CN212255154U - 一种低温地热套管的检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种低温地热套管的检测装置。该装置包括：水箱、加热机构、循环泵、PID控制器、测试管段、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器组；加热机构固定于水箱内部，水箱的出口通过第一传输管路接至循环泵的入口，循环泵的出口通过第二传输管路接至测试管段的入口，测试管段的出口通过第三传输管路接至水箱的入口；第一温度传感器固定于测试管段的入口位置，输出端与PID控制器的设定端的接口连接；第二温度传感器固定于水箱内部，输出端与PID控制器的监测端的接口连接；PID控制器的输出端与加热机构的控制端连接；第三温度传感器组的多个第三温度传感器等间距的固定于测试管段的内部。本实用新型可以降低低温地热套管的测试难度。

Description

一种低温地热套管的检测装置

技术领域

本实用新型涉及地热套管保温开发领域，特别是涉及一种低温地热套管的检测装置。

背景技术

在油田开发过程中，相对于三管伴热及掺水集油等工艺，常温集油工艺流程简单，能耗较低，是油田开发过程的最优选择，但是由于原油在开发过程中，产出液由油层流向井筒，并经过井筒流向井口，在此过程中热能逐渐损失，造成井口温度过低，不能满足常温输送进站的要求。如果能有效利用地层热能，减少原油在井筒举升过程中的热能损失，可提高井口产出液温度，对于改善井筒内产出液流态，减少结蜡段长度，改变油井维护方式以及采取地面常温集油工艺具有十分重要的意义。

为了有效利用油田的地热资源，实现油田地面常温集输，现有的技术研究方向涉及对保温隔热油管的开发，但在平台上对保温隔热油管进行现场的测试通常难度太大，不利于调试。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种低温地热套管的检测装置，以降低低温地热套管的测试难度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种低温地热套管的检测装置，包括：水箱、加热机构、循环泵、PID控制器、测试管段、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器组；

所述加热机构固定于所述水箱内部，所述水箱的出口通过第一传输管路接至所述循环泵的入口，所述循环泵的出口通过第二传输管路接至所述测试管段的入口，所述测试管段的出口通过第三传输管路接至所述水箱的入口；

所述第一温度传感器固定于所述测试管段的入口位置，所述第一温度传感器的输出端与所述PID控制器的设定端的接口连接；所述第二温度传感器固定于所述水箱内部，所述第二温度传感器的输出端与所述PID控制器的监测端的接口连接；所述PID控制器的输出端与所述加热机构的控制端连接；所述第三温度传感器组包括多个第三温度传感器，多个所述第三温度传感器等间距的固定于所述测试管段的内部。

可选的，所述测试管段为包括内管、保温材料和外管的套管结构，所述保温材料填充于所述内管和外管之间；多个所述第三温度传感器固定于所述测试管段的内管上。

可选的，所述第三传感器为贴片传感器。

可选的，所述第一传输管路、所述第二传输管路和所述第三传输管路均为包括内管、保温材料和外管的套管结构，所述保温材料填充于所述内管和外管之间。

可选的，所述加热机构为电加热器，所述PID控制器的输出端与所述电加热器的功率调节器连接。

可选的，还包括：第一压力表、第二压力表和流量计；

所述第一压力表固定于所述循环泵入口处的第一传输管路上，所述第二压力表固定于所述循环泵出口处的第二传输管路上，所述流量计固定于所述第二压力表与所述测试管段入口之间的第二传输管路上。

可选的，还包括：单片机，所述单片机的输入端口与所述第三温度传感器组中所有第三温度传感器的输出端口连接，所述单片机用于根据所有第三温度传感器的测量数据对所述测试管段的保温效果进行分析。

