CN208703571U - 引压管防冻设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种引压管防冻设备，包括贴设在天然气输气管道外壁上用于吸收天然气输气管道热量的至少一个受热管，贴设在引压管外壁上用于对引压管进行加热的至少一个换热管,每个换热管与一个受热管连通；受热管内填充有液态的工作介质，液态的工作介质在受热管内受热后转化为气态，并流进换热管，气态的工作介质冷凝放热，产生的热量通过换热管传递到引压管上，为引压管提供热量，气态的工作介质在换热管内冷凝成液态并回流到受热管。本实用新型提供的引压管防冻设备利用天然气输气管道的热量，通过受热管和换热管传递热量，无需通电，节约了能源，解决了现有技术中引压管防冻设备耗能高、安全隐患大的问题。

Description

引压管防冻设备

技术领域

本实用新型涉及天然气开采技术领域，尤其涉及一种引压管防冻设备。

背景技术

天然气包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等种类，是一种优质燃料和化工原料。天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中，也有少量蕴藏于煤层中，也同原油一样需要进行开采和输送。

如图1所示，在输送天然气的过程中，天然气输气管道1上通常设置有引压管3，用于将天然气输气管道1的内部压力值引到压力表6上，从而监测天然气输气管道1内的压力值。由于冬季气温较低，处于室外的引压管3的温度也较低，影响压力表6对天然气输气管道1内的压力值的监测，因此需要设置引压管防冻设备。

现有的引压管防冻设备为缠绕在引压管3上的电伴热带2，电伴热带2由导电聚合物、两根平行的金属导线和绝缘护层构成，电伴热带2能够将电能转化为热能，从而为引压管3提供热量，避免引压管3温度过低影响压力监测。但电伴热带2在使用过程中用电负荷大，耗能高，电伴热带老化后金属导线极易裸露，存在极大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种引压管防冻设备，用以解决现有的引压管防冻设备耗能高、安全隐患大的问题。

本实用新型提供的引压管防冻设备包括贴设在天然气输气管道外壁上用于吸收天然气输气管道热量的至少一个受热管；贴设在引压管外壁上用于对引压管进行加热的至少一个换热管,每个所述换热管与一个所述受热管连通；所述受热管内填充有液态的工作介质，液态的所述工作介质在所述受热管内受热后转化为气态，并流进所述换热管，气态的所述工作介质在所述换热管内冷凝成液态并回流到所述受热管。

与现有技术相比，本实用新型提供的引压管防冻设备具有如下优点：

本实用新型提供的引压管防冻设备中，受热管紧贴在天然气输气管道上并能够吸收天然气输气管道内的热量，使充装在受热管内液态的工作介质气化为气态的工作介质；气态的工作介质进入换热管中，受冷后冷凝形成液态的工作介质，由于换热管紧贴在引压管上，气态的工作介质冷凝放热，产生的热量通过换热管传递到引压管上，为引压管提供热量，防止引压管因温度过低而影响压力表监测天然气输气管道内的压力值，本实用新型提供的引压管防冻设备利用天然气输气管道的热量，通过受热管和换热管传递热量，无需通电，节约了能源，解决了现有技术中引压管防冻设备耗能高、安全隐患大的问题。

如上所述的引压管防冻设备，所述液态的工作介质为氨水，气态的工作介质为氨气。

如上所述的引压管防冻设备，所述换热管和所述受热管为一体管。

如上所述的引压管防冻设备，所述一体管为不锈钢管。

如上所述的引压管防冻设备，所述一体管呈L形，所述一体管与天然气输气管道外壁贴合的管段为所述受热管，所述一体管与引压管外壁贴合的管段为所述冷凝管。

如上所述的引压管防冻设备，所述受热管设置有两个，相应的，所述换热管设置有两个，两个所述换热管分别位于引压管相对的两侧。

如上所述的引压管防冻设备，所述受热管内设置有与所述受热管的内壁贴合的吸液芯，和/或，所述换热管内设置有与所述换热管的内壁贴合的吸液芯。

如上所述的引压管防冻设备，所述吸液芯为多层金属丝或多层纤维。

如上所述的引压管防冻设备，所述工作介质充装在所述吸液芯内。

如上所述的引压管防冻设备，每个所述受热管和与其相贴合的天然气输气管道的外围上套设有至少一个管箍；引压管和与其相贴合的所有所述换热管的外围上套设有至少一个管箍。

除了上面所描述的本实用新型解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外，本实用新型提供的引压管防冻设备所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一部分实施例，这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中引压管防冻设备的示意图；

