CN210530803U - 一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统，涉及油田管道技术领域，特别涉及一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统，其中包括：将原有管道分段截断成若干个子管道，两个相邻的子管道构成一个管道组，每段子管道上安装钢管，管道组中位于第一位的子管道上的钢管中的开孔设置为首端孔，而位于第二位的子管道上的钢管中的开孔设置为尾端孔；电磁感应解凝数控线缆从首端孔输入，从尾端孔输出；电磁感应解凝数控线缆的首、尾接头留在管道外部；钢管上设置温度传感器；调压控制器用于向电磁感应解凝数控线缆输入服务控制器指令下的电压，并将获取到的温度值、电压、电流和功率值。以解决现有技术存在的故障率高、成本高、难管理等缺陷。

Description

一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统

技术领域

本实用新型涉及油田管道技术领域，特别涉及一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统。

背景技术

目前，非金属管道具有优良的耐腐蚀性和较低的水力摩阻，近几年在油气田开发地面工程建设中得到了较大规模的应用。在油田领域中，油田外围区块分散，地面建设环境差、远离老区且系统依托条件差，因此在寒冷气候下，对其开采不可能采用传统老区建站给水伴热的方式，只能采用电热集油工艺。而现有电热集油工艺只针对金属管道使用，随着非金属管道在油田上的大规模应用，非金属管道电伴热工艺将发展成为严寒地区低产油田实现单管集油，简化工艺，有效开发经济的一种有效技术措施。

常规电伴热技术是以碳纤维电热线为发热源，实现加热保温集油。其基本结构是在管道外壁均匀缠绕具有耐高温绝缘护套的碳纤维电热线，再包覆导热膜和防腐胶带，然后以一次成型工艺制作硬质聚氨酯泡沫保温及聚乙烯黄夹克护套，两端配置接线盒后再以防水帽热缩密封。

这种工艺已然在集油集气工艺上得到了广泛的应用，但是它还存在一些问题：（1）故障点查找难、处理速度慢。（2）电子元件易损坏。（3）长期运行故障率高，属于高耗能设备，后期管理难度大。传统的电伴热方式已严重制约了油田正常生产，电伴热集油工艺已成为影响生产的瓶颈，急需一种新的伴热技术来替代目前伴热方式。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本实用新型提供了一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统，以克服现有技术存在的故障率高、成本高、难管理等缺陷。

（二）技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统，包括原有管道分段截断成若干个子管道，两个相邻的子管道构成一个管道组，每段子管道上通过管箍安装钢管，在钢管上进行开孔，所述管道组中位于第一位的子管道上的钢管中的开孔设置为首端孔，而位于第二位的子管道上的钢管中的开孔设置为尾端孔；

电磁感应解凝数控线缆从首端孔输入，从尾端孔输出；首端孔和尾端孔旁开孔安装螺栓，将电磁感应解凝数控线缆钢铠与螺栓连接；

所述电磁感应解凝数控线缆的首、尾接头留在管道外部，通过密封装置将首、尾接头分别与调压控制器连接，所述调压控制器与电源连接；

所述钢管上设置温度传感器，用于将其采集到温度值发送至调压控制器；所述调压控制器用于向电磁感应解凝数控线缆输入服务控制器指令下的电压，并用于采集电磁感应解凝数控线缆的电压、电流和功率值，并将获取到的温度值、电压、电流和功率值通过网络传输至服务控制器；

所述服务控制器向调压控制器反馈调压指令；

所述调压控制器连接报警单元，若调压控制器采集到的数值超过其对应的阈值时，所述报警单元则发生报警。

优选地，所述电磁感应解凝数控线缆包括光缆、镀锡铜合金丝电热芯，其外层依次分别套有氟塑料绝缘护套层、外绝缘护套层、钢带铠装层、F46氟塑料加强护套层。

优选地，所述密封装置包括：密封底座、挤压密封筒、灌胶密封筒、密封橡胶圈、防水密封胶、高强度密封胶；其中，所述密封底座与开孔处的钢管外壁密封焊接，所述密封底座与挤压密封筒连接，中间穿灌胶密封筒，挤压密封筒与灌胶密封筒间装密封橡胶圈，灌防水密封胶。

优选地，所述电磁感应解凝数控线缆的首、尾接头穿过密封装置接有电源接线盒，所述电源接线盒与调压控制器连接。

优选地，所述密封装置与开孔处的钢管外壁进行均匀焊接，并对所述开孔处进行全封盖处理。

（三）有益效果

本实用新型提供的电磁感应解凝数控线缆集油气系统，具有如下优点：

（1）自控成度高，通过光缆采集所需数据，经无线网络控制器传输给远程中控制室，对整个伴热系统实时监控，安全，节能、高效，实现油田智能化管理。

（2）使用寿命长。电磁感应解凝数控线缆在工作时，芯线只起到载流作用，本身产生的热量不大。Ⅰ²R（在同等伴热温度下，电电磁感应解凝数控线缆芯线上温度要比恒功率串联电磁感应解凝数控线缆低30-50度），可达20-30年。

