RU2284407C2

RU2284407C2 - Induction heater

Info

Publication number: RU2284407C2
Application number: RU2004128398/03A
Authority: RU
Original assignee: ООО "Газ-Проект Инжиниринг"
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2006-09-27

Abstract

FIELD: oil and gas industry, particularly to stimulate oil and gas production by disintegration of asphalt-tar, hydrate-paraffin and ice deposits in oil and gas wells.

SUBSTANCE: heater comprises case and load-bearing member. Serially connected induction coils provided with ferrite magnetic core are serially arranged on the load-bearing member. Load-bearing member is made as conducting non-magnetic rod. Exit loop of the last winding of lower coil is connected to lower part of load-bearing member. Upper case part is made of non-magnetic and non-conducting material. Lower case part is created of magnetic and conducting material. Coils are wound on ferrite magnetic cores having different diameters. Upper coil windings are wound on ferrite magnetic core having larger diameter. Lower coil windings are wound on ferrite magnetic core having lesser diameter.

EFFECT: increased efficiency and rate of action applied to deposits, as well as increased heater capability.

1 dwg

Description

Изобретение относится к нефтяной и газовой промышленности, в частности к технике интенсификации добычи нефти и газа путем разрушения асфальтосмолистых, гидратно-парафиновых и ледяных отложений (АСГПиЛО) в нефтяных и газовых скважинах.The invention relates to the oil and gas industry, in particular to a technique for intensifying oil and gas production by destroying asphalt-resinous, hydrate-paraffin and ice deposits (ASGPiLO) in oil and gas wells.

Известен индукционный нагреватель, содержащий корпус, являющийся насосно-компрессорной трубой (НКТ), нагревательный элемент в виде трехпроводной двухслойной катушки, которая намотана по наружной поверхности корпуса (патент РФ 2198284, кл. Е 21 В 36/04, Е 21 В 43/24, 2001 г.).Known induction heater containing a housing, which is a tubing, a heating element in the form of a three-wire two-layer coil, which is wound on the outer surface of the housing (RF patent 2198284, CL E 21 V 36/04, E 21 V 43/24 , 2001).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность, так как нагреватель стационарно устанавливается на НКТ и производит нагрев жидкости, протекающей только на данном участке НКТ, что не позволяет разрушать или предотвращать образование АСГПиЛО на протяженных участках НКТ.The disadvantage of this device is its low efficiency, since the heater is permanently installed on the tubing and produces heating of the fluid flowing only on this section of the tubing, which does not allow to destroy or prevent the formation of ASGPiLO on extended sections of the tubing.

Известен индукционный нагреватель, включающий кожух, несущий элемент с размещенными на нем индукционными катушками. Несущий элемент выполнен в виде корпуса, концентрично установленного относительно кожуха, и образующий с ним кольцевую полость, в полости корпуса установлен сердечник, выполненный полым, при этом индукционные катушки установлены относительно кожуха с зазором, а полость сердечника связана с кольцевой полостью между корпусом и кожухом (патент РФ 2010954, кл. Е 21 В 43/24, 1994 г.).Known induction heater, including a casing, a bearing element with induction coils placed on it. The bearing element is made in the form of a housing concentrically mounted relative to the housing and forming an annular cavity with it, a core made hollow is installed in the housing cavity, while the induction coils are mounted relative to the housing with a gap, and the core cavity is connected with the annular cavity between the housing and the housing ( RF patent 2010954, class E 21 43/24, 1994).

Недостатком указанного нагревателя является применение его в статическом положении, что значительно снижает его эффективность и функциональные возможности при его использовании.The disadvantage of this heater is its use in a static position, which significantly reduces its efficiency and functionality when using it.