图2为本实用新型实施例中引压管防冻设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中受热管和换热管的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中受热管和天然气输气管道的剖视图一；

图5为本实用新型实施例中受热管和天然气输气管道的剖视图二；

图6为本实用新型实施例中换热管和引压管的剖视图一；

图7为本实用新型实施例中换热管和引压管的剖视图二。

附图标记说明：

1-天然气输气管道；

2-电伴热带；

3-引压管；

4-受热管；

5-换热管；

6-压力表；

7-管箍；

8-吸液芯。

具体实施方式

为了解决现有技术中引压管防冻设备耗能高、安全隐患大的问题，本实用新型实施例提供了一种引压管防冻设备，该引压管防冻设备包括受热管和与受热管相连通的换热管，受热管紧贴在天然气输气管道上并能够吸收天然气输气管道内的热量，使充装在受热管内的工作介质气化为气态的工作介质；气态的工作介质进入换热管中，受冷后冷凝形成液态的工作介质，由于换热管紧贴在引压管上，气态的工作介质冷凝放热，产生的热量通过换热管传递到引压管上，为引压管提供热量，防止引压管因温度过低而影响压力表监测天然气输气管道内的压力值，本实施例提供的引压管防冻设备利用天然气输气管道的热量，通过受热管和换热管传递热量，无需通电，节约了能源，解决了现有技术中引压管防冻设备耗能高、安全隐患大的问题。

为了使本实用新型实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本实用新型保护的范围。

如图2和图3所示，本实施例提供的引压管防冻设备包括贴设在天然气输气管道1外壁上用于吸收天然气输气管道1热量的至少一个受热管4；贴设在引压管3外壁上用于对引压管3进行加热的至少一个换热管5,每个换热管5与一个受热管4连通；受热管4内填充有液态的工作介质，液态的工作介质在受热管4内受热后转化为气态，并流进换热管5，气态的工作介质在换热管5内冷凝成液态并回流到受热管4。

具体实施时，受热管4与换热管5相互连通，受热管4和换热管5在使用前抽成1.3×(10^-1-10^-4)Pa的负压，从而排尽受热管4和换热管5内的空气和杂质。受热管4可以设置为一个，相应的，换热管5也设置为一个；受热管4还可以设置为多个，相应的，换热管5也设置为多个，且换热管5的数量与受热管4相等。受热管4的形状有多种设置形式，例如，如图4所示，受热管4设置为圆管，天然气输气管道1为圆管，受热管4与天然气输气管道1紧贴；此外，受热管4朝向天然气输气管道1的外壁的一侧可以设置为弧形面，该弧形面与天然气输气管道1的外壁相贴合，这样的设置能够增大受热管4与天然气输气管道1的之间的接触面积；又如，如图5所示，受热管4设置为方管，受热管4与天然气输气管道1紧贴；此外，受热管4贴设在天然气输气管道1的外壁上的侧面可以设置为弧形面，该弧形面与天然气输气管道1的外壁相贴合，这样的设置能够增大受热管4与天然气输气管道1的之间的接触面积。

换热管5的形状有多种设置形式，例如，如图6所示，换热管5设置为圆管，天然气输气管道1为圆管，换热管5与天然气输气管道1紧贴；此外，换热管5与天然气输气管道1的外壁上的一侧可以设置为弧形面，该弧形面与天然气输气管道1的外壁相贴合，这样的设置能够增大换热管5与天然气输气管道1的之间的接触面积；又如，如图7所示，换热管5设置为方管，换热管5与天然气输气管道1紧贴；此外，换热管5贴设在天然气输气管道1的外壁上的侧面可以设置为弧形面，该弧形面与天然气输气管道1的外壁相贴合，这样的设置能够增大换热管5与天然气输气管道1的之间的接触面积。

