CN117500104A - 一种自限温电伴热带 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自限温电伴热带，涉及电伴热带领域，包括伴热带主体，所述伴热带主体的外壁固定连接有自适应调节机构；所述自适应调节机构包括固定环，多组所述固定环固定套设在伴热带主体的外壁。本发明通过利用整个电伴热带缠绕在油井管道的外壁，对油井管道进行加热的过程中，高压气罐受热使得内部氦气膨胀，从而使得顶杆推动伴热带主体向上伸展，使得靠近地底伴热带主体的缠绕密度较低，靠近地面部分的电伴热带上缠绕的更加密集，伴热带主体缠绕的越密集加热效果越好，而油井管道越靠近地面温度越容易流失，使得整个电伴热带可以根据油井管道的局部温度进行自适应调节控温。

Description

一种自限温电伴热带

技术领域

本发明涉及电伴热带领域，具体为一种自限温电伴热带。

背景技术

电伴热带是由导电聚合物和两根平行金属导线及绝缘护层构成，由于电伴热带的热稳定时间较长，并且具有热效率高、节能、安装方便、无污染、使用寿命长和能实现自动控制等优点，常用于液体管道中，防止液体管道在冬天冻结影响使用，在石油进行运输的过程中，由于石油的黏稠度较高，所以在气温较低的使用需要使用电伴热带辅助油井内部管道进行石油运输。

现有的电伴热带在安装的过程中，由于管道呈现弯曲的现象，一般的电伴热带软性不太好，长时间弯曲后，很容易导致电伴热带损坏，造成很大的安全隐患；同时市场上一般的电伴热带，由于没有很好的温控方式，当电伴热带温度过高时，很容易造成电伴热带损坏，也会造成安全隐患。

现有专利（公告号：CN109640422B）供一种玻璃纤维软性电伴热带，包括两个对称分布的母线、套接在母线上的导线绝缘层、套接在两个导线绝缘层上的透明护套和套接在透明护套上的发热丝，发热丝的一端连接有导电连接点，两组所述导线绝缘层相对的一侧抵触有同一个卡条，所述卡条包括多个首尾连接的绝缘块，所述绝缘块的中心插接有多个转动轴，所述转动轴的两端分别连接在两个导线绝缘层上，从而实现设计合理，结构紧凑，解决了现有的电伴热带软性低的问题，同时没有设置很好的温控装置，以致电伴热带温度过高损坏的问题，通过多种方式提高了电伴热带的软性，更适合在弯曲的管道中布置，同时增加了温控装置，提高了电伴热带的实用性。

但上述技术方案仍存在一定的不足，在使用过程中当气温较低时，油井内部靠近地面部分的温度一般比靠近地底的部分温度低，而现有的技术方案中的电伴热带无法根据管道不同部位的温度进行相应的调节，从而导致管道有的地方温度过高，而有的地方还达不到输送所需的温度，实用性差，并且伴热带的发热功率无法自动调节浪费电力。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种自限温电伴热带，以解决上述背景中提出电伴热带无法根据管道不同部位的温度进行相应的调节，从而导致管道有的地方温度过高，而有的地方还达不到输送所需的温度，实用性差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自限温电伴热带，包括伴热带主体，所述伴热带主体的外壁固定连接有自适应调节机构；