（3）加热效率高。采用隔离电源，伴热管线与大地等电位，变频电源根据现场情况调整频率，系统运行安全可靠。

（4）控制点少，单点伴热距离长。一个电源点伴热距离最大可达二十公里以上。

（5）维持温度高，节能效果好。

（6）系统全自动化控制，设有短路、断路、过流保护，温度可自动调解，与普通伴热方式相比节能达35%。结构坚固，性价比高。

（7）整个系统不易损坏，维护成本和管理费用低。

附图说明

图1为本实用新型实施例电磁感应解凝数控线缆集油气系统结构示意图；

图2为本实用新型实施例电磁感应解凝数控线缆集油气系统密封装置结构示意图；

图3为本实用新型实施例电磁感应解凝数控线缆集油气系统密封装置中电磁感应解凝数控线缆结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型进行详细说明如下。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统，包括：

原有管道 1分段截断成若干个子管道，两个相邻的子管道构成一个管道组，每段子管道上通过管箍3安装钢管2，在钢管2上进行开孔，所述管道组中位于第一位的子管道上的钢管2中的开孔设置为首端孔，而位于第二位的子管道上的钢管中的开孔设置为尾端孔；

电磁感应解凝数控线缆4从首端孔输入，从尾端孔输出；首端孔和尾端孔旁开孔安装螺栓，将电磁感应解凝数控线缆钢铠6与螺栓5连接；电磁感应解凝数控线缆钢铠6利用螺栓5与钢管2连接，螺栓5处做密封处理。

所述电磁感应解凝数控线缆4的首、尾接头留在管道外部，通过密封装置7将首、尾接头分别与调压控制器8连接，所述调压控制器8与电源9连接；

所述钢管上设置温度传感器10，用于将其采集到温度值发送至调压控制器8；所述调压控制器8用于向电磁感应解凝数控线缆输入服务控制器指令下的电压，并用于采集电磁感应解凝数控线缆的电压、电流和功率值，并将获取到的温度值、电压、电流和功率值通过网络传输至服务控制器；

所述服务控制器向调压控制器8反馈调压指令；

所述调压控制器8连接报警单元，若调压控制器8采集到的数值超过其对应的阈值时，所述报警单元则发生报警。

将电磁感应解凝数控线缆4输入管道中，可最大程度的节省改造管道成本。

所述电磁感应解凝数控线缆4的首接头、尾接头留在管道外部，通过密封装置7将首接头与调压控制器连接，所述调压控制器与井场电源连接；

将密封装置7与开孔处钢管外壁进行均匀焊接，将所述开孔处进行全盖封处理；在钢管上设置温度传感器10，用于将其采集到的输油管道的温度值发送至调压控制器8，调压控制器8用于向电电磁感应解凝数控线缆输入服务控制器指令下的电压，并用于采集电电磁感应解凝数控线缆的电压、电流、压力和功率值，并将获取到的温度值、电压、电流、压力和功率值通过网络传输至服务控制器；服务控制器向调压控制器反馈调压指令。

将电磁感应解凝数控线缆4内置于输油管道内部，可直接对管内介质进行加热，加热效率高，且施工简单，无需开挖管沟，大量减少征地费用，改造投资少，发生故障易维护，维护费用低。

将电磁感应解凝数控线缆直接穿在管道内，结构简单而牢固；适合长输管线电伴热，一个电源可供长达20km的管道伴热（高压）；通过光缆反馈信号准确查找故障点，并能准确及时解决出现各种故障，实现真正智慧油田。在输油管道内直接发热，很好地解决了油管内壁结蜡现象，保证油管畅通。内置穿芯电磁感应解凝数控线缆光缆输出信号，能够准确找出故障点，对苇塘、水渠等复杂地段进行长线穿芯。

如图3所示，该电磁感应解凝数控线缆4包括光缆41、镀锡铜合金丝电热芯42，其外层依次分别套有氟塑料绝缘护套层43、外绝缘护套层44、钢带铠装层45、F46氟塑料加强护套层46。该电磁感应解凝数控线缆中光缆居中导线内，外包裹的绝缘层，采用氟材料工艺加工，具有耐压、耐腐蚀、抗拉伸等特点；钢带铠装层5不仅对电磁感应解凝数控线缆起到保护作用，还起到提供电磁感应介质的作用；导线部分只是起到载流作用，使得使用寿命加长。

所述电磁感应解凝数控线缆的首、尾接头穿过密封装置接有电源接线盒，所述电源接线盒与调压控制器连接，调压控制器连接井场电源，该调压控制器还连接报警单元，若调压控制器采集到的数值超过其对应的阈值时，所述报警单元则发生报警。

如图2所示，该密封装置包括密封底座81、挤压密封筒82、灌胶密封筒83、密封橡胶圈84、防水密封胶85、高强度密封胶86。其中，密封底座为10mm厚钢板，挤压密封筒为DN40钢管，灌胶密封筒为DN20钢管，挤压密封筒与密封底座焊接，灌胶密封筒插入挤压密封筒中，中间加密封橡胶圈，灌无机金属防水密封胶，以上均在工厂加工完成，电磁感应解凝数控线缆穿出密封装置后，在灌胶密封筒中灌入高强度密封胶为HN-205。