具体的，在本实施例中，由于天然气输气管道1用于输送天然气，通常高压气田井底流出的天然气的温度高达70℃-80℃，因此，受热管4与天然气输气管道1相接触，能够吸收天然气输气管道1内的热量。由于受热管4内填充有液态的工作介质，受热管4吸收天然气输气管道1内的热量，使液态的工作介质受热发生气化，形成气态的工作介质；换热管5与受热管4相互连通，因此气态的工作介质流进换热管5中，由于换热管5贴合在引压管3的外壁，引压管3和换热管5均位于室外，当温度较低时，进入换热管5中的气态的工作介质受冷，在换热管5内冷凝成液态，液体的工作介质再次回流到受热管4中，并以此往复循环受热和放热的过程。

本实施例提供的引压管防冻设备包括受热管4和与受热管4相连通的换热管5，受热管4紧贴在天然气输气管道1上并能够吸收天然气输气管道1内的热量，使充装在受热管4内的工作介质气化为气态的工作介质；气态的工作介质进入换热管5中，受冷后冷凝形成液态的工作介质，由于换热管5紧贴在引压管3上，气态的工作介质冷凝放热，产生的热量通过换热管5传递到引压管3上，为引压管3提供热量，防止引压管3因温度过低而影响压力表6监测天然气输气管道1内的压力值，本实施例提供的引压管防冻设备利用天然气输气管道1的热量，通过受热管4和换热管5传递热量，无需通电，节约了能源，解决了现有技术中引压管防冻设备耗能高、安全隐患大的问题。

液态的工作介质为氨水，气态的工作介质为氨气。具体的，氨水是氨的水溶液，无色透明且具有刺激性气味。氨气易溶于水和乙醇，氨水由氨气通入水中制得。氨水易挥发出氨气，氨水受热不稳定，易分解而生成氨和水，随着温度的升高、放置的时间的延长或浓度的增大，氨水的挥发量逐渐增加。在本实施方式中，受热管4内充装的工作介质为氨水，氨水在受热管4内受热发生气化，形成氨气，氨气进入与受热管4相连通的换热管5，氨气受冷后冷凝形成氨水。此外，换热管5中充装的工作介质还可以是氨的乙醇溶液，乙醇在常温常压下是一种易挥发的无色透明液体，氨的乙醇溶液在受热管4内受热发生气化，产生氨气和乙醇蒸汽，并进入与受热管4相连通的换热管5中，氨气和乙醇蒸汽在换热管5中受冷后冷凝形成氨的乙醇溶液。在本实施方式中，选用氨水作为工作介质，氨水和氨气能够快速转化，将受热管4吸收到的热量快速传递到换热管5中。

换热管5和受热管4为一体管。具体的，换热管5与受热管4一体成型，当换热管5设置为圆管时，受热管4也设置为圆管，一体管为圆管；当换热管5设置为方管时，受热管4也设置为方管，一体管为方管。在本实施方式中，由于换热管5与受热管4为相互连通的结构，一体成型的方式便于制造。

一体管为不锈钢管。具体的，一体管包括受热管4和换热管5，受热管4和换热管5内充装有工作介质以传递热量。工作介质为氨水或其他受热易气化、且导热性良好的介质。在本实施方式中，工作介质例如氨水，具有一定的腐蚀性，将一体管设置为不锈钢管，能够减小氨水对一体管的腐蚀，避免损坏一体管，延长一体管的使用时限。

