НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ САМОНЕСУЩИЙ КАБЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Полезная модель относится к нагревательным кабелям и может быть использована для оборудования нефтяных скважин и поддержания в них теплового режима в целях предотвращения образования и ликвидации парафиновых отложений на стенках насосно-компрессорной трубы.
Известен нагревательный кабель (марка КНСПпоБП, ТУ16.К09-120-2003, производитель ООО «Камский кабель»), содержащий три стальные жилы, изолированные блок-сополимером этилена с пропиленом, подушку под броню и броню из стальной оцинкованной ленты.
Недостатком известного кабеля является то, что он не является самонесущим.
Известен нагревательный кабель марки КГнМП, содержащий центральную технологическую жилу, изоляционную оболочку, контрольные изолированные жилы, контрольные провода датчиков температуры, изоляционную оболочку сердечника, токопроводящие жилы нагревательных элементов, разделяющие изолирующие жгуты, изоляционную оболочку нагревательного элемента, первый повив брони нагревательного кабеля, второй повив брони нагревательного кабеля и оболочку (см. патент на полезную модель №35823 от 10.02.2004).
Недостатком известного кабеля является то, что каждая жила нагревательного элемента имеет изоляцию, это ухудшает отвод тепла.
Наиболее близкой конструкцией того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является кабель для нагрева нефтяных скважин марки КННСГ (производитель ОАО «Завод «Сарансккабель»), содержащий несущий трос из стальных проволок, изоляцию из сшитого полиэтилена, нагревательный элемент из 20-ти изолированных медных проволок и оболочку из сшитого полиэтилена. Данная конструкция принята за прототип.
Признаки прототипа, являющиеся общими с заявленной полезной моделью: грузонесущий элемент, выполненный из стальных проволок; изоляция из полимерного материала; нагревательный элемент; оболочка из полимерного материала.
Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является то, что каждая жила нагревательного элемента имеет изоляцию, это ухудшает отвод тепла.
Задачей предложенного технического решения является создание нагревательного самонесущего кабеля постоянного тока, у которого улучшен отвод тепла от нагревательного элемента.
Поставленную задачу решают за счет того, что в известном кабеле, содержащем грузонесущий элемент, выполненный из стальных проволок, изоляцию из полимерного материала, нагревательный элемент и оболочку из полимерного материала, в центре кабеля размещена токопроводящая жила, выполненная из алюминиевых проволок, а в качестве нагревательного элемента использован грузонесущий элемент, расположенный поверх изолированной токопроводящей жилы, при этом сопротивление нагревательного элемента много больше сопротивления токопроводящей жилы, что обеспечивает выделение тепла только в нагревательном элементе.
Признаки предлагаемого кабеля, отличительные от прототипа - размещение в центре кабеля токопроводящей жилы, выполненной из алюминиевых проволок; использование грузонесущего элемента в качестве нагревательного элемента; расположение грузонесущего элемента поверх изолированной токопроводящей жилы; сопротивление нагревательного элемента много больше сопротивления токопроводящей жилы.
На чертеже изображен патентуемый кабель: 1 - токопроводящая жила, скрученная из алюминиевых проволок, 2 - полимерная изоляция, 3 - стальная проволочная броня, 4 - полимерная оболочка.
Кабель выполнен следующим образом.
На токопроводящую жилу 1, скрученную из алюминиевых проволок, наложена изоляция 2 из полимерного материала (например, сшитый полиэтилен). Поверх изолированной токопроводящей жилы расположены броня из стальных проволок и оболочка 4 из полимерного материала (например, сшитый полиэтилен). Броня из стальных проволок 3 является грузонесущим элементом и выполняет функцию нагревательного элемента. Сопротивление нагревательного элемента много больше сопротивления токопроводящей жилы, что обеспечивает выделение тепла только в нагревательном элементе. При этом тепловой поток равен
,
где U - напряжение;
S - сечение стальных проволок;
ρ - удельное объемное сопротивление стали;
L - длина кабеля.
Постоянный ток необходим для исключения влияния магнитных свойств брони на полное сопротивление электрической цепи, т.е. для увеличения отдаваемой тепловой мощности.