注水井联动测试防喷管加热保温技术设计

摘 要：本文对防喷管的加热保温功率的计算方式进行了简要的分析，通过功率的计算，总结得出相应的注水井联动测试防喷管加热保温技术的设计方式，本文主要就碳纤维内衬加热技术、电热带整体外包加热技术以及硅胶电热板分体加热技术三个方面来进行了注水井联动测试防喷管加热保温技术设计探究，希望通过本文的探究能够为相关的人员提供一定的参考和借鉴。

关键词：注水井；联动测试；防喷管；加热保温技术；设计

为了使得注水井的注水精确性可以得到有效的提升，我国加大了对分层注水井的测试力度，并且根据社会的发展，逐渐的加大了测试工作的范围和时间。目前的注水井测试工作中，主要采用的联动测试技术以及桥式偏心分层配水工艺，两种工艺技术的结合，使得测试的时间得到了有效的缩减，同时也使得测试结果的精确性得到了提升。但是在联动测试中，防喷管因为受到低温的影响，使得测试有着较大的难度。因此，本文就主要针对注水井联动测试防喷管加热保温技术设计进行研究，以保障在低温环境下，防喷管的测试工作可以有效的开展。

1 防喷管加热保温功率计算

在低温环境下，对注水井进行联动测试时，要在防喷管内部水体本文温度的基础上，利用电加热过程中所产生的热量，来对防喷管内部水体的温度进行有效的提升，同时，也可以将这一热量同队补给相关的部件，使得相关部件的热量保持平衡。

利用电加热所产生热量进行防喷管水体热量的补给公式为：

Q=t×c×m

上述公式中，Q为供给的总热量，t防喷管内水体温度的变化值，c指代的是防喷管内部水体的比热容，经过测温，该水体的比热容为4.2kJ・（kg・℃）-1，m就是指代的防喷管内部水体本身的质量。

而利用电加热产生的热量来为相关部件部件的热量进行补充的公式则为：

QT=αT×AW×（tw-t）

在上述公式中，QT就是热量补充值，AW是防喷管外管壁的总面积，tw就是防喷管外侧温度，t为外界空气温度，αT代指具体传热系数。

根据上述两个公式来进行分析，电加热所产生的热量必须要能够超过两者所需的热量之和，这样才能够有效的实现热量的补充和供应。

2 注水井联动测试防喷管加热保温技术设计

2.1 碳纤维内衬加热技术

碳纤维中的碳含量达到了90%以上，材料颜色为黑色，导热性强，相较于其他的材料来说，加热的速度更快，可以在最短的时间内达到恒定的温度，传导效率高，具有较强的节能性质，在实际的应用中，可以起到省电节能的效用。具体碳纤维内衬结构图可详见图1。

图1 碳纤维内衬结构 图2 电热带整体外包结构

该加热技术主要是应用在高压合金管上，该高压合金管主要位于原防喷管的内部，并且能承受40MPa的压力，该加热技术在应用的过程中，会在合金管的外部位置绕一圈相应的纤维热线，而且在防喷管的两端位置上，也会设置套扣，并且利用螺旋堵头堵塞防喷管口，并安装橡胶圈进行彻底的密封处理，这样就能够有效的防止水分的进入，可以利用测试车提供的电能来驱动碳纤维线进行发热处理，同时，在测试车的通电线上，也要适当的设置相应的开关隔离器，从而防止漏电安全事故的发生。该加热技术主要是在防喷管测试的基础上设计得来的，这样的加热技术在实际的应用中，并不会对原有防喷管内部的结构造成破坏和改变，有利于测试工作的开展。防喷管内径Φ62mm，为给测试仪器提供足够的下人空间，选用Φ9mm内径的合金管，厚度2.5mm，外缠直径为Φ3.0mm的碳纤维电热线100m，可产生480W热功率，满足冬季水井测试保温需要，缠绕后的合金管外径为Φ60mm，与防喷管内部两侧存有1mm的预留空间，保证高压合金管顺利安装到防喷管内。

2.2 电热带整体外包加热技术

电热带本身就属于加热电缆，该加热电缆内部的结构为二芯结构，该加热电缆内部的二芯结构主要是由金属导线所构成的，金属导线总共有两根，为保护金属导线，两根金属导线表面均涂抹上高分析材料以及阻燃材料，在实际的工作中，这两根金属导线的正常温度在60℃。针对电热带整体外包加热技术进行设计的过程中，主要是在防喷管的外部位置缠绕相应的电热带，然后在电热带上铺设聚乙烯泡沫保温层，起到保温的作用，同时也要设置相应防雨布，防止雨水进入到防喷管中，从而保障防喷管的实际应用效果。并要防止外界工具伤害保温层，两端用卡子密封固定。具体电热带整体外包结构可见图2。

通过测试车车载供电使电热带发热，并在供电线路上安装漏电空开保护器，通过电热带发热及外层隔热保温的作用实现冬季水井测试的目的，外包缠绕电热带及保温层已留出足够的蹬梯空间，不影响测试工人上下操作。设计应用电热带总长度24m，产生总功率480W，满足防喷管防冻热量需求，外包缠绕后厚度约14mm，剩余蹬梯空间可满足工人操作需要。

2.3 硅胶电热板分体加热技术

硅胶电热线主要是由合金电热丝和硅橡胶高温绝缘布组成，在150℃下可长期使用而几乎无性能变化，在200℃下可持续使用10000h，具有发热快、温度均匀、热效率高、韧性好等特点。硅胶电热板分体加热装置由23节加热保温盒组成，保温盒以分体式可开合钢骨架做基材，将硅胶电热线均匀硫化于橡胶之中，按照保温盒的规格，制成柔性硅胶电热板，镶嵌于钢性壳体中，并在保温盒外壁涂上绝缘隔热树脂，减少热量散失，钢体外壳安装防水防爆插座，增加其使用安全性。使用时将加热保温盒卡装于防喷管梯子之间，接通车载电源进行供电，保温盒安装拆卸方便，钢体外壳耐磕碰，不易损坏，可根据环境温度，适当增减卡装加热装置的级数。每块硅胶电热板内排l0m电热线，可产生功率200W，3节合计产生功率600W，满足冬季水井联动测试保温需要。

结束语

本文主要针对三种加热技术进行了分析，从分析的结果可以看出，每种加热技术的应用都有其一定的优势，天然纤维内衬加热技术在实际的应用中，虽然内径的尺寸会逐渐缩小，但是却不会影响到测试工作的进行，而电热带整体外包加热技术在整体设计上较为简单方便，虽然其会设置相应的踩踏空间，但是也不会影响到测定工作的进行，另外，硅胶电热板分体加热装置，在实际的应用中，易于携带和安装，而且不容易受到其他因素的影响而出现损害，可以说，这三种保温加热技术都能够很好的应用到注水井联动测试防喷管中，以保障的相关测试工作的开展。

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