如图2所示，一体管呈L形，一体管与天然气输气管道1外壁贴合的管段为受热管4，一体管与引压管3外壁贴合的管段为冷凝管。具体的，一体管设置L形，受热管4与换热管5相互垂直设置，且相互连通。在本实施方式中，如图2所示，引压管3从天然气输气管道1中引出，引压管3与天然气输气管道1相连通，且引压管3垂直设置在天然气输气管道1的上方。当L形的一体管设置为一个时，该L形一体管紧贴在引压管3与天然气输气管道1的夹角处。L形的一体管与天然气输气管道1外壁贴合的管段为受热管4，L形的一体管与引压管3外壁贴合的管段为冷凝管。因此，冷凝管为L形的一体管中位于竖直方向的管段，受热管4为L形的一体管中位于水平方向的管段，且冷凝管位于在受热管4的上方。这样的设置能够保证受热管4充分吸收天然气输气管道1的热量，能够保证冷凝管将热量充分传递给引压管3，也保证了充装在一体管内的工作介质在冷凝管部分冷凝液化后能够快速回流到受热管4部分，加快一体管内工作介质的循环，加快热量传递的进程。

此外，一体管还可以设置为其他形状，例如，一体管中的受热管4部分设置为一个环形圆管，该环形圆管绕设在天然气输气管道1的外表面，用于吸收天然气输气管道1内的热量；一体管中的换热管5部分设置为贴设在引压管3外壁的直线型圆管，直线型圆管与环形圆管连通，直线型圆管用于将热量传递给换热管5。又如，一体管中的受热管4部分和换热管5部分都设置为环形圆管，两个环形圆管相互连通。

如图2所示，受热管4设置有两个，相应的，换热管5设置有两个，两个换热管5分别位于引压管3相对的两侧。具体的，受热管4设置有至少一个，当受热管4设置有两个时，换热管5也设置有两个。在本实施方式中，如图2所示，引压管3从天然气输气管道1中引出，引压管3与天然气输气管道1相连通，且引压管3垂直设置在天然气输气管道1的上方。由于受热管4设置有两个，则一体管为两个，两个一体管分别位于引压管3与天然气输气管道1的两个夹角处，两个受热管4紧贴在天然气输气管道1上，并分别位于引压管3的两侧；两个换热管5紧贴在引压管3相对的两个侧面。此外，受热管4和换热管5还可以设置为三个，其中两个换热管5紧贴在一起，且位于引压管3的同一侧，另外一个换热管5位于引压管3的另一侧；受热管4和换热管5还可以设置为四个，其中两个换热管5紧贴在一起，且位于引压管3的同一侧，另外两个换热管5位于引压管3的另一侧。将换热管5设置为两个或两个以上能够提高热量传递的效率。

受热管4内设置有与受热管4的内壁贴合的吸液芯8，和/或，换热管5内设置有与换热管5的内壁贴合的吸液芯8。具体的，吸液芯8的设置方式有多种，例如，吸液芯8设置在受热管4内且贴合在受热管4的内壁上；又如，吸液芯8设置在换热管5内且贴合在换热管5的内壁上；再如，吸液芯8设置在受热管4和换热管5内，且贴合在受热管4和换热管5的内壁上。在本实施方式中，如图3所示，吸液芯8设置在受热管4和换热管5中，即吸液芯8位于一体管内，并贴合在一体管的内壁上，吸液芯8为毛细多孔材料，能够通过毛细作用力将换热管5内冷凝形成的液态的工作介质输送到受热管4中。在本实施方式中，吸液芯8的设置能够提高工作介质的转化速度，进一步提高热量传递的效率。

吸液芯8为多层金属丝或多层纤维。具体的，当吸液芯8为多层金属丝时，多层金属丝紧贴在一体管的内壁上；当吸液芯8为多层纤维时，多层纤维附着在一体管的内壁上。在本实施方式中，多层金属丝或多层纤维能够通过毛细作用力将换热管5内冷凝形成的液态的工作介质输送到受热管4中。此外，吸液芯8还可以设置为其他具有毛细多孔结构的材料。吸液芯8设置为多层金属丝或多层纤维能够加快液态工作介质的流动，提高了工作介质的转化速度。

工作介质充装在吸液芯8内。具体的，当工作介质设置为氨水，吸液芯8设置为多层纤维时，氨水浸润在多层纤维中，受热管4吸收天然气输气管道1的热量，使位于受热管4的多层纤维内的氨水受热气化为氨气，氨气流动进入换热管5中，受冷后冷凝为氨水，氨水进入位于换热管5的多层纤维中，氨水受到多层纤维的毛细作用力以及重力，重新流回到位于受热管4的多层纤维中，再次进行下一次气化-液化的循环过程。在本实施方式中，液态的工作介质通过充装在吸液芯8内流动，加快了流动速度，提高了热量传递的效率。

