之间的空心杆内壁导体连接，所述碳纤维加热丝与快速连接器母端之间绝缘；

所述加热杆首端连接器包括防雨接线盒、主体固设于防雨接线盒内且母扣位于防雨接线盒外的空心杆母扣短接、主体插装并固定在空心杆母扣短接内且上部裸露在防雨接线盒内的耐高温绝缘体Ⅱ、主体插装在耐高温绝缘体Ⅱ内且顶部位于耐高温绝缘体Ⅱ外的首端铜导体、位于耐高温绝缘体Ⅱ内且顶部与首端铜导体底部连接的导体快速连接器母端、分别固设在首端铜导体和空心杆母扣短接上的铜导体电极接线端子A和空心杆导体电极接线端子B、接在铜导体电极接线端子A和空心杆导体电极接线端子B上且引出防雨接线盒外的电缆外接控制输出A、B端；

所述加热杆终端连接器包括顶部设有公扣及底部设有母扣的空心杆短接、填充在空心杆短接内的耐高温绝缘体Ⅲ、安装在空心杆短接对应公扣的端口处的耐高温绝缘密封圈。

进一步的，在耐高温绝缘体Ⅱ顶部设置绝缘防水帽。

进一步的，所述铜导体两端分别与快速连接器公端和快速连接器母端通过螺纹连接。

本发明的有益效果是：

1、寿命长，由于采用碳纤维低温加热，使用寿命基本在10万小时以上；

2、效率高：由于主要采用碳纤维加热，并结合涡流效应、集肤效应、接近效应等加热方式，加热效率非常高；

3、加热杆不必承重，从根本上解决了电缆由于承重而断掉的可能；

4、使抽油机负荷大大减轻，碳纤维复合加热杆的总重只是原来加热电缆重量的三分之一，这样减轻了抽油机的能耗，进一步节约能源；

5、减少现场施工工序：以前空心杆由作业下完之后，还得由专用电缆起下工程车进行下电缆作业，而采用该碳纤维复合加热杆可提前在工厂予装，节省了现场工程费用；

6、既可以多根串联进行加热，又可以以碳纤维复合加热杆单根的形式进行单独运行，使用灵活；

7、由于油井由下至上的温度是逐渐变低的，而碳纤维加热杆加热运行时，加热功率是由井下至上逐渐递增，这样就保证了加热的平衡性，降低了热损失，提高了热能利用率；

8、维护费用极低，如果使用得当，几乎不用维护。

附图说明

图1是本发明的加热杆结构示意图；

图2是本发明的加热杆首端连接器结构示意图；

图3是本发明的加热杆终端连接器结构示意图；

图4是本发明的电路接线图。