CN215860095U - 一种智能电磁耦合原油温控装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能电磁耦合原油温控装置，包括保温保护层，其特征在于，所述保温保护层内设置有热传导体，所述热传到体内设置有集肤层，集肤层内设置有耦合层，耦合层内设置有防腐层，防腐层内设有油管，所述油管内侧设置有蓄能质。本实用新型首先替代了原来伴生天然气水套炉和电阻丝式加热器，解决了单井原油(原油水混合物)的可靠、安全和稳定的加温输送问题。同时提升了加热的效率，节约电力。减少日常维护，促进了油井稳定生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及电磁耦合原油温控技术领域，具体是一种智能电磁耦合原油温控装置。
背景技术
目前在油田的采油领域，每个单井抽出的原油(原油及水混合物)一般通过管道输送至联合站，在联合站脱水等处理后再进行外输。由于井口采出的原油温度较低，输送距离较长，在过程中产生了较大的阻力，使得井口的回压过高，影响抽油机正常工作，必须通过加温技术，将原油在采出温度基础上提升20～30℃，达到50℃左右，通过降低粘度来降低输送回压，才能正常输送至联合站。
但是，很多地区为了替代伴生天然气水套炉加温工艺，采用电阻丝加热器加热水套炉中水的方式，通过水再加热炉管中的原油来提升温度保证原油的正常输送。电阻丝加热器的使用虽然解决了环保排放问题，但自身寿命短、可靠性差、安全性差、效率低等问题又凸显出来，亟需寻求一种改进和优化技术，实现井口原油高安全性、高可靠性和高效率的加温输送。因此，本实用新型提供了一种智能电磁耦合原油温控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种智能电磁耦合原油温控装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种智能电磁耦合原油温控装置，包括保温保护层，其特征在于，所述保温保护层内设置有热传导体，所述热传到体内设置有集肤层，集肤层内设置有耦合层，耦合层内设置有防腐层，防腐层内设有油管，所述油管内侧设置有蓄能质。
优选的：所述保温保护层厚度控制在25～30mm之间。
优选的：所述热传导体由感应线圈组成。
优选的：所述感应线圈采用云母绝缘保温材料进行防护防止漏电。
优选的：所述防腐层采用渗镀防腐技术。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型首先替代了原来伴生天然气水套炉和电阻丝式加热器，解决了单井原油(原油水混合物)的可靠、安全和稳定的加温输送问题。同时提升了加热的效率，节约电力。减少日常维护，促进了油井稳定生产。
根据实际应用的测试：
1、加热效率≥95％，输入的电力和被原油或原油水混合物带走的热量比值≥95％。加热体管壁和内部蓄能质温度一般与被换热介质原油的温度差在80～100℃。
2、电磁感应加热体经过保温后，外部温度≤50℃，在夏季外部室外温度40℃时，加热体外部温度≤50℃，冬季室外温度0℃时，加热体外部温度小于等于30℃。控制器在夏季室外温度40℃时，最高实测温度60℃，低于保护温度80℃，可以在室外温度40℃以内稳定运行。
3、在已经运行超过1年的项目实测，通过一年的持续不间断运行，反应体、感应线圈、高频发生器及控制器等均未出现过故障。
4、经过加温后，原油及水混合物最高可提升温度60℃，最高可提温至80℃，持续运行最佳温度为50～60℃。温度提升后单井的原油回压从1.2MPa降低至0.65MPa。
5、电磁感应加热器有一定的清蜡除垢效果，通过1年的运行，有效降低了管道的自身流阻，流阻降低了0.1～0.2MPa。
6、通过一年的野外运行，经过了寒季和雨季，防冻、防水和防漏电等安全可靠性能得到了有效验证。
以上几项关键的实际测试参数表明，该技术的应用，有效的解决了原来电阻丝加热器的相关问题，保证了油井原油稳定的加热，实现了原油外输的工艺需求。
附图说明
图1是本申请实施例供的一种智能电磁耦合原油温控装置的剖面结构图。
图2是本申请实施例提供的一种智能电磁耦合原油温控装置中的原理图。
图中：1、保温保护层；2、热传导体；3、集肤层；4、耦合层；5、防腐层；6、蓄能质。
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。
请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种智能电磁耦合原油温控装置，包括保温保护层1，所述保温保护层1保护热量不散失并防止核心部件损伤，所述保温保护层1内设置有热传导体2，热传导体2将热能在加热体内均匀平衡的传递，所述热传到体2内设置有集肤层3，集肤层3通过电流感应的趋肤效应实现电能向热能转换，集肤层3内设置有耦合层4，耦合层4通过内部几组反应体间的耦合效应，增强加热速度及提升热效率，耦合层4内设置有防腐层5，防腐层5更适应原油类特殊介质的现场应用条件，防腐层5内设有油管，所述油管内侧设置有蓄能质6，蓄能质6一是存储、蓄存能量，二是实现加热体运行更稳定，热波动对加热体形变影响小，延长装置使用寿命。