可选的，所述单片机的输入端口还与所述流量计的输出端口连接，所述单片机还用于根据所述流量计的检测数据对测试管段中流速数据进行分析。

可选的，还包括：显示装置，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器组的数据输出端均与所述显示装置的输入端连接，所述显示装置用于对所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器组的测量数据进行显示。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型将水箱内部的温度作为监测值，将测试管段入口位置的温度作为设定值，通过PID控制器实时控制水箱内部的加热机构的加热参数，进而控制进入测试管段的液体温度恒定，从而可以根据测试管段内部的第三温度传感器的测量数据对测试管段的保温效果进行分析。相比于现有技术，本实用新型降低了低温地热套管的测试难度，使低温地热套管用加热技术开发过程的装置更为简单便利，同时更加贴近实际，从而为低温地热套管的开发提供更为科学准确以及适用性广的开发规律。

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，下面将对实施例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些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型低温地热套管的检测装置的结构示意图。

图中标号名称：1-水箱，2-加热机构，3a、3b、3c、3d-阀门，4-循环泵，5-测试管道，6a-第一温度传感器，6b-第二温度传感器，7a-第一压力表，7b-第二压力表，8-流量计。

具体实施方式

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型低温地热套管的检测装置的结构示意图。如图1所示，本实用新型的低温地热套管的检测装置包括加热部分、管路部分和控制部分。

加热部分包括：水箱1和加热机构2。水箱1包括注水口、出口、入口等。所述加热机构2固定于所述水箱1内部的底部位置，加热机构2为电热丝、电加热管、电热板的其中一种或几种，用于对水箱1内的液体进行加热并保持恒温。

管路部分包括：阀门3a、3b、3c和3d、循环泵4、传输管路以及温度传感器。具体的，水箱1的出口通过第一传输管路接至循环泵4的入口，所述循环泵4的出口通过第二传输管路接至测试管段5的入口。循环泵4两端为法兰接口，两端分别与第一传输管路和第二传输管路的法兰配合，通过螺栓进行紧固联接。所述测试管段5的出口通过第三传输管路接至所述水箱1的入口。测试管路5两端为法兰接口，两端分别第二传输管路和第三传输管路的法兰配合，通过螺栓进行紧固联接。在循环泵4的入口管道、循环泵4的出口管道、测试管路5的入口管道和测试管路5的出口管道上分别安装阀门3a、3b、3c和3d。

所述测试管段5和传输管路(第一传输管路、第二传输管路和第三传输管路)均为包括内管、保温材料和外管的套管结构，保温材料填充于所述内管和外管之间，实现管路的保温。

温度传感器包括第一温度传感器6a、第二温度传感器6b和第三温度传感器组，第一温度传感器6a固定于所述测试管段5的入口位置，所述第二温度传感器6b固定于所述水箱1内部，所述第三温度传感器组包括多个第三温度传感器，多个所述第三温度传感器等间距的固定于所述测试管段5的内管上。在具体实施例中，第三温度传感器可以采用贴片温度传感器。

控制部分主要包括PID控制器。所述第一温度传感器6a的输出端与PID控制器的设定端的接口连接，所述第二温度传感器6b的输出端与所述PID控制器的监测端的接口连接，所述PID控制器的输出端与所述加热机构2的控制端连接。PID控制器可以安装与测试管段5的入口管段，根据运行的外界环境进行自动调整PID参数，进而根据设定端第一温度传感器6a的测量值和监测端第二温度传感器6b的测量值调节加热机构2的加热参数。具体的，在具体实施例中本实用新型还包括功率调节器，所述功率调节器的输入端接收所述PID的输出指令，所述功率调节器的输出端连接所述加热机构2的控制端，这样，PID控制器通过调节功率调节器的参数来调节加热机构2的加热参数。同时，功率调节器还可以根据现场实际配电情况，对加热机构2的输出功率进行适应性改进，输出上限值最高达到80％，避免因为过流导致实验室空开断路。

作为具体实施例，本实用新型的低温地热套管的检测装置还包括：第一压力表7a、第二压力表7b和流量计8。所述第一压力表7a固定于所述循环泵4入口处的第一传输管路上，用于实时检测循环泵4入口的压力值。所述第二压力表7b固定于所述循环泵4出口处的第二传输管路上，用于实时检测循环泵4出口的压力。所述流量计8固定于所述第二压力表7b与所述测试管段5入口之间的第二传输管路上，用于实时检测测试管段5的入口流量。

