CN110107257B - 高效蓄能环保井口保温设备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效蓄能井口设备保温装置，包括与井口设备连接的导热套以及设置在导热套上的加热装置和保温装置，所述加热装置包括与导热套连接的传热套和双金属变形套，所述传热套上设置有可变形支撑柱，所述可变形支撑柱与加热套连接，所述加热套与传热垫套，所述双金属变形套与传热套和加热套连接，其加热套与传热套之间设置有隔热槽，所述隔热槽与双金属变形套连接。本发明的装置能够在遇冷后自动加热，并能够在温度达到一定的高度时自动停止加热，且设置的隔热槽以及保温层能够有效的进行长时间的保温隔热，防止热量流失，有效节省电能，增加本装置的使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及井口保温领域，尤其涉及一种高效蓄能井口设备保温装置。
背景技术
油田生产，井口保温是一项重要的工作。一年一次的保温工作需要大量的人力物力。繁重的任务给生产单位职工造成超强的劳动强度。大量的玻璃丝布、毛毡、油漆不断地拆、裹、刷用来保温；玻璃丝布、毛毡的粉尘，油漆的有毒物质又极大的伤害着广大职工的健康，对职工的身心造成了损害。非常不利于成本控制及HSE管理，加大了成本投入。
传统井口装置保温工作任务繁重，劳动强度大。长期以来，井口保温采取的是采购大量的毛毡包裹，用玻璃丝布梱扎，然后再刷油漆。由于采油队井数多，保温工序繁琐，人员紧缺，时间紧，任务重。每年不因天寒地冻必须如火如荼地进行，抢在入冬前完成，职工劳动强度极大。浪费资源，不利于成本节约与控制。由于每年冬季都重复保温这一项工作，大量地采购毛毡、玻璃丝布、油漆用来保温。井口一有新的任务就必须拆除，重复包扎，有的井口一年要保温包扎好几次，造成极大的浪费，对成本控制造成了很大的难度，不利于成本的节约。
不利于职工的身心健康。玻璃丝布的玻璃丝不仅使人浑身发痒，还是一祌有毒物质；毛毡的粉尘十分呛人，吸入肺还可能引发肺病；油漆也是有毒物质，其成分只要为苯、甲苯、二甲苯等苯化合物，长期吸入可引发皮疹、头晕、免疫力低下、呼吸道受损、哮喘等疾病，严重影响广大职工的身心健康。非常不利于现代化企业“以人为本”的管理理念。
传统保温后的井口对以后的工作极为不利。保温后要上作业、更换闸门、卡箍等工作首先要用刀、锨等工具把保温材料破坏性铲掉。由于干了的油漆很硬，非常困难，费时费力，影响开井时率，不利于生产运行。保温需要大量的停井，一口井大约需要半小时左右或更多时间。重复包扎、裹、刷，这样就得重复停井，因此对产量的完成造成极大影响。重复的启停也会造成抽油机负荷不断变化，影响抽油机的正常使用，缩短其使用寿命。
现有技术申请号为CN200320101034.7的实用新型专利，公开了一种井口加热保温装置，包括加热保温装置、电源温控装置。加热保温装置由四部分组成，井口加热保温体、回压管保温体、回压闸门保温体、套管四通保温体，井口加热保温体将井口套管四通以上的部件和生产闸门、油嘴套、丝堵包于其中，它由外向内分为外壳、保温层、加热器、传热层，外壳的形状根据各井口局部特殊形状量身定做，加热器将电能转化为热能，通过加热器内的电热器加热导热液间接的对井进行口加热，回压管保温体、回压闸门保温体和套管四通保温体由外壳和保温层组成，对井口进行保温。电源温控装置的感温器将温度信号传给温控器，通过温控器动作，控制交流继电器的吸合和断开，从而接通或断开井口加热保温体内的加热器，决定是否对井口实施加热。