所述自适应调节机构包括固定环，多组所述固定环固定套设在伴热带主体的外壁，所述固定环的侧壁转动连接连通管的一端，所述连通管的另一端连通有高压气罐，所述连通管的顶端连通有套管，所述套管的内壁滑动套设有活塞，所述活塞的顶端固定连接有一组延伸至套管外部的顶杆，所述顶杆位于套管外部的一端转动连接在另一组固定环的侧壁。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，所述活塞与套管接触位置固定套设有两组密封圈，且两组密封圈的外表紧密贴合在套管的内壁。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，所述伴热带主体包括耐磨层，所述耐磨层的外表固定套设有多组固定环，所述耐磨层的内壁固定套设有硅胶绝缘层，所述硅胶绝缘层的内壁套设有两组电热丝主体。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，两组所述电热丝主体的外壁固定套设有导热硅垫，所述硅胶绝缘层的内壁固定连接有位于导热硅垫外部的铜箔，所述铜箔与导热硅垫之间固定连接有石墨涂层。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，所述导热硅垫的外壁固定连接有隔热发泡，所述隔热发泡的外壁固定连接有热反射发泡，所述热反射发泡的内壁开设有多组空腔，所述热反射发泡与耐磨层之间设置有多组尼龙纤维，所述尼龙纤维的外壁固定套设有高强度树脂层。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，所述伴热带主体的端部设置有供电机构，所述供电机构包括外壳，所述外壳通过螺栓固定连接在油井位于地面的管道外壁，所述外壳的侧壁滑动连接有一组延伸至外壳内部的滑块，所述滑块的内壁固定连接有两组第一导电片，所述滑块的顶端固定连接有两组位于外壳内部的第二导电片，两组所述第一导电片分别通过一组电线电性连接在一组第二导电片的外壁。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，所述外壳的内部固定连接有多组固定块，多组所述固定块的外壁分别固定连接有两组第三导电片，所述第三导电片的外壁电性连接有一组延伸至外壳外部的导线，多组所述导线的末端分别电性连接至一组电源，两组所述第二导电片抵接在同一侧的三组第三导电片的侧壁。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，所述滑块的内壁滑动连接有连接头，所述连接头的侧壁固定连接有两组第四导电片，两组所述第四导电片分别抵接在一组第一导电片的侧壁，所述滑块的内壁固定连接有两组第一凸块，所述连接头的外壁开设有两组与第一凸块吻合的凹槽。

作为本发明的一种自限温电伴热带优选技术方案，所述耐磨层的另一端固定连接有连接槽，所述连接槽的内壁固定连接有两组第五导电片，两组所述第五导电片分别电性连接在电热丝主体的另一端，所述连接槽的内壁固定连接有两组第二凸块。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

1.本发明通过利用整个电伴热带缠绕在油井管道的外壁，对油井管道进行加热的过程中，高压气罐受热使得内部氦气膨胀，从而使得顶杆推动伴热带主体向上伸展，使得靠近地底伴热带主体的缠绕密度较低，靠近地面部分的电伴热带上缠绕的更加密集，伴热带主体缠绕的越密集加热效果越好，而油井管道越靠近地面温度越容易流失，使得整个电伴热带可以根据油井管道的局部温度进行自适应调节控温；

2.本发明通过设置耐磨层提高伴热带的耐磨性，避免在油井内部使用伴热带时对伴热带造成划伤，并且在伴热带主体与油井管道贴合的一侧通过导热硅垫将热量传递到铜箔上，通过导热硅垫使得两组电热丝主体与铜箔之间可以充分接触导热，从而使得电热丝主体产生的热量可以充分向油井管道传递，伴热带主体不与油井管道接触的一侧，通过隔热发泡进行隔热，避免热量传出，并且通过热反射发泡进一步对热量进行反射，而热反射发泡内部的空腔，提高了隔热能力，从而使得电热丝主体散发的热量可以更加充分地向油井管道传递；

3.本发明通过将一组伴热带主体上的连接头与另一组伴热带主体上的连接座连接，可以实现多组电伴热带之间的电性连接，从而适应不同长度的管道，并且通过将连接头与滑块连接使得伴热带主体与电源连通，在顶杆推动伴热带主体向上拉伸的过程中带动连接头上升，使得滑块上升，不与下方的第三导电片连接，从而减少电热丝主体的电源输入，降低电热丝主体的发热功率，进一步实现控温功能，满足自限温的需求。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的连接槽剖面结构示意图；

图3为本发明的图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明的伴热带主体与连接套内部结构主视示意图；

