[发明专利]一种双金属护套碳纤维防爆加热电缆及其制造方法和专用设备

说明书

一种双金属护套碳纤维防爆加热电缆及其制造方法和专用设备，该电缆包括由内至外的铜导体、第一绝缘层、碳纤维加热层、第二绝缘层、铜管导电层、第三绝缘层和外护套层；第一绝缘层上均布的每个第一环形开口处分别设有内卡箍，将铜导体与碳纤维加热层电联接；第二绝缘层上均布的第二环形开口处分别设有外卡箍，将碳纤维加热层与铜管导电层电联接。其制造方法包含如下步骤：铜导体挤压；第一绝缘层绕包；第一绝缘层开口；碳纤维加热层绞合；第二绝缘层绕包；第二绝缘层开口；铜管导电层焊接；第三绝缘层绕包；外护套层焊接。其专用设备，包括专用开口设备、专用绕包机和专用波纹压型机。该电缆散热面积大，发热效率高，加热时间短，使用寿命长。

技术领域

本发明属于加热电缆领域，特别涉及一种双金属护套碳纤维防爆加热电缆及其制造方法和专用设备。

背景技术

近年来，由于国际石油资源开采和需求量越来越大，原高质油的储备越来越少，高蜡油勘测和开发逐渐成为石油开采的主流。以我国为例，截止目前我国境内共发现新油田40多处，大约2.6万口油井，但80％是“三高”油品，即含腊高(20-30％)、凝固点高(25℃～30℃)、粘度高(10-20厘帕)。因此即使原油开采到地面储油罐内，如何将原油(稠油在低于50℃结蜡)在管道、储油罐内流动，提升原油温度，以达到温度补偿，提高原油的流动性能，成为人们急需解决的难题。

早在上世纪70年代，辽河油田就开始用落地原油或液化气作为燃料明火燃烧加温，不仅浪费能源、环境污染，而且容易爆炸。80年代后则开始采用电加热棒加温，利用电能转换热能解决降低粘度，但电能耗量太大，增大了原油开采成本。节能、降低成本成为一大难题，也是石油开采过程中要迫切解决的问题。

随着技术的发展，人们发明了各种碳纤维加热电缆。如公开号为CN205657854U公开了一种油井抽油杆碳纤维加热电缆，包括设在中心的铜导体，在铜导体外面依次设有导体绝缘层、碳纤维发热层、碳纤维绝缘层和外护套，所述导体绝缘层和碳纤维绝缘层内分别含有陶瓷橡胶层，在导体绝缘层上均布设有内环槽并在碳纤维发热层上位于每个内环槽处分别卡设有内卡箍，碳纤维发热层通过多个内卡箍与铜导体电联接，形成相互并联的多个电阻；在碳纤维绝缘层上均布有外环槽并在外环槽内分别设有外卡箍，碳纤维发热层通过多个外卡箍与外护套电联接，通过外护套接地形成所述多个电阻的并联回路；所述外卡箍分别位于相邻二个内卡箍的中间位置，所述外护套为钢带沿纵缝焊接拉制而成。

这种加热电缆存在如下问题：1、由于碳纤维发热层通过多个外卡箍与外护套电联接，通过外护套接地形成所述多个电阻的并联回路，即将外护套作为钢管电流回路，因此该加热电缆不具备防爆性能，无法用于油罐加热；2、由于该加热电缆的导体绝缘层和碳纤维绝缘层内均含有陶瓷橡胶层，利用该陶瓷橡胶作为绝缘层制成的加热电缆使用温度可达到600℃，但作为油罐加热电缆，需要长期使用温度达到800℃，因此该加热电缆无法用于油罐加热；3、由于所述碳纤维绝缘层由内至外依次由合成云母带绕包层、所述陶瓷橡胶层和绝缘外护层构成，而其工作时是通过碳纤维发热层通电发热后传导给碳纤维发热层进行发热的，但其碳纤维绝缘层严重影响了其热传导效率，因此该加热电缆发热效率低，升温速度慢。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种防爆性能好，散热面积大，发热效率高，加热时间短，使用寿命长的双金属护套碳纤维防爆加热电缆及其制造方法和专用设备。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种双金属护套碳纤维防爆加热电缆，包括由内至外依次布置的铜导体、第一绝缘层、碳纤维加热层、第二绝缘层、铜管导电层、第三绝缘层和外护套层；所述碳纤维加热层是由多股碳纤维丝圆周均布绞合而成；

所述第一绝缘层上沿该电缆纵向均布设有若干第一环形开口，第一环形开口的深度等于所述第一绝缘层的厚度；在每个第一环形开口处分别设有内卡箍，该内卡箍将所述铜导体与所述碳纤维加热层电联接；