申请号为CN201821159565.4的实用新型专利，公开了一种易拆装井口装置保温壳，包括上壳，底壳，扁嘴搭扣组件，保温隔热层一，保温隔热层二，钢丝网，其特征在于：所述的扁嘴搭扣组件包括连接扣和锁扣，所述的连接扣与锁扣连接，所述的连接扣安装在底壳的外圈上，所述的锁扣安装在上壳的外圈上，所述的上壳内填充有保温隔热层一，所述的底壳内填充有保温隔热层二，所述的保温隔热层一，保温隔热层二之间设有钢丝网。该实用新型通过易拆装井口装置保温壳的设置，实现了井口装置的保温，提高了井口装置的使用寿命，减少了热损耗，降低了使用成本。
申请号为CN201720255522.5的实用新型专利，公开了一种井口保温装置，包括主体罩，主体罩上部至少一侧设有上支臂罩和与上支臂罩相连的上阀门罩，主体罩下部至少一侧设有下支臂罩和与下支臂罩相连的下阀门罩，井口保温装置整体由内向外依次由内层、保温层和外层组成。该实用新型井口保温装置具有使用方便、防火、防水和保温等优点。
申请号为CN201020133284.9的实用新型专利，公开了一种油田注水井口玻璃钢电加热保温箱，它涉及一种油田注水井口保温装置。针对以往的油田注水井口采用板房保温，成本高，占地面积大，热损失大，保温效果差问题。四通、连接筒和阀门盒采用可拆卸的两体式结构，四通、连接筒及阀门盒的内侧壁上均分别设有保温材料层和钢丝网，四通内、每个连接筒内、第一、二组阀门盒内各设有一条电加热带，电加热带之间串联或并联，四通与第一连接筒连通，第一、三连接筒与第二连接筒连通，第一阀门盒与第一连接筒连通，第二阀门盒与第二连接筒连通，第四连接筒与第一阀门盒和第六连接筒连通，第五连接筒与第七连接筒和第二阀门盒连通。该实用新型用于油田注水量少、流量小、冬季室外温度较低的注水井口的保温、保冷。
申请号为CN201410307830.9的发明专利，公开了一种自适应传热隔热多功能复合板，分成预分离型复合板和预压合式复合板两种类型，包括主传热板和双金属变形箍，所述主传热板设置有嵌物孔槽，内装可变形支撑柱，所述主传热板设置有两块，内侧通过可变形支撑柱进行连接，外侧与传热垫板连接，所述双金属变形箍连接卡紧并固定主传热板和传热垫板，所述传热垫板通过遮蔽补偿板与美观装饰密封面板连接，所述美观装饰密封面板覆盖住复合板的外观表面。该发明结构简单、制造容易，成本低廉，有隔热和传热的双重功效，还可以选择在隔热和传热之间进行条件切换，可广泛应用于各种需要传热、隔热需要升温控热、降温控热、受压控热和泄压控热的场合，性能可靠，使用方便。
申请号为CN201820192981.8的实用新型专利，公开了一种快速拼装井口加热保温盒，包括保温箱壳体A(1)、保温箱壳体B(2)；其特征在于，保温箱壳体A设置密封垫层(9)和多个连接点(6)；保温箱壳体A(1)、保温箱壳体B(2)结合部分使用紧固螺杆(7)、紧固螺母进行螺纹连接；在保温箱壳体B中设置加热模块(3)和感温模块(4)，并在感温模块(4)多个位置设置有温度感应头(5)。采用拼装结构，在传统加热保温盒的基础上进行了改进，提高安装效率，降低安装成本。
鉴于上述所述，目前现有的井口保温装置相对来说还不够完善，因此，我们有必要研究一款新型的井口保温设施。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种高效蓄能井口设备保温装置，本发明的装置能够在遇冷后自动加热，并能够在温度达到一定的高度时自动停止加热，且设置的隔热槽以及保温层能够有效的进行长时间的保温隔热，防止热量流失，有效节省电能，增加本装置的使用性能；且拼接式的导热套有助于拆卸安装。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种高效蓄能井口设备保温装置，包括与井口设备连接的导热套以及设置在导热套上的加热装置和保温装置，所述加热装置包括与导热套连接的传热套和双金属变形套，所述传热套上设置有可变形支撑柱，所述可变形支撑柱与加热套连接，所述加热套与传热垫套，所述双金属变形套与传热套和加热套连接，其加热套与传热套之间设置有隔热槽，所述隔热槽与双金属变形套连接；所述加热装置中还设置有控制开关，所述控制开关通过加热套中设置的电加热装置与电源连接；所述保温装置包括设置在传热垫套上的保温层以及设置在保温层上的隔热外套。