[实用新型]一种井下电加热器

说明书

本实用新型专利提供了一种井下电加热器，包括电缆仓、注气仓、加热仓、加热器单体、外壳程、中心注气管、端头，所述电缆仓设置在注气仓上方，加热仓设置在注气仓的下部，加热仓的底部设置端头，本实用新型结构简单易于制造，成本低，便于大规模推广。通过加热器单体降低壳程流体的流通截面积，提高了流体的流动速度，降低了辐射传热在壳程传热中的占比，可有效降低电加热棒的壁面温度，提高井下电加热器的井下使用寿命。同时，通过双壳体结构，改变壳程空气的流动路径，极大地提高了加热器的加热效率。

技术领域

本实用新型属于油气资源开发技术领域，尤其涉及用于富油煤、油页岩、重油和稠油等非常规能源原位开采领域中使用的一种井下电加热器。

背景技术

对富油煤、油页岩、重油和稠油等非常规能源进行原位开采往往需要进行原位加热，而上述非常规能源储层的导热系数较低，不适合采用热传导方式进行井下加热，而对流传热方式中高温热载体与储层的接触面积大，相同条件下，其加热效率更高。

油页岩是一种低渗透性、低导热性岩体，而对油页岩进行储层改造后，油页岩层中的人造裂缝提供了高温流体的流动通道，增大了传热面积，以热对流方式将油页岩加热至裂解温度所需的时间较短，有利于提高油页岩原位加热效率。虽然储层改造后，油页岩层的渗透性有所提高，但高温流体需要较高的压力(大于起裂压力)才能打开流动通道，而高压条件下的燃烧不易控制，由于不充分燃烧产生的固体颗粒物可能堵塞油页岩中的人造裂缝，不利于高温流体的注入。同时，注热井突发涌水可能使燃烧反应无法稳定持续进行，燃烧反应停止后，该加热器不易再次点火，因此燃烧式井下加热器不适用于油页岩的原位开采。

2006年壳牌公司开展电加热原位开采技术(简称E-ICP)试验工程，其与ICP最大的不同之处是使用Y型电加热器加热油页岩层。Y型电加热器是由三根电加热棒(裸电极)构成，采用热传导方式加热油页岩。由于油页岩的导热系数较低，因此该方式的加热效率低，加热时间长，而且裸电极局部存在高温热点，电加热棒易产生局部热损失而失效。

受注热井直径的限制，井下电加热器的直径较小，且电加热棒需要一定空间用于连接动力线，因此，井下电加热器中可安装的电加热棒数量较少。基于此，专利CN201720974607.9提出基于连续螺旋折流板结构的井下流体电加热器，虽然该加热器很大程度上降低了电加热棒的壁面温度，提高了井下电加热器的使用寿命，但该加热器的连续螺旋折流板需要钻孔，折流板的加工和安装较为困难，制造成本较高，且该加热器在高功率、大流量加热时，电加热棒的壁面温度依然较高，不利于提高加热器的井下使用寿命。

实用新型内容

针对上述背景技术的阐述，本实用新型提供一种井下电加热器，能够在井下产生大流量的高温流体，同时具有较低的电加热棒壁面温度及较高的井下使用寿命。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种井下电加热器，包括电缆仓、注气仓、加热仓、加热器单体、外壳程、中心注气管、端头，所述电缆仓设置在注气仓上方，加热仓设置在注气仓的下部，加热仓的底部设置端头，所述电缆仓包括设置在电缆仓支座上的电缆仓壳体，电缆仓壳体上设置电缆密封支座；所述电缆仓支座与中心注气管、电加热棒连接；

电加热棒穿过注气仓的壳体、上端盖，注气仓的壳体上部与电缆仓支座连接，注气仓的壳体下部与上端盖连接；

所述加热仓包括加热器内壳体、加热器外壳体和支撑板，所述加热器单体包括电加热棒、连续螺旋折流板和加热器内壳体，电加热棒设置在热器内壳体内，所述电加热棒外侧设置连续螺旋折流板；中心注气管、电加热棒穿过支撑板，所述加热器内壳体穿过支撑板和下端盖。

上述技术方案中，所述支撑板的数量最低为3个。

上述技术方案中，所述加热器内壳体下部出口直径小于加热器内壳体上部入口直径。