Устройство для парообразования

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для очистки кабелей на устье скважин, нагрева замерзшей арматуры и для удаления гидрато-парафиновых пробок из фонтанной скважинной арматуры. Кроме того полезная модель применима и в других областях промышленности. Содержит емкость с водой, опущенные в воду электрические нагреватели и отводящий шланг для подвода пара к разогреваемому объекту. Закрепляют вокруг корпусов нагревателей по всей длине и по всей периферии отрезки трубок. Устанавливают на конце отводящего шланга сопло с малым отверстием с соотношением площадей отверстий в их поперечном сечении сопла и патрубка, на который надет шланг, примерно 1:5. В качестве средства контроля окончания работы устройства устанавливают визуальный и слуховой контроль прекращения выхода пара из сопла на конце отводящего шланга. При использовании предложенного устройства достигается интенсивное парообразование, отсутствие перегорания электрических нагревателей, эффективное воздействие пара на разогреваемый объект, наличие средств контроля уровня жидкости в емкости.

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована для очистки кабелей на устье скважин, 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», МПК⁷ Е21В 37/00, 36/00, 27.08.2002 г.).

Недостатками устройства по прототипу являются:

- интенсивность парообразования недостаточна;

- электрические нагреватели перегорают при снижении уровня воды в емкости;

- воздействие пара на разогреваемый объект недостаточно эффективно;

- нет контроля уровня воды в емкости, что приводит к перегреву и перегоранию электрических нагревателей.

Задачей полезной модели является устранение приведенных недостатков.

Техническим результатом, достигаемым при использовании предложенного устройства, является интенсивное парообразование. Кроме того достигается отсутствие перегорания электрических нагревателей, 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 патрубок с отводящим шлангом для подвода пара к разогреваемому объекту, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ, вокруг корпусов нагревателей закреплены по всей длине и по всей периферии отрезки трубок. Электрические нагреватели рассчитаны из условия их работоспособности без перегорания в воде, паре, воздухе. На конце отводящего шланга установлено сопло с отверстием с соотношением площадей отверстий сопла и патрубка, на который надет шланг, 1:5.

То, что вокруг корпусов нагревателей закреплены по всей длине и по всей периферии отрезки трубок, во-первых, увеличивает площадь теплопередачи от нагревателя; во-вторых, малые объемы воды в трубках малого сечения обеспечивают быстрое закипание жидкости, быстрый ее перегрев и испарение, а также дополнительный перегрев полученного пара в верхней части трубок, приводящий к увеличению его объема. Кроме того, быстро испаряющаяся вода в трубках обеспечивает постоянный подсос воды в трубки из емкости, что также интенсифицирует парообразование.

Как видно, приведенное обеспечивает качественный рост интенсивности парообразования.

Расчет электрических нагревателей из условия их работоспособности без перегорания в воде, паре, воздухе обеспечивает их работоспособность без перегорания независимо от уровня жидкости в емкости и независимо от среды, находящейся в емкости. В качестве электрических нагревателей используют, например, воздушные нагреватели, которые не перегорают ни в воздухе, ни в воде, ни в паре. Для расчета воздушных нагревателей используют типовой физический расчет нагревателей.

Установка на конце отводящего шланга сопла с отверстием с соотношением площадей отверстий сопла и патрубка, на который надет шланг, в их поперечном сечении 1:5 обеспечивает, с одной стороны, повышение работоспособности и эффективности воздействия паровой струи за счет возросшего давления и скорости выхода, а, с другой стороны, безопасности устройства, так как повышение давления пара в емкости не превысит 5 кгс/см², что соответствует принятым правилам безопасности работать с давлением воздушных и гидравлических систем в пределах 4-6 кгс/см².

Как видно, указанный технический результат полностью достигается.

Предложенное устройство для парообразования показано на чертеже, где на фигуре 1 изображен его поперечный разрез, а на фигуре 2 - разрез А-А на фигуре 1, показывающий в разрезе корпус нагревателя.

Устройство содержит емкость 1 с водой, опущенные в воду электрические нагреватели 2, отводящий шланг 3 для подвода пара к разогреваемому объекту.

Вокруг корпусов нагревателей 2 закреплены по всей их длине и по всей периферии отрезки трубок 4. Электрические нагреватели 2 рассчитаны из условия их работоспособности без перегорания в воде, паре, воздухе. Для повышения эффективности действия пара на конце отводящего шланга 3 установлено сопло 5 с отверстием с соотношением площадей отверстий сопла 5 и патрубка 6, на который надет шланг, 1:5.

Устройство работает следующим образом.

В емкость 1 заливают воду до предусмотренного уровня. Включают электрические нагреватели 2 в электрическую цепь. Нагреватели 2 начинают нагреваться и нагревать отрезки труб 4. Начинается процесс образования пара из воды, а в верхней части отрезков труб 4 происходит перегрев влажного пара в сухой. Так как процесс перегрева пара требует больших затрат тепла, чем процесс испарения воды, то нагреватели 2 в верхней части охлаждаются даже больше, чем в нижней части, где расположена вода. Перегретый сухой пар выходит через патрубок 6, шланг 3, сопло 5 наружу. Так как сопло 5 имеет примерно в 5 раз меньшее сечение отверстия, чем отверстие патрубка 6, то пар из сопла 5 выходит интенсивно и его видно невооруженным глазом и слышен характерный шипящий звук. Как только выход пара прекратится, это будет и видно и слышно. Это явится сигналом для отключения подачи электроэнергии к нагревателям 2 или для подлива воды в емкость 1.

Однако и при невыполнении указанных действий нагреватели 2 не перегорят, так как рассчитаны работать не только в воде и паре, но и на воздухе.

1. Устройство для парообразования, содержащее емкость с водой, опущенные в воду электрические нагреватели и патрубок с отводящим шлангом для подвода пара к разогреваемому объекту, отличающееся тем, что вокруг корпусов нагревателей закреплены по всей длине и по всей периферии отрезки трубок.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что электрические нагреватели рассчитаны из условия их работоспособности без перегорания в воде, паре, воздухе.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на конце отводящего шланга установлено сопло с отверстием с соотношением площадей отверстий сопла и патрубка, на который надет шланг, 1:5.