采油专用电加热变形碳纤维电缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采油专用电加热变形碳纤维电缆，其结构如下：芯部是骨架；骨架上镶嵌有碳纤维发热线，骨架的外部包设一层与骨架材料相同的防护层，防护层外包设钢铠防护结构。本实用新型专利技术的优点效果：发热电缆的电热转换效率高，消耗相同的电能，可以发出更多的热量；发热电缆遇热膨胀，能够提高发热电缆与空心抽油杆的热传导能力，避免发热电缆内部的温度过高损坏绝缘，延长发热电缆的使用寿命；电缆的重量轻，只有传统中频加热电缆重量的一半左右，节能效果也十分显著。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种发热电缆，特别是涉及一种稠油及高凝油开采专用的采油专用电加热变形碳纤维电缆。
技术介绍
稠油及高凝油开采时必须采用专用加热电缆，以便提高原油的流动性。目前，广泛采用的发热电缆是一种中频发热电缆，俗称铜芯铁铠电缆。电缆的中芯是铜，外皮是铁铠， 铜芯与铁铠外皮之间有绝缘层。将铜芯铁铠电缆放入空心抽油杆内，在电缆的下端将铜芯与铁铠短接，使铜芯与铁铠构成一条导电回路。当发热电缆施加频率500Hz 1000Hz、电压1200V左右的中频电压时，发热电缆中便会流过同频率电流。由于趋肤效应，铁铠电阻增大，从而产生电阻发热。改变供电频率，可以改变铁铠的电阻，从而改变铁铠的发热量。由于发热原理及电缆构造的限制，这种中频发热存在以下问题1、必须装配大功率中频变压器。由于中频电缆的整体电阻较大，为了提供必要的负载电流，需要中频变压器为中频电缆提供足够高的供电电压。由于变压器的工作频率较高，使得变压器的损耗增大， 从而一定程度上降低了发热电缆的整体发热效率，同时也增加了设备体积、重量和成本； 2、发热电缆自重大，1000米将近1.5吨。在采油过程中，发热电缆随泵体和抽油杆由电机拖动做上下往复运动。发热电缆的自重越高，对电机的功率要求也就越高，同时也增加了电机消耗的电能；3、为了使得中频发热电缆的安装成为可能，结构尺寸上，中频发热电缆的外径必须小于空心抽油杆的内径，即发热电缆的外表面与空心抽油杆的内表面存在间隙，严重影响发热电缆向抽油杆的传热效果，使得发热电缆内部温度非常高，容易造成发热电缆绝缘老化，降低发热电缆的绝缘性能。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术提供了一种采油专用电加热变形碳纤维电缆，其目的在于采用碳纤维作为发热体，可以提高发热电缆的电热转换效率，实现节能的目标；使发热电缆具有热膨胀特性，可以提高发热电缆与空心抽油杆的热传导能力，避免发热电缆内部的温度过高损坏绝缘，延长发热电缆的使用寿命；简化发热电缆供电设备，采用无供电变压器结构。为达上述目的，本技术是通过如下技术方案实现的采油专用电加热变形碳纤维电缆，其结构如下芯部是骨架；骨架上镶嵌有碳纤维发热线，骨架的外部包设一层与骨架材料相同的防护层，防护层外包设钢铠防护结构。所述的碳纤维发热线沿着骨架外圆周均勻分布。由于采用上述结构，使得本技术发热电缆具有如下优点和效果1、发热体采用新型碳纤维发热电缆，其重量轻，在加热温度范围内不发生氧化；2、不需要任何电源变压器，从而大大地减轻了设备的体积和重量，降低了设备成本，由于不存在变压器的能耗，也提高了发热效率；3、采用了新型发热体和结构，减轻了电缆的重量，从而减轻了抽油系统电机的功率要求，也在一定程度上提高了加热系统的发热效率。4、电缆的内骨架和外护套采用热膨胀材料，当电缆发热后会膨胀变粗，使发热电缆的外表面与空心抽油杆的内壁无间隙接触，从而有利于发热电缆与抽油杆之间热能的传递；避免发热电缆内部的温度过高损坏绝缘，延长发热电缆的使用寿命；5、采用碳纤维作为发热体，可以提高发热电缆的电热转换效率，实现节能的目标；6、简化发热电缆供电设备，采用无供电变压器结构。附图说明图1所示为本技术的结构示意图。图中1、骨架；2、碳纤维发热线；3、外防护层。具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步详细说明，但本技术的保护范围不受实施例所限。如图1所示，本技术采油专用电加热变形碳纤维电缆，其结构如下芯部是由具有热膨胀、导热、绝缘、耐高温特性的材料制成的骨架1 ；骨架1上镶嵌碳纤维发热线2，碳纤维发热线2沿着骨架1外圆周均勻分布；骨架1的外面包设一层防护层3，防护层3也是由具有热膨胀、导热、绝缘、耐高温特性的材料制成；防护层3外包设钢铠防护结构。上述的发热电缆与抽油杆无间隙结构。骨架要求遇热膨胀、遇冷收缩、耐高温，并且具有良好的绝缘性能和良好的导热性能。骨架不仅对碳纤维起支撑固定作用，同时还能使碳纤维之间绝缘。骨架良好的导热性能可以使碳纤维发出的热量均勻地分布在电缆内部的各个地方。碳纤维是发热体。防护层使碳纤维与抽油杆相互绝缘。防护层还能对电缆内部的碳纤维起保护作用，防止外部物体将碳纤维碰伤，同时也防止油、水等进入电缆内部。权利要求1.采油专用电加热变形碳纤维电缆，其特征在于结构如下芯部是骨架；骨架上镶嵌有碳纤维发热线，骨架的外部包设一层与骨架材料相同的防护层，防护层外包设钢铠防护结构。2.根据权利要求1所述的采油专用电加热变形碳纤维电缆，其特征在于所述的碳纤维发热线沿着骨架外圆周均勻分布。专利摘要本技术公开了一种采油专用电加热变形碳纤维电缆，其结构如下芯部是骨架；骨架上镶嵌有碳纤维发热线，骨架的外部包设一层与骨架材料相同的防护层，防护层外包设钢铠防护结构。本技术的优点效果发热电缆的电热转换效率高，消耗相同的电能，可以发出更多的热量；发热电缆遇热膨胀，能够提高发热电缆与空心抽油杆的热传导能力，避免发热电缆内部的温度过高损坏绝缘，延长发热电缆的使用寿命；电缆的重量轻，只有传统中频加热电缆重量的一半左右，节能效果也十分显著。文档编号H05B3/56GK202004992SQ20112005215公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日专利技术者孙鹏, 宗振鹏, 李治, 王正 申请人:沈阳共创科技有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．采油专用电加热变形碳纤维电缆，其特征在于结构如下：芯部是骨架；骨架上镶嵌有碳纤维发热线，骨架的外部包设一层与骨架材料相同的防护层，防护层外包设钢铠防护结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏，王正，宗振鹏，李治，
申请(专利权)人：沈阳共创科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：89