本实施例中采用上述结构的密封装置，可将管道的开孔处进行有效密封，进而确保管道的密封性。

下面具体描述一下该系统的工作原理：

（1）系统通电时，通过电磁感应，使得电磁波在钢铠内壁衰减，同时大部分电能以涡流形式转化为热能W1。

（2）在交变磁场作用下，在钢铠内壁感应产生磁滞损耗转换的热量W2。

（3）附加产生的热量是电磁感应解凝数控线缆热芯自身的电阻热W3。

（4）护套层增加导热效率，使之产生热量快速传递，提高热效率，耐油、耐腐蚀、耐老化，防止静电产生，增加耐磨强度（油内含有泥沙），提高整个系统安全性，该总耗散热量计算可表达为：W=W1+W2+W3=Ⅰ²·RFe+∫H·dB+Ⅰ²·RFe+Ⅰ·RCu

上式中：RFe为回路阻抗，以涡流形式进行能量耗散；∫H·dB为对磁路一个磁滞回线的环积分；Ⅰ为回路线电流；RCu为电电磁感应解凝数控线缆线芯电阻。

下面具体描述一下内置电电磁感应解凝数控线缆安装流程：

（1）视井与井之间管线长短选择电磁感应解凝数控线缆单根长度，最大可达2500m，组合可达5000m一个电源点；

（2）根据管网布局和电磁感应解凝数控线缆选择长度、控制点，根据地面情况进行布线和确定控制方式；

（3）管内电磁感应解凝数控线缆无接头，每根电磁感应解凝数控线缆首、尾接头留在管外，通过密封装置把引出的电磁感应解凝数控线缆接头和电源线连接起来；

（4）开孔后，清理场地和管孔后视管内原油状况决定热导还是冷导，即热导为进行穿导引电电磁感应解凝数控线缆电热化堵，冷导用专用穿线器导引；

（5）穿入方式：是利用穿线器导引电磁感应解凝数控线缆置入管内，将首尾接头留在外面；

（6）将密封装置与开孔处钢管外壁进行严格均匀焊接，将所开孔全盖封连接；

（7）进行三道密封处理，严禁渗漏；

（8）安装特种接线盒对接头处进行加强保护；

（9）试压；

（10）接线；

（11）外接导线与控制系统连接后进行漏电检测，无漏电即可进行通电调试。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (5)

1.一种电磁感应解凝数控线缆集油气系统，其特征在于，包括：

原有管道分段截断成若干个子管道，两个相邻的子管道构成一个管道组，每段子管道上通过管箍安装钢管，在钢管上进行开孔，所述管道组中位于第一位的子管道上的钢管中的开孔设置为首端孔，而位于第二位的子管道上的钢管中的开孔设置为尾端孔；

电磁感应解凝数控线缆从首端孔输入，从尾端孔输出；首端孔和尾端孔旁开孔安装螺栓，将电磁感应解凝数控线缆钢铠与螺栓连接；

所述电磁感应解凝数控线缆的首、尾接头留在管道外部，通过密封装置将首、尾接头分别与调压控制器连接，所述调压控制器与电源连接；

所述钢管上设置温度传感器，用于将其采集到温度值发送至调压控制器；所述调压控制器用于向电磁感应解凝数控线缆输入服务控制器指令下的电压，并用于采集电磁感应解凝数控线缆的电压、电流和功率值，并将获取到的温度值、电压、电流和功率值通过网络传输至服务控制器；

所述服务控制器向调压控制器反馈调压指令；

所述调压控制器连接报警单元，若调压控制器采集到的数值超过其对应的阈值时，所述报警单元则发生报警。

2.如权利要求1所述的电磁感应解凝数控线缆集油气系统，其特征在于，所述电磁感应解凝数控线缆包括光缆、镀锡铜合金丝电热芯，其外层依次分别套有氟塑料绝缘护套层、外绝缘护套层、钢带铠装层、F46氟塑料加强护套层。

3.如权利要求1所述的电磁感应解凝数控线缆集油气系统，其特征在于，所述密封装置包括：密封底座、挤压密封筒、灌胶密封筒、密封橡胶圈、防水密封胶、高强度密封胶；其中，所述密封底座与开孔处的钢管外壁密封焊接，所述密封底座与挤压密封筒连接，中间穿灌胶密封筒，挤压密封筒与灌胶密封筒间装密封橡胶圈，灌防水密封胶。

4.如权利要求1所述的电磁感应解凝数控线缆集油气系统，其特征在于，所述电磁感应解凝数控线缆的首、尾接头穿过密封装置接有电源接线盒，所述电源接线盒与调压控制器连接。

5.如权利要求1所述的电磁感应解凝数控线缆集油气系统，其特征在于，所述密封装置与开孔处的钢管外壁进行均匀焊接，并对所述开孔处进行全封盖处理。

Images