在上述实施例的基础上，作为另一实施例，本实用新型的低温地热套管的检测装置还包括：单片机，所述单片机的输入端口与所述第三温度传感器组中所有第三温度传感器的输出端口连接，所述单片机用于根据所有第三温度传感器的测量数据对所述测试管段5的保温效果进行分析。所述单片机的输入端口还与所述流量计8的输出端口连接，用于根据所述流量计8的检测数据对测试管段中流速数据进行分析。

在上述实施例的基础上，作为另一实施例，本实用新型的低温地热套管的检测装置还包括：显示装置，所述第一温度传感器6a、所述第二温度传感器6b和所述第三温度传感器组的数据输出端均与所述显示装置的输入端连接，所述显示装置用于对所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器组的测量数据进行显示。所述单片机的输出端也与所述显示装置的输入端连接，所述显示装置还可以实时将单片机得到的测试管段5保温效果和测试管段中流速数据进行实时显示。

本实用新型的低温地热套管的检测装置，各个温度传感器的检测参数不同，由于测试管段5的散热作用，水箱1入口的温度会低于测试管段5的入口水温，两者温差保持相对稳定。同时，循环泵4运行过程中产生的热量也会对整个管道内的水进行加热，所以水箱入口水温相对于水箱内的水温略高，因此，本实用新型的低温地热套管的检测装置满足：测试管段入口温度＞水箱入口温度＞水箱内温度。因此，将测试管段入口温度作为PID控制器的设定值，将水箱内温度作为PID控制器的监测值，实时调节PID的控制输出，进而使测试管段内入口处的液体温度保持恒定。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (9)

1.一种低温地热套管的检测装置，其特征在于，包括：水箱、加热机构、循环泵、PID控制器、测试管段、第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器组；

所述加热机构固定于所述水箱内部，所述水箱的出口通过第一传输管路接至所述循环泵的入口，所述循环泵的出口通过第二传输管路接至所述测试管段的入口，所述测试管段的出口通过第三传输管路接至所述水箱的入口；

所述第一温度传感器固定于所述测试管段的入口位置，所述第一温度传感器的输出端与所述PID控制器的设定端的接口连接；所述第二温度传感器固定于所述水箱内部，所述第二温度传感器的输出端与所述PID控制器的监测端的接口连接；所述PID控制器的输出端与所述加热机构的控制端连接；所述第三温度传感器组包括多个第三温度传感器，多个所述第三温度传感器等间距的固定于所述测试管段的内部。

2.根据权利要求1所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，所述测试管段为包括内管、保温材料和外管的套管结构，所述保温材料填充于所述内管和外管之间；多个所述第三温度传感器固定于所述测试管段的内管上。

3.根据权利要求2所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，所述第三温度传感器为贴片传感器。

4.根据权利要求1所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，所述第一传输管路、所述第二传输管路和所述第三传输管路均为包括内管、保温材料和外管的套管结构，所述保温材料填充于所述内管和外管之间。

5.根据权利要求1所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，所述加热机构为电加热器，所述PID控制器的输出端与所述电加热器的功率调节器连接。

6.根据权利要求1所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，还包括：第一压力表、第二压力表和流量计；

所述第一压力表固定于所述循环泵入口处的第一传输管路上，所述第二压力表固定于所述循环泵出口处的第二传输管路上，所述流量计固定于所述第二压力表与所述测试管段入口之间的第二传输管路上。

7.根据权利要求6所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，还包括：单片机，所述单片机的输入端口与所述第三温度传感器组中所有第三温度传感器的输出端口连接，所述单片机用于根据所有第三温度传感器的测量数据对所述测试管段的保温效果进行分析。

8.根据权利要求7所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，所述单片机的输入端口还与所述流量计的输出端口连接，所述单片机还用于根据所述流量计的检测数据对测试管段中流速数据进行分析。

9.根据权利要求1所述的低温地热套管的检测装置，其特征在于，还包括：显示装置，所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器组的数据输出端均与所述显示装置的输入端连接，所述显示装置用于对所述第一温度传感器、所述第二温度传感器和所述第三温度传感器组的测量数据进行显示。

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