一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置的制作方法

本技术涉及钻井作业，特别是涉及一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置。

背景技术：

1、在石油、天然气等深井钻探作业中，钻具长期承受高负荷、高转速、大扭矩及井下高温等复杂工况，极易导致钻杆与接头之间的螺纹连接部位（即丝扣）发生粘扣或咬死现象。一旦发生粘扣，常规上卸扣工具（如b型钳）所提供的扭矩往往不足以完成拆卸，强行使用大扭矩或敲击方式拆卸，又可能造成钻具本体损伤甚至断裂，严重影响作业安全与设备寿命。为解决上述问题，现场常采用加热方式对钻具母扣进行热胀处理，以实现安全拆卸。然而，传统加热手段采用动火作业进行加温，加热不均匀且加热时间长，如遇特殊工况现场禁止动火，可能无法使用该加热手段。

2、现有技术中，已有针对油田集输管线、储罐等场景的电磁加热装置。例如现有技术中，提出的公开号为cn221886752u，公开日为2024年10月22日的中国实用新型专利文件，该专利文献所公开的技术方案如下：一种多功能高频防爆型电磁加热成套装置，采用的高频电磁加热器是高频防爆导线分别连接着防爆接线盒和1～6组复合隔热保温式硅橡胶热电缆绕组线圈的高频电磁加热型防护毡体，防爆配电控制柜是装有高频变高频控制电源电容器、防爆轴流风机、油冷式电容器散热箱、智能温控仪和防爆接线箱，在高频电源输出型防爆配电控制柜的高频电源接线端头分别连接防爆接线盒和1～6组高频电磁加热型防护毡体。

3、上述技术方案中无有效限位与固定结构，在实际使用过程中，线圈、高频防爆导线容易因振动或操作移动，导致加热位置偏移，影响加热均匀性。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，能实现防爆导线在钻具母扣外周的精准定位与防松脱，有效防止因振动或操作扰动引起的加热位置偏移，能显著提升加热的稳定性、均匀性与重复性。

2、本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

3、一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，包括防爆配电控制柜、防爆导线以及固定支架；所述防爆导线的一端与所述防爆配电控制柜电连接，另一端固定于所述固定支架上，并以螺旋方式缠绕在待加热的钻具母扣外周，缠绕后再次固定于所述固定支架，并返回与所述防爆配电控制柜形成闭合回路。

4、所述固定支架上设有第一夹持机构，所述第一夹持机构在固定支架上的高度可调，且所述防爆导线固定在所述第一夹持机构上。

5、所述第一夹持机构上设有防爆航插，所述防爆导线包括第一防爆导线以及以螺旋方式缠绕在待加热的钻具母扣外周的第二防爆导线，所述第二防爆导线两端分别通过防爆航插与第一防爆导线连通。

6、所述固定支架和第一夹持机构分别采用非铁磁性材料制成。

7、还包括用于测量加热温度的探测装置，所述探测装置设置在固定支架上。

8、所述探测装置通过高度可调的第二夹持机构设置在固定支架上。

9、所述防爆导线的外层包覆有绝缘且耐高温的护套材料。

10、所述钻具母扣外周缠绕有所述防爆导线的区域包裹有保温层。

11、所述防爆配电控制柜包括防爆箱体、防爆主机以及散热装置。

12、所述防爆主机包括防爆开关、防爆按钮以及用于插接防爆导线的防爆插接件。

13、与现有技术相比，本实用新型的有益效果表现在：

14、1、本实用新型中，通过设置固定支架并与防爆导线配合连接，实现缠绕在待加热钻具母扣外周的防爆导线两端可靠固定。结合螺旋式缠绕方式，不仅实现了防爆导线位置的有效限位与防松脱，还确保防爆导线紧密贴合于钻具母扣表面。该结构显著提升了磁场耦合效率，实现了对钻具母扣区域的局部精准加热，有效提高了加热的均匀性与热效率。

15、2、由于第一夹持机构在固定支架上的高度可调，能够精准调节防爆导线在固定支架上的位置，从而适应不同规格钻具母扣的缠绕需求，确保防爆导线与钻具母扣表面紧密贴合，提升本电磁加热装置的通用性与作业可靠性。