采用此技术方案，当双金属变形套受冷时变形驱动加热套往传热套一侧移动，同时预压可变形支撑柱和驱动控制开关，使控制开关连接的电加热装置开启，电加热装置开启后发热产生高温，使加热套和传热套发热，并由传热套将其温度传递给导热套，由导热套将温度传递给井口，使井口处的温度上升；当井口的温度上升到一定的温度时，其双金属变形套受热变形膨胀后，使控制开关中的按钮复位，停止电加热装置的通电，加热套在可变形支撑柱的复位下向传热垫套一侧移动；隔热槽中的空气在加热后成为高热气体；保温层用于将电加热装置所产生的热能存储起来，使其能够长时间进行蓄热。
作为优选，所述导热套由两个半圆形的导热套拼接组成，每个半圆形的导热套上均设置有加热装置和保温装置。其中，加热装置和保温装置拼接后通过锁紧螺栓进行固定。
作为优选，所述传热套对称设置在导热套的两侧，并与双金属变形套连接。采用此技术方案，用于将传热套分成两块，进行一起加热传热，以提高升温的速度。
作为优选，所述双金属变形套的底部与导热套和/或井口设备连接，两侧分别设置有卡扣，顶部设置有凹槽，所述凹槽用于将两侧的卡扣分离，便于单独变形，所述卡扣用于卡紧并固定传热套和加热套。
作为优选，所述可变形支撑柱呈柱体结构，其截面形状为两头大、中间小的柱状结构，其可变形支撑柱完成装配后，连接牢固，若不使用专用拆卸工具，则不会掉落。
作为优选，所述双金属变形套位于卡扣的两侧设置有弧形的凹槽。采用此技术方案，便于双金属变形套的变形，其中，双金属变形套的材质设置为导热体，用于在温度低的时候收缩，温度高的时候膨胀张开。
作为优选，所述电加热装置包括设置在加热套位于隔热槽一侧凹槽中的电加热块。采用此技术方案，便于加热套与传热套连接，将其温度传递给传热套。
作为优选，所述导热套、传热套、加热套和传热垫套的材质都是导热体，但传热套的导热系数高于传热垫套的导热系数与导热套1的导热系数相同或低于或高于导热套的导热系数，加热套的导热系数高于传热套的导热系统。采用此技术方案，加热套采用铜或青铜；传热套采用青铜或铝；传热垫套采用铁或钢；导热套采用青铜或铝或铁或钢。
作为优选，所述导热套、传热套和传热垫套的材质都是导热体，且材质均为同种材质，可以是一个整体或不是一个整体。采用此技术方案，导热套、传热套和传热垫套的材质包括铝、镉、铜、熟铁、银、钢或石墨中的一种或多种混合制成。
作为优选，所述保温层设置为玻璃棉或岩棉或中空结构的保温套中的一种或多中；其保温套与隔热外套连接的一侧涂有一层纳米隔热涂层。采用此技术方案，由保温层蓄热保温加热装置所产生的热能，使其能够长时间进行保温蓄热。
作为优选，所述控制开关包括设置在双金属变形套或加热套或隔热槽中的按键开关或微动开关。采用此技术方案，由双金属变形套的变形或加热套的移动驱动按键开关或微动开关，使按键开关或微动开关所连接的电加热块通电或断电。其中，按键开关或微动开关采用金属或防热的材料制成。
本发明的有益效果是：
1.本发明设计新颖，结构合理、简单，不仅能够有效给井口进行加热保温，而且保温效果好，能够有效节省成本，且具有隔热和传热的等功效，能够有效提升产油的生产效率；
2.本发明的装置还可以选择在隔热和传热之间进行条件切换，可广泛应用于各种需要传热、隔热需要升温控热、降温控热、受压控热和泄压控热的场合，且性能可靠，使用方便；