如图2所示，每个受热管4和与其相贴合的天然气输气管道1的外围上套设有至少一个管箍；引压管3和与其相贴合的所有换热管5的外围上套设有至少一个管箍。具体的，例如，当受热管4设置有一个时，相应的，换热管5也设置为一个，受热管4和与其相贴合的天然气输气管道1的外围上套设有一个管箍，管箍将受热管4与天然气输气管道1绑定在一起，防止受热管4从天然气输气管道1的外壁上脱落；引压管3和与其相贴合的换热管5的外围上套设有一个管箍，管箍将换热管5与引压管3绑定在一起，防止换热管5从引压管3的外壁上脱落。又如，当受热管4设置有一个时，相应的，换热管5也设置为一个，受热管4和与其相贴合的天然气输气管道1的外围上套设有两个管箍，管箍将受热管4与天然气输气管道1绑定在一起，防止受热管4从天然气输气管道1的外壁上脱落；引压管3和与其相贴合的换热管5的外围上套设有两个管箍，管箍将换热管5与引压管3绑定在一起，防止换热管5从引压管3的外壁上脱落。

又如，如图3所示，当受热管4设置有两个时，相应的，换热管5也设置为两个，每个受热管4和与其相贴合的天然气输气管道1的管段的外围上套设有一个管箍7，一个管箍7将一个受热管4与天然气输气管道1绑定在一起，防止受热管4从天然气输气管道1的外壁上脱落；两个引压管3和与其相贴合的换热管5的外围上套设有一个管箍7，一个管箍7将两个换热管5与引压管3绑定在一起，防止换热管5从引压管3的外壁上脱落。再如，当受热管4设置有两个时，相应的，换热管5也设置为两个，每个受热管4和与其相贴合的天然气输气管道1的管段的外围上套设有两个管箍7，两个管箍7将一个受热管4与天然气输气管道1绑定在一起，防止受热管4从天然气输气管道1的外壁上脱落；两个引压管3和与其相贴合的换热管5的外围上套设有两个管箍7，两个管箍7将两个换热管5与引压管3绑定在一起，防止换热管5从引压管3的外壁上脱落。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种引压管防冻设备，其特征在于，包括：贴设在天然气输气管道外壁上用于吸收天然气输气管道热量的至少一个受热管；

贴设在引压管外壁上用于对引压管进行加热的至少一个换热管,每个所述换热管与一个所述受热管连通；

所述受热管内填充有液态的工作介质，液态的所述工作介质在所述受热管内受热后转化为气态，并流进所述换热管，气态的所述工作介质在所述换热管内冷凝成液态并回流到所述受热管。

2.根据权利要求1所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述液态的工作介质为氨水，气态的工作介质为氨气。

3.根据权利要求1所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述换热管和所述受热管为一体管。

4.根据权利要求3所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述一体管为不锈钢管。

5.根据权利要求3所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述一体管呈L形，所述一体管与天然气输气管道外壁贴合的管段为所述受热管，所述一体管与引压管外壁贴合的管段为冷凝管。

6.根据权利要求5所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述受热管设置有两个，相应的，所述换热管设置有两个，两个所述换热管分别位于引压管相对的两侧。

7.根据权利要求1所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述受热管内设置有与所述受热管的内壁贴合的吸液芯，和/或，所述换热管内设置有与所述换热管的内壁贴合的吸液芯。

8.根据权利要求7所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述吸液芯为多层金属丝或多层纤维。

9.根据权利要求8所述的引压管防冻设备，其特征在于，所述工作介质充装在所述吸液芯内。

10.根据权利要求1所述的引压管防冻设备，其特征在于，每个所述受热管和与其相贴合的天然气输气管道的外围上套设有至少一个管箍；引压管和与其相贴合的所有所述换热管的外围上套设有至少一个管箍。