一种连续管型加热电缆及其制造方法与流程

本发明属于采用连续管工艺制造井下用大功率大长度高温电加热器，涉及一种连续管型加热电缆及其制造方法。

背景技术：

1、目前井下电加热器主要是矿物绝缘加热电缆(mi加热电缆)结构，此结构的护套材料屈服强度低、壁厚薄，只能满足1000米以内的竖井悬挂使用，对于水平井更是送入困难。用于稠油热采辅助加热和页岩油原位转化的加热井，已经向井深大于1500米的深井和水平井段大于400米的井筒结构发展。需要大于20吨悬挂拉伸强度、大于30mpa的抗外压挤溃和高可靠性、大于2.5年长寿命的电加热器。因此现有技术的mi加热电缆不能满足稠油热采辅助加热和页岩油原位转化加热的需求。

2、页岩油原位转化用电加热器需要满足高温高压(高h2+低h2s+低co2)共存的环境scc应力开裂要求(500-600℃)。目前mi加热电缆电加热器普遍采用拉拔工艺加工，护套材料选用必须考虑到易于拉拔，且壁厚偏薄，难于抵抗井下高温高压高腐蚀环境。

3、现有技术公开的一种采用冷挤压缩成型法制造氧化镁矿物绝缘电缆的方法，其将装配好的待成型电缆引导入缩径成型设备缩径辊轮中缩径成型并整形制造符合最终尺寸要求的氧化镁矿物绝缘电缆。但是，该加工方法受原材料钢管单支长度的限制，一般情况下三芯一体电缆外径为16mm和20mm的电缆长度在100m到160m之间，单芯外径为8mm长度也不会超过650m。现有技术提出的一种加热电缆的加工方法，电缆连续长度可以达到2000m及以上，且加热温度可以达到400℃以上。但是，该加工方法受原材料钢管单支长度的限制，需要管管焊接和芯线焊接，接头多，导致产品质量控制难度大，可靠性降低。

4、综上，现有mi加热电缆技术存在的问题主要是护套材料屈服强度低、壁厚薄，长度短，接头多可靠性低，无法满足页岩油原位转化用电加热器要求更大的井下悬挂重量，更高的抗外压结构，更高的可靠性和使用寿命。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决现有技术中矿物绝缘加热电缆结构的护套材料屈服强度低，接头多可靠性低的问题，提供一种连续管型加热电缆及其制造方法。

2、为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

3、本发明提出的一种连续管型加热电缆，包括外连续管，所述外连续管的一端密封设置，另一端设有开口；

4、在所述外连续管内设有mi加热电缆，所述mi加热电缆包括内连续管、瓷柱和组合线芯，所述瓷柱设置在所述内连续管内，所述组合线芯设置在所述瓷柱内；所述内连续管的长度大于所述外连续管的长度，在所述外连续管的内壁面与所述内连续管的外壁面之间设有导热介质。

5、优选地，所述组合线芯包括发热线芯和供电线芯，所述发热线芯的一端与所述供电线芯的一端焊接，且所述发热线芯位于所述外连续管的密封端；

6、所述发热线芯材质为cr20ni80，所述供电线芯材质为t2铜。

7、优选地，所述瓷柱采用氧化镁材料制成。

8、优选地，所述导热介质为粉末状氧化镁或颗粒状石墨。

9、优选地，所述瓷柱位于所述内连续管的轴线处；所述组合线芯位于所述瓷柱的轴线处。

10、优选地，所述mi加热电缆有若干个。

11、优选地，所述内连续管的壁厚度小于所述外连续管的壁厚度。

12、优选地，所述内连续管和所述外连续管材质均为310s。

13、本发明提出的一种连续管型加热电缆的制造方法，包括如下步骤：

14、步骤1、由内向外依次装配组合线芯、瓷柱和内连续管得到装配件；

15、步骤2、将装配件进行连续拉拔和退火，制成mi加热电缆；

16、步骤3、将mi加热电缆置入外连续管内，并在mi加热电缆与外连续管之间填充导热介质，实现电缆的制备。

17、优选地，在恒温和恒湿环境下将瓷柱穿进组合线芯中。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明提出的一种连续管型加热电缆，最外层是外连续管，该外连续管采用成熟连续管生产技术，通过在外连续管内沿长度方向并列设置mi加热电缆，在mi加热电缆与外连续管之间填充有导热介质，目的是为了实现连续加热。内连续管的长度大于外连续管的长度，可保证外连续管屈服强度高，同时也减少了接头，从而提高了产品的可靠性。因此，本发明提出的加热电缆能够解决现有技术存在的问题。