本技术所述的电磁耦合原油加热其核心在于四点：第一是将电磁加热技术有效的应用到原油加热中，解决了电阻丝加热器效率低、可靠性低和安全性差问题。第二是利用智能温度控制技术，始终保持被加热的原油介质在设定的温度，进一步提升了加热效率。第三是设计了特殊的铁磁耦合体和原油换热装置，使原油与铁磁体之间换热更充分，通过蓄能质实现适当的蓄能，当原油流量波动时可以有一定的能量缓冲让加热过程更平稳。第四加热体内部防腐设计，流通结构不留死角，让伴生的天然气及时被原油带走，不滞留气体导致加热铁磁体局部过热。
1、利用高磁性铁为电磁感应的主加热体，在铁磁体管道外部安装高频感应圈，感应圈与铁磁体之间利用专用的保温隔热材料进行保温，保温层控制在25～30mm之间，即保证电磁感应效果又使铁磁体有较好的保温，热量不散失。感应圈外部采用云母绝缘保温材料进行防护防止漏电。最外部利用超薄的绝缘电工板进行防护，既加强绝缘有能保护保温层，防止老化松散。
2、控制中枢单元整体安装在电器柜内，采用程序控制，配备了智能控制模块，可以实现数据远传、远程控制，可以与SCADA系统对接。辅加了多重保护与报警功能，保证了在使用期间的安全性。采用模拟量和PID算法，模拟量控制与多路开关量控制的优势是热量供给非常平稳，不存在大的负荷突变状况。PI D算法可以预判被加热原油的状况，加热器提前进行调节，保证合理的出口温度同时节约电能，提高效率。
3、该装置的调温过程，是将电感效应产生的热量直接汇集到管壁并传导至内部蓄能质，并通过换热体和蓄热质加热原油，热量间接进入加热体，全壳体保温，减少了热量损失，使电能转化成热能的效率达到95％以上。蓄热质的功能是保证加热过程的平稳，同时可以应对单井工作状况下油量、含税量变化时保证出口温度稳定在一定范围内。
4、该装置针对原油或原油水混合物等有腐蚀性的特殊介质设计，加热体内部、蓄热质等均进行了防腐的处理，采用渗镀防腐技术可以防止温度变化时表面脱落。设置了特殊的内部流体流通结构，使原油中伴生天然气不滞留在换热体内部，被原油及时带走保证输送安全。
该技术已经在胜利油田东胜公司、滨南采油厂等投入现场测试应用，最长应用时间为1年以上，单台设备累计最高输送原油3万吨。
例一:
胜利油田东胜公司某接转站向上一级集输原油现场，利用一套60kW智能电磁耦合原油温控装置。该站日交油60吨至80吨。管线为DN100管线，总长度4.7Km，原来用两台电阻丝加热炉加热，一台为电阻丝加热管，一台为变频加热炉，每台功率为25KW，同时运行，总电流为70A左右，进口温度为38℃，出口温度为53℃，最大升温15℃。更换为智感耦合原油专用调温装置，使用后功率设置为40KW，因为智能升温，到设置最高温度后电流逐渐减少，到最低设置温度后电流逐渐增大，最大到62A。冬季因温度调控需要，改为50KW运行，电流最大到77A。进口温度31～34℃，出口温度57～60℃，最大可升温26℃。装置稳定已经运行一年以上，未出现故障，可靠性得到了验证。
例二：
胜利油田滨南采油厂某单井应用，单井日产油20吨，利用一套40kW智能电磁耦合原油温控装置。实际运行设置为25kW，可将原油从井口的25℃升温至50℃，升温后输送管道压力从1.2MPa降低至0.7MPa。由于单井原油量波动较大、含水量波动较大，蓄能质和智能PID温控技术的采用，在单井原油进口波动较大的情况下，出口温度最大波动为5℃，既保证的输送的稳定性又节约了加热能源消耗。
以此实用案例说明，该技术适用于油田多种条件下使用，达到了安全、环保、节能和可靠的升温、控温的效果，促进了油田原油的稳定生产。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种智能电磁耦合原油温控装置，包括保温保护层(1)，其特征在于，所述保温保护层(1)内设置有热传导体(2)，所述热传导体(2)内设置有集肤层(3)，集肤层(3)内设置有耦合层(4)，耦合层(4)内设置有防腐层(5)，防腐层(5)内设有油管，所述油管内侧设置有蓄能质(6)。
2.根据权利要求1所述的一种智能电磁耦合原油温控装置，其特征在于，利用电磁技术加热原油、原油与水或天然气的混合物。
3.根据权利要求1所述的一种智能电磁耦合原油温控装置，其特征在于，所述热传导体(2)由感应线圈组成。
4.根据权利要求1所述的一种智能电磁耦合原油温控装置，其特征在于，其具有智能控制功能，可以动态控制原油出口温度，达到节约能源的目的。
5.根据权利要求3所述的一种智能电磁耦合原油温控装置，其特征在于，所述感应线圈采用云母绝缘保温材料进行防护防止漏电。
6.根据权利要求1所述的一种智能电磁耦合原油温控装置，其特征在于，所述防腐层(5)采用渗镀防腐技术。
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