3.本发明的装置能够在遇冷后自动加热，并能够在温度达到一定的高度时自动停止加热，且设置的隔热槽以及保温层能够有效的进行长时间的保温隔热，防止热量流失，有效节省电能，增加本装置的使用性能；且拼接式的导热套有助于拆卸安装。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明涉及的俯视图；
图2为本发明涉及的结构示意图；
图3为本发明涉及的双拼结构示意图；
图4为本发明涉及的主视图。
图中标号说明：导热套1，传热套2，双金属变形套3，可变形支撑柱4，加热套5，传热垫套6，隔热槽7，控制开关8，电加热装置9，保温层10，隔热外套11，电源接口12，锁紧螺栓13，凹槽301。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述：
参照图1至图4所示，一种高效蓄能井口设备保温装置，包括与井口设备连接的导热套1以及设置在导热套1上的加热装置和保温装置，所述加热装置包括与导热套1连接的传热套2和双金属变形套3，所述传热套2上设置有可变形支撑柱4，所述可变形支撑柱4与加热套5连接，所述加热套5与传热垫套6，所述双金属变形套3与传热套2和加热套5连接，其加热套5与传热套2之间设置有隔热槽7，所述隔热槽7与双金属变形套3连接；所述加热装置中还设置有控制开关8，所述控制开关8通过加热套5中设置的电加热装置9与电源连接；所述保温装置包括设置在传热垫套6上的保温层10以及设置在保温层10上的隔热外套11。采用此技术方案，当双金属变形套3受冷时变形驱动加热套5往传热套2一侧移动，同时预压可变形支撑柱4和驱动控制开关8，使控制开关8连接的电加热装置9开启，电加热装置9开启后发热产生高温，使加热套5和传热套2发热，并由传热套2将其温度传递给导热套1，由导热套1将温度传递给井口，使井口处的温度上升；当井口的温度上升到一定的温度时，其双金属变形套3受热变形膨胀后，使控制开关8中的按钮复位，停止电加热装置9的通电，加热套5在可变形支撑柱4的复位下向传热垫套6一侧移动；隔热槽7中的空气在加热后成为高热气体；保温层10用于将电加热装置9所产生的热能存储起来，使其能够长时间进行蓄热。
作为优选，所述导热套1由两个半圆形的导热套拼接组成，每个半圆形的导热套上均设置有加热装置和保温装置。其中，加热装置和保温装置拼接后通过锁紧螺栓13进行固定，如图3所示。
作为优选，所述传热套2对称设置在导热套1的两侧，并与双金属变形套3连接。采用此技术方案，用于将传热套2分成两块，进行一起加热传热，以提高升温的速度。
作为优选，所述双金属变形套3的底部与导热套1和/或井口设备连接，两侧分别设置有卡扣，顶部设置有凹槽，所述凹槽用于将两侧的卡扣分离，便于单独变形，所述卡扣用于卡紧并固定传热套2和加热套5。
作为优选，所述可变形支撑柱4呈柱体结构，其截面形状为两头大、中间小的柱状结构，其可变形支撑柱4完成装配后，连接牢固，若不使用专用拆卸工具，则不会掉落。
作为优选，所述双金属变形套3位于卡扣的两侧设置有弧形的凹槽301。采用此技术方案，便于双金属变形套3的变形，其中，双金属变形套3的材质设置为导热体，用于在温度低的时候收缩，温度高的时候膨胀张开。
作为优选，所述电加热装置9包括设置在加热套5位于隔热槽7一侧凹槽中的电加热块。采用此技术方案，便于加热套5与传热套2连接，将其温度传递给传热套2。
作为优选，所述导热套1、传热套2、加热套5和传热垫套6的材质都是导热体，但传热套2的导热系数高于传热垫套6的导热系数与导热套1的导热系数相同或低于或高于导热套1的导热系数，加热套5的导热系数高于传热套2的导热系统。采用此技术方案，加热套5采用铜或青铜；传热套2采用青铜或铝；传热垫套6采用铁或钢；导热套1采用青铜或铝或铁或钢。
