CN111810060B - 一种水合物输送用双层管微波加热短节 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种水合物输送用双层管微波加热短节，该装置包括有微波加热装置、内管、外管、支撑板、内管上、下接头组成。其中，微波加热装置由壳体、壳体接头、磁控管、波导管以及端盖组成，磁控管通过端盖分别封装入壳体和壳体接头中，波导管连接对应的磁控管固定于壳体外壁。微波加热装置通过支撑板和内管上、下接头固定于内管外壁，利用外管内壁台阶实现定位。本发明在使用双层管进行水合物的开采泵输过程中，能有效防止输送管内水合物再次生成，提高开采效率，保障装备安全。
Description
技术领域
本发明涉及到双层管钻井开采领域，特别涉及一种水合物输送用双层管微波加热短节。
背景技术
双层管钻井方法与常规钻井相比拥有内管和内外管环空两个通道，可实现管内回收，常用于控压钻井，特别适合海洋窄密度窗口的油气开采和水合物的开发。
天然气水合物广泛存在于地球永久冻土层以及深海中，被认为是21世纪一种潜在的清洁能源。全球已通过降压法和固态流化法进行了多次水合物的试采，由于在水合物开采运输的过程中，在外界各种因素的影响下，在运输管内的低温高压区附近可能会出现水合物的二次生成，从而堵塞流道，严重影响开采。
针对以上问题，本发明提出一种水合物泵输用微波加热短节。
发明内容
为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种水合物输送用双层管微波加热短节。
一种水合物输送用双层管微波加热短节包括有微波加热装置、内管、外管、支撑板、内管上接头、内管下接头；微波加热装置由壳体、壳体接头、磁控管、波导管以及端盖组成；磁控管通过端盖分别封装入壳体和壳体接头中，波导管连接对应的壳体和壳体接头中的磁控管并固定于壳体外壁；支撑板和内管上、下接头将微波加热装置固定于内管外壁，并利用外管内壁台阶实现定位。
进一步的，微波加热装置采用一根波导管连接两个磁控管，并在壳体、壳体接头和端盖等连接处设置密封，以保证流体不会进入磁控管内。
进一步的，波导管为一根中空的金属管，其上开有等间距的方孔并填充有聚四氟乙烯，磁控管产生的微波通过方孔进入环空进行加热。
进一步的，壳体接头通过花键与壳体相连接，方便波导管的安装，通过支撑板和内管接头保证壳体接头不会松动。
进一步的，端盖通过螺栓将磁控管封装入壳体及壳体接头中。
进一步的，双层管内埋有电缆实现对磁控管的供电。
进一步的，微波加热短节设置多个且间隔一定距离布置于工具管串上，保证对整个管线进行有效的加热。
装置工作时，磁控管利用双层管内埋入的电缆供电，产生微波进入波导管内，微波通过方孔进入环空中进行加热，由于会被金属反射，故微波不会穿过外管壁导致能量的损失。
本发明在使用双层管进行水合物的开采泵输过程中，通过微波加热作用，能有效防止输送管内水合物再次生成，对于固态流化法还能加速管内水合物分解方便输送，提高开采效率，保障装备安全，该装置还能用于常规油气田的开采，解决水合物生成出现的井筒、阀门等的堵塞问题。
附图说明
图1为水合物输送用双层管微波加热短节示意图；
图2为微波加热装置示意图；
图3为支撑板结构示意图。
图中：1-内管上接头、2-支撑板、3-壳体接头、4-壳体、5-外管、6-内管下接头、7-磁控管、8-波导管、9-方孔、10-内管、11-端盖
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述：
一种水合物输送用双层管微波加热短节包括有微波加热装置、内管10、外管5、支撑板2、内管上接头1、内管下接头6；本实施例中支撑板2将内管10支撑在外管5内部形成内管和内外管环空两个流道；如图1所示，支撑板2上开设有过流通道，用于连通上下两侧的环空。内管上接头1与内管下接头6均与内管10螺纹配合。微波加热装置由壳体4、壳体接头3、磁控管7、波导管8以及端盖11组成；本实施例中壳体接头3装配在壳体4的一端。磁控管7分别装入壳体4和壳体接头3的槽中，并用端盖11封装；具体安装时：波导管8首先安装在壳体4上后，再将壳体接头3与壳体4和波导管8配合；利用内管上、下接头与内管10的螺纹配合将支撑板2和微波加热装置固定，利用外管内壁台阶实现内管10及微波加热装置等的定位；最后装配外管5即可。
进一步的，微波加热装置采用一根波导管8连接两个磁控管7，并在波导管8与磁控管7连接处、端盖11与磁控管7连接处设置密封，以保证流体不会进入磁控管7内导致磁控管7损坏。
进一步的，波导管8为一根中空的金属管，其上加工有等间距的方孔9并填充有聚四氟乙烯，磁控管7产生的微波穿过方孔9的聚四氟乙烯进入环空进行加热。本实施例中磁控管7产生的微波首先进入波导管8中，由于波导管8的金属材质，故微波不会穿透波导管8管壁，有利于能量充分利用。波导管8内的微波从各方孔9进入环空，能够显著提高对环空的加热均匀性和稳定性。此外，波导管8内填充透波材料聚四氟乙烯，能够避免各类杂物进入波导管8内干扰微波传输。
进一步的，壳体接头3通过花键与壳体4相连接，方便波导管8的安装并且防止转动，通过支撑板2和内管上、下接头保证壳体接头3不会松动。
进一步的，端盖11通过螺栓将磁控管7封装入壳体4及壳体接头3中。
进一步的，双层管内埋有电缆实现对磁控管7的供电。其中电缆的具体埋设位置不做限定，本领域技术人员能够实现的任意预埋方式均可。
进一步的，微波加热短节设置多个且间隔一定距离布置于工具管串上保证对整个管线进行有效的加热。
装置工作时，磁控管7利用双层管内埋入的电缆供电，产生微波进入波导管8内，微波通过填充有聚四氟乙烯的方孔9进入环空中进行加热，由于会被金属反射，故微波不会穿过外管壁导致能量的损失，装置间隔布置于管线上能有效防止运输管线中二次水合物的生成。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种水合物输送用双层管微波加热短节，其特征在于：所述的水合物输送用双层管微波加热短节包括有微波加热装置、内管、外管、支撑板、内管上接头、内管下接头；所述的微波加热装置由壳体、壳体接头、磁控管、波导管以及端盖组成；所述的磁控管通过端盖分别封装入壳体和壳体接头中，所述的波导管连接对应的磁控管固定于壳体外壁；所述的支撑板和将微波加热装置固定于内管外壁，并利用外管内壁台阶实现定位。
2.根据权利要求1所述的一种水合物输送用双层管微波加热短节，其特征在于：所述的微波加热装置采用一根波导管连接两个磁控管，并在壳体、壳体接头和端盖连接处设置密封。
3.根据权利要求1所述的一种水合物输送用双层管微波加热短节，其特征在于：所述的波导管为一根中空的金属管，其上开有等间距的方形孔并填充有聚四氟乙烯。
4.根据权利要求1所述的一种水合物输送用双层管微波加热短节，其特征在于：所述的壳体接头通过花键与壳体相连接。
5.根据权利要求1所述的一种水合物输送用双层管微波加热短节，其特征在于：所述的微波加热短节设置多个且间隔一定距离布置于工具管串上。
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