Наиболее близким аналогом к заявляемому устройству является скважинный индукционный нагреватель, включающий кожух, несущий элемент с размещенными на нем индукционными катушками, несущий элемент выполнен в виде стержня, который соосно размещен в кожухе, индукционные катушки снабжены ферритовыми магнитопроводами, стержень и кожух выполнены из немагнитного и неэлектропроводящего материала, индукционные катушки соединены последовательно (патент РФ 2200228, кл. Е 21 В 36/04, 37/00, 2001 г.).The closest analogue to the claimed device is a downhole induction heater, including a casing, a bearing element with induction coils placed on it, a supporting element made in the form of a rod that is coaxially placed in the casing, induction coils are equipped with ferrite magnetic circuits, the rod and casing are made of non-magnetic and non-conductive material, induction coils are connected in series (RF patent 2200228, class E 21 36/04, 37/00, 2001).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность при разрушении АСГПиЛО, так как нагрев передается только через стенки НКТ и прогретую область АСГПиЛО, что значительно снижает скорость очистки скважины, а ликвидацию так называемых "глухих" пробок невозможным.The disadvantage of this device is the low efficiency in the destruction of ASGPiLO, since heating is transmitted only through the walls of the tubing and the heated area ASGPiLO, which significantly reduces the speed of well cleaning, and the elimination of the so-called “dead” plugs is impossible.

Задачей изобретения является создание индукционного нагревателя, лишенного указанных недостатков, имеющего минимальные теплопотери, надежного и безопасного, имеющего нагревательную часть непосредственно контактирующую с АСГПиЛО и индуктор, воздействующий на стенки НКТ с целью их разогрева.The objective of the invention is the creation of an induction heater, devoid of these drawbacks, having minimal heat loss, reliable and safe, having a heating part directly in contact with ASGPiLO and an inductor acting on the walls of the tubing to heat them.

Поставленная цель достигается тем, что в индукционном нагревателе, содержащем кожух, несущий элемент, расположенный соосно с кожухом с размещенными на нем последовательно соединенными индукционными катушками, снабженными ферритовыми магнитопроводами, кроме того, несущий элемент, выполнен в виде токопроводящего немагнитного стержня, на нижнюю часть которого замыкается выходящий виток последней обмотки нижней катушки индукционного нагревателя. Верхняя часть несущего элемента через разъем замыкается на броневую оболочку геофизического кабеля, первая обмотка верхней катушки подключена через разъем к центральной жиле кабеля (ЦЖК). Верхняя часть кожуха выполнена из немагнитного и неэлектропроводящего материала, нижняя часть кожуха выполнена из магнитного и электропроводящего материала, при этом обмотки катушек намотаны на ферритовые магнитопроводы с разными диаметрами, причем обмотки верхней катушки намотаны на ферритовый магнитопровод с большим диаметром, а обмотки нижней катушки намотаны на ферритовый магнитопровод с меньшим диаметром.This goal is achieved by the fact that in the induction heater containing the casing, the supporting element, located coaxially with the casing with induction coils arranged in series thereon, provided with ferrite magnetic circuits, in addition, the supporting element is made in the form of a conductive non-magnetic rod, on the lower part of which the output coil of the last winding of the lower coil of the induction heater closes. The upper part of the supporting element through the connector is closed to the armored sheath of the geophysical cable, the first winding of the upper coil is connected through the connector to the central core of the cable (CLC). The upper part of the casing is made of non-magnetic and non-conductive material, the lower part of the casing is made of magnetic and electrically conductive material, while the coil windings are wound on ferrite magnetic cores with different diameters, and the windings of the upper coil are wound on a ferrite magnetic circuit with a large diameter, and the windings of the lower coil are wound on ferrite core with a smaller diameter.

На чертеже представлен продольный разрез индукционного нагревателя.The drawing shows a longitudinal section of an induction heater.