作为优选，所述导热套1、传热套2和传热垫套6的材质都是导热体，且材质均为同种材质，可以是一个整体或不是一个整体。采用此技术方案，导热套1、传热套2和传热垫套6的材质包括铝、镉、铜、熟铁、银、钢或石墨中的一种或多种混合制成。
作为优选，所述保温层10设置为玻璃棉或岩棉或中空结构的保温套10中的一种或多中；其保温套10与隔热外套11连接的一侧涂有一层纳米隔热涂层。采用此技术方案，由保温层10蓄热保温加热装置所产生的热能，使其能够长时间进行保温蓄热。
作为优选，所述控制开关8包括设置在双金属变形套3或加热套5或隔热槽7中的按键开关或微动开关。采用此技术方案，由双金属变形套3的变形或加热套5的移动驱动按键开关或微动开关，使按键开关或微动开关所连接的电加热块通电或断电。其中，按键开关或微动开关采用金属或防热的材料制成。
作为优选，所述加热套5和传热套2上的设置有连接可变形支撑柱4的孔槽，所述孔槽与可变形支撑柱4的配合方式是中间采用过盈配合，两端采用间隙配合，所述可变形支撑柱5的一端与传热垫套6为面接触，另一端高出传热套2的表面，当可变形支撑柱4受强大外力压扁变形后，变形的部分延伸填入到配合间隙之中，当外力撤除后，可变形支撑柱4恢复受力前的原状,并将贴合的加热套5与传热套2分离开。
作为优选，所述加热套5在未受到双金属变形套3的压迫时，被可变形支撑柱4支撑与传热套2分离，隔热槽7中存有空气，此时加热套5处于隔热保温状态。
作为优选，所述隔热槽7中的空气被加热后，在保温装置中进行蓄热，用于减缓与井口连接的导热套降温。
作为优选，所述加热套5在受到双金属变形套3的压迫时，可变形支撑柱4变形，加热套5与传热套2连接，此时加热套5处于传热状态。
作为优选，所述双金属变形套3在受冷未超过预设限度时，其加热套5与传热套2分离，此时处于隔热保温状态；所述双金属变形套3在受冷超过预设限度时，双金属变形套3受冷变形驱动加热套5与传热套2连接，此时由隔热保温状态切换为传热状态；所述双金属变形套3在受热未超过预设限度时，其加热套5与传热套2连接，此时处于加热状态；所述双金属变形套3在受热超过预设限度时，其加热套5与传热套2分离，此时处于隔热保温状态。
作为优选，所述双金属变形套3在受热未超过预设限度时，处于传热状态，在受热超过预设限度时，双金属变形套3受热变形，驱动加热套5与传热套2分离，由传热状态切换为隔热状态，此时应用为阻止过多获取热量和压力的保护模式；所述双金属变形套3在损失的热量未超过预设限度时，处于隔热保温状态，在损失的热量超过预设限度时，双金属变形套3受冷变形，驱动加热套5连接，由隔热保温状态切换为加热状态，此时应用为获取热量或压力的保护模式。
作为优选，所述导热套与井口连接的一侧还设置有若干填空导热硅胶的凹槽。采用此技术方案，有助于热量的传递。
具体实施例
在实际使用时，当天气变冷时，双金属变形套受冷变形压迫连接的加热套和控制开关，驱动加热套以及加热套上的电加热块与传热套连接，当加热套以及加热套上的电加热块与传热套连接时，设置的控制开关在双金属变形套的压迫下开启连接的电加热块，使电加热块通电发热产生热量传递给加热套以及传热套，使传热套快速升温，并将温度传动给导热套，由导热套将温度传递给井口，使井口快速升温，从而提升生产的效率；当井口的温度升高到一定的温度时，其井口处的温度传递给双金属变形套，使双金属变形套受热变形张开，加热套在可变形支撑柱的作用下与传热套分离，同时，控制开关断开电加热块的通电，使其隔热槽中的高温以及加热套和传热垫套上的高温在保温装置的作用下而无法散去，从而起到了保温蓄热功能。
