УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПАРООБРАЗОВАНИЯ

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для очистки кабелей на устье скважины, нагрева замерзшей арматуры и для удаления гидрато-парафиновых пробок из фонтанной скважинной арматуры. Кроме того полезная модель применима и в других областях промышленности.
Известны различные устройства для парообразования, используемые в нефтяной и газовой промышленности, в которых источником нагрева является электроэнергия или сжигаемые газ, нефть, мазут и т.п. (Е.И.Бухаленко, В.Е.Бухаленко. Оборудование и инструмент для ремонта скважин. М., Недра, 1991).
Наиболее близким аналогом предложенной полезной модели является устройство для парообразования, содержащее емкость с водой, опущенные в воду электрические нагреватели и отводящий шланг для подвода пара к разогреваемому объекту (свидетельство RU №24853 «Устройство для нагрева труб и арматуры на устье скважины», МПК Е21В 37/00, 27.08.2002 г.).
Устройство по прототипу имеет следующие недостатки:
- производительность парообразования недостаточна;
- электрические нагреватели перегорают при снижении уровня воды в емкости;
- нагрев воды нагревателями идет медленно;
- воздействие пара на разогреваемый объект недостаточно эффективно. Задачей полезной модели является устранение приведенных недостатков. Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного устройства, является высокая производительность парообразования, устойчивость электрических нагревателей от перегорания, быстрый нагрев воды, эффективное воздействие пара на разогреваемый объект.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для парообразования, содержащем емкость с водой, опущенные в воду электрические нагреватели и отводящий шланг для подвода пара к разогреваемому объекту, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, в емкость установлена электрически заизолированная по внутренней поверхности труба с радиальными отверстиями в ее нижней части, в районе которых установлены в качестве электронагревателя воды электроды с расчетным межэлектродным зазором из условия быстрого нагрева воды; в верхней части трубы выше уровня жидкости установлен электронагреватель, не перегораемый в воде, паре, воздухе; на верхнюю часть трубы надет патрубок, переходящий в трубу малого диаметра, на которую надет шланг; на конце шланга установлено сопло с
уменьшенным по расчету отверстием из расчета эффективного нагрева и очистки объектов воздействия паром; электрическая цепь электродов и электронагревателя выполнена последовательной.
То, что в емкости установлена электрически заизолированная по внутренней поверхности труба, позволяет выполнить интенсивный нагрев жидкости и парообразования за счет нагрева не всего объема жидкости в емкости, а ограниченного объема жидкости в трубе, в которой нагрев выполняют разрядами электрического тока между электродами в трубе. Электрическая изоляция трубы изнутри одновременно является и тепловой изоляцией ввиду их единой электронной природы, что позволяет не передавать тепло от нагретой жидкости в трубе холодной жидкости за трубой. Этот факт значительно ускоряет и нагрев жидкости, и интенсивность парообразования.
Радиальные отверстия в нижней части трубы дают возможность входить в трубу новым порциям жидкости из емкости в ненагретой части трубы, что экономит тепло и способствует ускорению нагрева воды в трубе выше радиальных отверстий.
Установка в районе радиальных отверстий в нижней части трубы электродов с расчетным межэлектродным зазором из условия быстрого нагрева воды обеспечивает, во-первых, самый высокопроизводительный нагрев воды электрическими разрядами между электродами, во-вторых, самый эффективный нагрев в единицу времени, в-третьих, нагрев воды в нижней части трубы обеспечивает подъем нагретой воды вверх с подсосом холодной воды из емкости в трубу для ее нагрева, в-четвертых, электроды не перегорают в воде, а при ее отсутствии перестают работать, отключая электрическую цепь, питающую электронагреватель.
Установка в верхней части трубы выше уровня жидкости электронагревателя, не перегораемого ни в воде, ни в паре, ни в воздухе, обеспечивает постоянный перегрев влажного пара в сухой пар, что дополнительно увеличивает объем пара и интенсивность его образования.
То, что на верхнюю часть трубы одет патрубок, переходящий в трубу малого диаметра, на которую одет шланг, обеспечивает транспортировку пара из трубы в шланг без потерь пара и его тепла. Это увеличивает производительность парообразования.
Установка на конце шланга сопла с уменьшенным по расчету отверстием из расчета эффективного нагрева и очистки объектов воздействия паром обеспечивает наиболее эффективный режим процесса воздействия паром на объекты.
Как уже упоминалось, последовательное подключение электродов и нагревателя обеспечивает их отключение от электрической цепи при падении уровня воды в трубе ниже уровня электродов.
Как видно, в предложенном устройстве обеспечивается и интенсивный нагрев воды, парообразования, воздействия паром, и устойчивость нагревателя от перегорания, и отключение электрической цепи при отсутствии воды в трубе и в емкости. Запланированный технический результат достигается.
Предложенное устройство для парообразования показано на чертеже, где изображен его продольный разрез.
Устройство содержит емкость 1 с водой, опущенные в воду электрические нагреватели 2 и 3 и отводящий шланг 4 для подвода пара к разогреваемому объекту.
В емкость 1 установлена электрически заизолированная по внутренней поверхности труба 5 с радиальными отверстиями 6 в нижней части трубы 5. В районе отверстий 6 установлены в качестве электронагревателя воды электроды 2 с расчетным межэлектродным зазором из условия быстрого нагрева воды. В верхней части трубы 5 выше уровня жидкости установлен электронагреватель 3, не перегораемый ни в воде, ни в паре, ни в воздухе. На верхнюю часть трубы 5 одет патрубок 7, переходящий в трубу 8 малого диаметра, на которую одет шланг 4. На конце шланга 4 установлено сопло 9 с уменьшенным по расчету отверстием из расчета эффективного нагрева и очистки объектов воздействия паром. Электрическая цепь 10 электродов 2 и электронагревателя 3 выполнена последовательной.
Устройство работает следующим образом.
В емкость 1 заливают воду до предусмотренного уровня. Включают электрическую цепь 10, в результате чего между электродами 2 через воду начинается разряд электрического тока, интенсивно нагревающего воду, а нагреватель 3, нагреваясь, превращает мокрый пар в сухой с дополнительным расширением пара. Перегретый сухой пар направляется в патрубок 7, трубу 8, шланг 4 и интенсивно выходит через сопло 9 на разогреваемый объект.
Нагреватель 3 не перегорает ни в какой среде. Однако он автоматически отключается, когда уровень воды в емкости 1 и в трубе 5 падает ниже нижнего торца верхнего электрода 2 и разряд электрического тока между электродами прекратится. В этом случае в электрической цепи 10 тока не будет, в связи с чем последовательно включенный в электрическую цепь 10 нагреватель 3 автоматически отключается.
После заливки воды в емкость 10 устройство снова готово к работе с обеспечением запланированного технического результата.