图5为本发明的伴热带主体与连接套内部结构侧视示意图；

图6为本发明的自适应调节机构结构示意图；

图7为本发明的供电机构主视结构示意图；

图8为本发明的供电机构剖面结构示意图。

图中：1、伴热带主体；2、自适应调节机构；3、供电机构；

101、耐磨层；102、硅胶绝缘层；103、电热丝主体；104、铜箔；105、石墨涂层；106、导热硅垫；107、隔热发泡；108、热反射发泡；109、空腔；110、尼龙纤维；111、高强度树脂层；

201、固定环；202、连通管；203、高压气罐；204、套管；205、活塞；206、顶杆；

301、外壳；302、滑块；303、第一导电片；304、第二导电片；305、固定块；306、第三导电片；307、导线；308、第一凸块；309、连接头；310、凹槽；311、第四导电片；312、连接槽；313、第五导电片；314、第二凸块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。

一种自限温电伴热带，如图1-图8所示，包括伴热带主体1，伴热带主体1的外壁固定连接有自适应调节机构2；

自适应调节机构2包括固定环201，多组固定环201固定套设在伴热带主体1的外壁，固定环201的侧壁转动连接连通管202的一端，连通管202的另一端连通有高压气罐203，连通管202的顶端连通有套管204，套管204的内壁滑动套设有活塞205，活塞205的顶端固定连接有一组延伸至套管204外部的顶杆206，顶杆206位于套管204外部的一端转动连接在另一组固定环201的侧壁，活塞205与套管204接触位置固定套设有两组密封圈，且两组密封圈的外表紧密贴合在套管204的内壁。

利用整个电伴热带缠绕在油井管道的外壁对油井管道进行加热的过程中，高压气罐203受热使得内部氦气膨胀，从而让这些气体进入到套管204内部推动活塞205向上运动，使得活塞205推动顶杆206向套管204外部伸出，顶杆206在向套管204外部伸出的过程中推动伴热带主体1拉伸，从而使得温度较高的地方的伴热带主体1的缠绕密度较低，而温度较低的地方，氦气遇冷收缩，使得活塞205向下滑动，从而带动顶杆206向套管204内部滑动，从而拉动伴热带主体1缠绕的更加紧密，使得温度高的地方加热效率变低温度低的地方加热效率提高，从而实现对热量的自适应调节。

请着重参阅图2和图5，伴热带主体1包括耐磨层101，耐磨层101的外表固定套设有多组固定环201，耐磨层101的内壁固定套设有硅胶绝缘层102，硅胶绝缘层102的内壁套设有两组电热丝主体103，两组电热丝主体103的外壁固定套设有导热硅垫106，硅胶绝缘层102的内壁固定连接有位于导热硅垫106外部的铜箔104，铜箔104与导热硅垫106之间固定连接有石墨涂层105，导热硅垫106的外壁固定连接有隔热发泡107，隔热发泡107的外壁固定连接有热反射发泡108，热反射发泡108的内壁开设有多组空腔109，热反射发泡108与耐磨层101之间设置有多组尼龙纤维110，尼龙纤维110的外壁固定套设有高强度树脂层111。

设置耐磨层101提高伴热带的耐磨性，避免在油井内部使用伴热带时对伴热带造成划伤，并且在伴热带主体1与油井管道贴合的一侧通过导热硅垫106将热量传递到铜箔104上，利用石墨涂层105提高导热硅垫106与铜箔104之间的导热效率，通过导热硅垫106使得两组电热丝主体103与铜箔104之间可以充分接触导热，从而使得电热丝主体103产生的热量可以充分向油井管道传递，伴热带主体1不与油井管道接触的一侧，通过隔热发泡107进行隔热，避免热量传出，并且通过热反射发泡108进一步对热量进行反射，而热反射发泡108内部的空腔109，提高了隔热能力，而热反射发泡108与耐磨层101之间的尼龙纤维110提高了伴热带主体1的整体强度，并且通过浇注高强度树脂层111使得尼龙纤维110与耐磨层101以及热反射发泡108之间连接得足够牢固。