此为，在天气变冷，不使用电加热的情况下时，井口在工作时，其产生的热量通过导热套传递给传热套，再由传热套将热能传递给加热套以及传热垫套使其在保温装置的作用下进行蓄热，当蓄热达到一的限度时，其双金属变形套受热变形，驱动加热套与传热套分离，此时，由传热状态切换为隔热状态；当双金属变形套受冷变形压迫加热套与传热套连接时，加热套上蓄热的热量通过传热套和导热套传递到井口，此时，由隔热状态切换为传热状态。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种高效蓄能井口设备保温装置，包括与井口设备连接的导热套(1)以及设置在导热套(1)上的加热装置和保温装置，其特征在于：所述加热装置包括与导热套(1)连接的传热套(2)和双金属变形套(3)，所述传热套(2)上设置有可变形支撑柱(4)，所述可变形支撑柱(4)与加热套(5)连接，所述加热套(5)与传热垫套(6)连接，所述双金属变形套(3)与传热套(2)和加热套(5)连接，其加热套(5)与传热套(2)之间设置有隔热槽(7)，所述隔热槽(7)与双金属变形套(3)连接；所述加热装置中还设置有控制开关(8)，所述控制开关(8)通过加热套(5)中设置的电加热装置(9)与电源连接；所述保温装置包括设置在传热垫套(6)上的保温层(10)以及设置在保温层(10)上的隔热外套(11)。
2.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述传热套(2)对称设置在导热套(1)的两侧，并与双金属变形套(3)连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述双金属变形套(3)的底部与导热套(1)和/或井口设备连接，两侧分别设置有卡扣，顶部设置有凹槽，所述凹槽用于将两侧的卡扣分离，便于单独变形，所述卡扣用于卡紧并固定传热套(2)和加热套(5)。
4.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述可变形支撑柱(4)呈柱体结构，其截面形状为两头大、中间小的柱状结构，其可变形支撑柱(4)完成装配后，连接牢固，若不使用专用拆卸工具，则不会掉落。
5.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述双金属变形套(3)位于卡扣的两侧设置有弧形的凹槽(301)。
6.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述电加热装置(9)包括设置在加热套(5)位于隔热槽(7)一侧凹槽中的电加热块。
7.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述导热套(1)、传热套(2)、加热套(5)和传热垫套(6)的材质都是导热体，但传热套(2)的导热系数高于传热垫套(6)的导热系数，且传热套(2)的导热系数与导热套(1)的导热系数相同或低于或高于导热套(1)的导热系数，加热套(5)的导热系数高于传热套(2)的导热系数。
8.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述导热套(1)、传热套(2)和传热垫套(6)的材质都是导热体，且材质均为同种材质，可以是一个整体或不是一个整体。
9.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述保温层(10)设置为玻璃棉或岩棉或中空结构的保温层(10)中的一种或多中；其保温层(10)与隔热外套(11)连接的一侧涂有一层纳米隔热涂层。
10.根据权利要求1所述的一种高效蓄能井口设备保温装置，其特征在于：所述控制开关(8)包括设置在双金属变形套(3)或加热套(5)或隔热槽(7)中的按键开关或微动开关。
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