16、3、所述第二防爆导线的两端通过防爆航空插头实现可拆卸连接。在安装与拆卸过程中，仅需操作插头即可完成电路通断，有效减少现场绕线长度，显著提升装置的拆装便捷性与作业效率。

17、4、所述固定支架和第一夹持机构均采用非铁磁性材料制成，在高频电磁场环境下可有效避免涡流产生和感应电弧风险，保障设备在防爆工况下的安全稳定运行。

18、5、设置探测装置，可实时监测钻具母扣的加热温度，为温度反馈与控制系统提供数据支持，有助于实现加热过程的精确控制和过热保护。

19、6、所述探测装置通过高度可调的第二夹持机构安装于固定支架上，便于根据钻具母扣的规格和加热区域灵活调整其位置，确保测温点准确对应待测部位，从而提升温度监测的准确性与可靠性，增强装置对不同规格钻具母扣的适应性。

20、7、防爆导线的外层包覆有绝缘且耐高温的护套材料，能提升绝缘安全性与使用可靠性。

21、8、所述钻具母扣外周缠绕有所述防爆导线的区域包裹有保温层，不仅可增强绝缘性能，还能有效减少加热过程中的热量散失，提高热效率，同时通过外部隔热降低防爆导线自身的温升，避免其因过热而导致绝缘老化或性能下降。

22、9、所述散热装置能够及时导出并散发防爆主机在运行过程中产生的热量，保障内部电气元件的稳定工作；所述防爆箱体可承受其内部可能发生的爆炸性气体混合物的爆炸压力，并能有效阻止爆炸火焰及高温气体向外壳周围环境传播。散热装置与防爆箱体协同配合，不仅确保了设备的热管理可靠性，更显著提升了防爆配电控制柜的整体防爆性能与运行安全性。

23、10、所述防爆主机的所有电气接口均采用防爆型结构，可在易燃易爆环境中安全地进行通断操作和线路连接。其中，防爆插接件能够有效防止插拔过程中产生电火花引燃周围可燃气体，同时便于现场快速拆装与维护。

1.一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，包括防爆配电控制柜（1）和防爆导线，其特征在于：还包括固定支架（2）；所述防爆导线的一端与所述防爆配电控制柜（1）电连接，另一端固定于所述固定支架（2）上，并以螺旋方式缠绕在待加热的钻具母扣外周，缠绕后再次固定于所述固定支架（2），并返回与所述防爆配电控制柜（1）形成闭合回路。

2.根据权利要求1所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述固定支架（2）上设有第一夹持机构（3），所述第一夹持机构（3）在固定支架（2）上的高度可调，且所述防爆导线固定在所述第一夹持机构（3）上。

3.根据权利要求2所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述第一夹持机构（3）上设有防爆航插，所述防爆导线包括第一防爆导线（6）以及以螺旋方式缠绕在待加热的钻具母扣外周的第二防爆导线（7），所述第二防爆导线（7）两端分别通过防爆航插与第一防爆导线（6）连通。

4.根据权利要求2所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述固定支架（2）和第一夹持机构（3）分别采用非铁磁性材料制成。

5.根据权利要求1或4所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：还包括用于测量加热温度的探测装置（4），所述探测装置（4）设置在固定支架（2）上。

6.根据权利要求5所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述探测装置（4）通过高度可调的第二夹持机构（5）设置在固定支架（2）上。

7.根据权利要求1或4所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述防爆导线的外层包覆有绝缘且耐高温的护套材料。

8.根据权利要求1或4所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述钻具母扣外周缠绕有所述防爆导线的区域包裹有保温层。

9.根据权利要求1或4所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述防爆配电控制柜（1）包括防爆箱体、防爆主机以及散热装置。

10.根据权利要求9所述的一种应用于钻具母扣的防爆电磁加热装置，其特征在于：所述防爆主机包括防爆开关、防爆按钮以及用于插接防爆导线的防爆插接件。