请着重参阅图7和图8，伴热带主体1的端部设置有供电机构3，供电机构3包括外壳301，外壳301通过螺栓固定连接在油井位于地面的管道外壁，外壳301的侧壁滑动连接有一组延伸至外壳301内部的滑块302，滑块302的内壁固定连接有两组第一导电片303，滑块302的顶端固定连接有两组位于外壳301内部的第二导电片304，两组第一导电片303分别通过一组电线电性连接在一组第二导电片304的外壁，外壳301的内部固定连接有多组固定块305，多组固定块305的外壁分别固定连接有两组第三导电片306，第三导电片306的外壁电性连接有一组延伸至外壳301外部的导线307，多组导线307的末端分别电性连接至一组电源，两组第二导电片304抵接在同一侧的三组第三导电片306的侧壁，滑块的内壁滑动连接有连接头，连接头的末端固定连接在耐磨层101的一端，连接头309的侧壁固定连接有两组第四导电片311，两组第四导电片311分别电性连接在一组电热丝主体103的一端，两组第四导电片311分别抵接在一组第一导电片303的侧壁，滑块302的内壁固定连接有两组第一凸块308，连接头309的外壁开设有两组与第一凸块308吻合的凹槽310，耐磨层101的另一端固定连接有连接槽312，连接槽312的内壁固定连接有两组第五导电片313，两组第五导电片313分别电性连接在电热丝主体103的另一端，连接槽312的内壁固定连接有两组第二凸块314。

通过将一组伴热带主体1上的连接头309与另一组伴热带主体1上的连接槽312连接，从而使得一组伴热带主体1上的第四导电片311与另一组伴热带主体1上的第五导电片313接触，可以实现多组电伴热带之间的电性连接，从而适应不同长度的管道，并且通过将连接头309与滑块302连接使得伴热带主体1与电源连通，在顶杆206推动伴热带主体1向上拉伸的过程中带动连接头309上升，使得滑块302上升，滑块302上升的过程中带动第二导电片304上升，使得第二导电片304不与最下方的一组第三导电片306接触，随着顶杆206继续推动连接头309上升，使得滑块302继续上升，从而使得第二导电片304只与最上方的一组第三导电片306接触，如果后续温度继续升高，顶杆206继续推动伴热带主体1伸展，使得滑块302继续上升，从而使得第二导电片304与最上方的一组第三导电片306不接触，从而使得伴热带主体1不再发热，然后随着温度的下降，顶杆206向套管204内部滑动，从而拉动伴热带主体1收缩，使得连接头309带动滑块302向下滑动，从而使得第二导电片304再次与第三导电片306接触，由于多组导线的末端分别连接有一组电源，当第二导电片与多组第三导电片同时接触时，此时传递到电热丝主体上的电流电压最大，因此此时电热丝主体的发热功率最大，随着第二导电片的滑动，第二导电片接触到第三导电片数量减少，从而降低输入电热丝主体的电流和电压，使得电热丝主体的发热量降低。

使用时，通过利用整个电伴热带缠绕在油井管道的外壁，对油井管道进行加热的过程中，高压气罐203受热使得内部氦气膨胀，从而使得顶杆206推动伴热带主体1向上伸展，使得靠近地底伴热带主体1的缠绕密度较低，靠近地面部分的电伴热带缠绕的更加密集，伴热带主体1缠绕的越密集加热效果越好，而油井管道越靠近地面温度越容易流失，使得整个电伴热带可以根据油井管道的局部温度进行自适应调节控温，在顶杆206推动伴热带主体1向上拉伸的过程中带动连接头309上升，使得滑块302上升，滑块302上升的过程中带动第二导电片304上升，使得第二导电片304不与最下方的一组第三导电片306接触，从而减少电热丝主体103的电能输入，并且温度越高顶杆206延伸出套管204的距离越长，从而使得滑块302向上滑动的距离越长，使得第二导电片304接触到的第三导电片306的数量越少，甚至使得第二导电片304不与任意一组第三导电片306接触，从而实现对电热丝发热功率的调节，并且通过在伴热带主体1与管道贴合的一侧，设置铜箔104石墨涂层105以及导热硅垫106，从而使得电热丝散发的热量可以更加高效的导向油井管道，而伴热带主体1不与管道接触的一侧设置有隔热发泡107以及热反射发泡108，从而使得热量不容易从伴热带主体1上传递到空气中。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种自限温电伴热带，包括伴热带主体（1），其特征在于：所述伴热带主体（1）的外壁固定连接有自适应调节机构（2）；