Индукционный нагреватель содержит кожух 1, несущий элемент 2. На несущем элементе размещены последовательно соединенные индукционные катушки 3, 4, снабженные ферритовыми магнитопроводами 5, 6, несущий элемент 2 выполнен в виде токопроводящего немагнитного стержня. На нижнюю часть несущего элемента 2 замыкается выходящий виток последней обмотки нижней катушки 4. Верхняя часть несущего элемента 2 через разъем 7 замыкается на броневую оболочку 8 геофизического кабеля 9. Первая обмотка верхней катушки 3 подключена через разъем 7 к центральной жиле кабеля 10 (ЦЖК). Верхняя часть кожуха 1 выполнена из немагнитного и неэлектропроводящего материала 11. Нижняя часть кожуха выполнена из магнитного и электропроводящего материала 12. Обмотки катушек 3, 4 намотаны на ферритовые магнитопроводы 5, 6 с разными диаметрами, причем обмотки верхней катушки 3 намотаны на ферритовый магнитопровод 5 с большим диаметром, а обмотки нижней катушки 4 намотаны на ферритовый магнитопровод 6 с меньшим диаметром.The induction heater includes a casing 1, a bearing element 2. Serially connected induction coils 3, 4, equipped with ferrite magnetic circuits 5, 6 are placed on the bearing element, the bearing element 2 is made in the form of a conductive non-magnetic rod. The output coil of the last winding of the lower coil 4 is closed to the lower part of the carrier 2. The upper part of the carrier 2 through the connector 7 is closed to the armored sheath 8 of the geophysical cable 9. The first winding of the upper coil 3 is connected through the connector 7 to the central core of cable 10 (CLC). The upper part of the casing 1 is made of non-magnetic and non-conductive material 11. The lower part of the casing is made of magnetic and conductive material 12. The windings of coils 3, 4 are wound on ferrite magnetic cores 5, 6 with different diameters, and the windings of the upper coil 3 are wound on a ferrite magnetic core 5 s large diameter, and the windings of the lower coil 4 are wound on a ferrite core 6 with a smaller diameter.

Индукционный нагреватель работает следующим образом.Induction heater operates as follows.

Подключенный к источнику высокочастотной энергии посредством геофизического кабеля 9 индукционный нагреватель опускают в скважину. При прохождении тока высокой частоты по обмоткам катушки 3 создается электромагнитное поле, которое индуцирует на соответствующем участке насосно-компрессорной трубы вихревые токи, вызывающие нагрев металла трубы. Протекание тока высокой частоты по катушке 4 вызывает нагрев вихревыми токами нижней части 12 корпуса нагревателя. Интенсивно выделяющееся тепло в нижней части нагревателя способствует ускоренному и эффективному разогреву и разрушению АСГПиЛО. В процессе работы индукционный нагреватель опускается ниже, разогревая и разрушая АСГПиЛО на всю глубину их образования.Connected to a source of high-frequency energy through a geophysical cable 9, the induction heater is lowered into the well. When a high-frequency current passes through the windings of the coil 3, an electromagnetic field is created that induces eddy currents in the corresponding section of the tubing, causing the metal of the pipe to heat. The flow of high-frequency current through the coil 4 causes eddy current heating of the lower part 12 of the heater body. The intensively generated heat in the lower part of the heater contributes to the accelerated and efficient heating and destruction of ASGPiLO. In the process, the induction heater sinks lower, heating and destroying ASGPiLO to the entire depth of their formation.

Использование предлагаемого индукционного нагревателя позволит значительно повысить эффективность воздействия на АСГПиЛО с целью их разрушения, а также существенно увеличит скорость такого воздействия. Таким образом, достигается высокий коэффициент действия предложенного индукционного нагревателя.The use of the proposed induction heater will significantly increase the effectiveness of the impact on ASGPiLO with the aim of their destruction, and also significantly increase the speed of such exposure. Thus, a high coefficient of action of the proposed induction heater is achieved.

Claims

An induction heater comprising a casing, a bearing element, located coaxially with the casing with induction coils arranged in series thereon, provided with ferrite magnetic circuits, characterized in that the supporting element is made in the form of a conductive non-magnetic rod, the output coil of the last winding of the lower coil is closed to its lower part induction heater, the upper part of the supporting element through the connector is closed to the armored sheath of the geophysical cable, the first winding of the upper the ears are connected through a connector to the central core of the cable (CLC), the upper part of the casing is made of non-magnetic and non-conductive material, the lower part of the casing is made of magnetic and electrically conductive material, while the coil windings are wound on ferrite magnetic circuits with different diameters, and the windings of the upper coil are wound on a ferrite magnetic core with a large diameter, and the windings of the lower coil are wound on a ferrite magnetic core with a smaller diameter.