20、进一步地，发热线芯材质为cr20ni80，此电阻电热合金电气物理特性稳定、高温力学性能好，冷变形塑性好，焊接性好，能使本发明有更长的使用寿命。供电线芯材质为t2铜，此材料具有良好的导电、耐蚀和加工性，能使本发明有更低的电能损耗。

21、进一步地，瓷柱采用氧化镁材料制成，此材料有优良的绝缘性能，能使本发明有更高的工作电压。

22、进一步地，导热介质为粉末状氧化镁或颗粒状石墨，此材料有优良的导热性能，能使本发明有更少的积热。

23、进一步地，内连续管和外连续管材质均为310s，此材料具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性，在高温下能持续作业，能使本发明有更耐高温和耐腐蚀性，提高使用寿命。

24、本发明提出的一种连续管型加热电缆的制造方法，通过将组合线芯、瓷柱及内连续管组装并进行连续拉拔、退火制成mi加热电缆，将导热介质填充进mi加热电缆与外连续管之间填充，完成电缆的制备，操作步骤简单便于制备。

25、进一步地，在恒温和恒湿环境下将瓷柱穿进组合线芯中，目的是为了防止瓷柱吸潮。

技术特征：

1.一种连续管型加热电缆，其特征在于，包括外连续管(5)，所述外连续管(5)的一端密封设置，另一端设有开口；

2.根据权利要求1所述的连续管型加热电缆，其特征在于，所述组合线芯(1)包括发热线芯和供电线芯，所述发热线芯的一端与所述供电线芯的一端焊接，且所述发热线芯位于所述外连续管(5)的密封端；

3.根据权利要求1所述的连续管型加热电缆，其特征在于，所述瓷柱(2)采用氧化镁材料制成。

4.根据权利要求1所述的连续管型加热电缆，其特征在于，所述导热介质(4)为粉末状氧化镁或颗粒状石墨。

5.根据权利要求1所述的连续管型加热电缆，其特征在于，所述瓷柱(2)位于所述内连续管(3)的轴线处；所述组合线芯(1)位于所述瓷柱(2)的轴线处。

6.根据权利要求1所述的连续管型加热电缆，其特征在于，所述mi加热电缆有若干个。

7.根据权利要求1所述的连续管型加热电缆，其特征在于，所述内连续管(3)的壁厚度小于所述外连续管(5)的壁厚度。

8.根据权利要求1所述的连续管型加热电缆，其特征在于，所述内连续管(3)和所述外连续管(5)材质均为310s。

9.一种连续管型加热电缆的制造方法，其特征在于，采用权利要求1～8中任意一项所述的连续管型加热电缆，包括如下步骤：

10.根据权利要求9所述的连续管型加热电缆的制造方法，其特征在于，在恒温和恒湿环境下将瓷柱(2)穿进组合线芯(1)中。

技术总结
本发明公开了一种连续管型加热电缆及其制造方法，属于采用连续管工艺制造井下用大功率大长度高温电加热器技术领域，该外连续管采用成熟连续管生产技术，通过在外连续管内沿长度方向并列设置MI加热电缆，在MI加热电缆与外连续管之间填充有导热介质，目的是为了实现连续加热。内连续管的长度大于外连续管的长度，可保证外连续管屈服强度高，同时也减少了接头，从而提高了产品的可靠性。瓷柱采用氧化镁材料制成，此材料有优良的绝缘性能，能使本发明有更高的工作电压。导热介质为粉末状氧化镁或颗粒状石墨，此材料有优良的导热性能，能使本发明有更少的积热。因此，本发明提出的加热电缆能够解决现有技术存在的问题。

技术研发人员：温宏伟,刘耀民,窦茂科,介升旗,王刚,吴涛,温晓锋,窦璐,鲜林云,汪海涛,宋红兵,库宏刚,周超
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23