所述自适应调节机构（2）包括固定环（201），多组所述固定环（201）固定套设在伴热带主体（1）的外壁，所述固定环（201）的侧壁转动连接连通管（202）的一端，所述连通管（202）的另一端连通有高压气罐（203），所述连通管（202）的顶端连通有套管（204），所述套管（204）的内壁滑动套设有活塞（205），所述活塞（205）的顶端固定连接有一组延伸至套管（204）外部的顶杆（206），所述顶杆（206）位于套管（204）外部的一端转动连接在另一组固定环（201）的侧壁。

2.根据权利要求1所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：所述活塞（205）与套管（204）接触位置固定套设有两组密封圈，且两组密封圈的外表紧密贴合在套管（204）的内壁。

3.根据权利要求1所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：所述伴热带主体（1）包括耐磨层（101），所述耐磨层（101）的外表固定套设有多组固定环（201），所述耐磨层（101）的内壁固定套设有硅胶绝缘层（102），所述硅胶绝缘层（102）的内壁套设有两组电热丝主体（103）。

4.根据权利要求3所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：两组所述电热丝主体（103）的外壁固定套设有导热硅垫（106），所述硅胶绝缘层（102）的内壁固定连接有位于导热硅垫（106）外部的铜箔（104），所述铜箔（104）与导热硅垫（106）之间固定连接有石墨涂层（105）。

5.根据权利要求4所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：所述导热硅垫（106）的外壁固定连接有隔热发泡（107），所述隔热发泡（107）的外壁固定连接有热反射发泡（108），所述热反射发泡（108）的内壁开设有多组空腔（109），所述热反射发泡（108）与耐磨层（101）之间设置有多组尼龙纤维（110），所述尼龙纤维（110）的外壁固定套设有高强度树脂层（111）。

6.根据权利要求1所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：所述伴热带主体（1）的端部设置有供电机构（3），所述供电机构（3）包括外壳（301），所述外壳（301）通过螺栓固定连接在油井位于地面的管道外壁，所述外壳（301）的侧壁滑动连接有一组延伸至外壳（301）内部的滑块（302），所述滑块（302）的内壁固定连接有两组第一导电片（303），所述滑块（302）的顶端固定连接有两组位于外壳（301）内部的第二导电片（304），两组所述第一导电片（303）分别通过一组电线电性连接在一组第二导电片（304）的外壁。

7.根据权利要求6所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：所述外壳（301）的内部固定连接有多组固定块（305），多组所述固定块（305）的外壁分别固定连接有两组第三导电片（306），所述第三导电片（306）的外壁电性连接有一组延伸至外壳（301）外部的导线（307），多组所述导线（307）的末端分别电性连接至一组电源，两组所述第二导电片（304）抵接在同一侧的三组第三导电片（306）的侧壁。

8.根据权利要求6所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：所述滑块（302）的内壁滑动连接有连接头（309），所述连接头（309）的侧壁固定连接有两组第四导电片（311），两组所述第四导电片（311）分别抵接在一组第一导电片（303）的侧壁，所述滑块（302）的内壁固定连接有两组第一凸块（308），所述连接头（309）的外壁开设有两组与第一凸块（308）吻合的凹槽（310）。

9.根据权利要求3所述的一种自限温电伴热带，其特征在于：所述耐磨层（101）的另一端固定连接有连接槽（312），所述连接槽（312）的内壁固定连接有两组第五导电片（313），两组所述第五导电片（313）分别电性连接在电热丝主体（103）的另一端，所述连接槽（312）的内壁固定连接有两组第二凸块（314）。