CN217538668U - 一种油页岩螺旋式加热装置 - Google Patents

Abstract

一种油页岩螺旋式加热装置，包括温度传感器、保温壳、内壳体、自动流量阀、压力传感器、电极柱、中心管、遮挡板、加热板、绝缘保温层、连续型螺旋式折流板及PLC控制系统；其中加热板安装在中心管圆周外侧，在中心管外侧圆周角360°的圆周上依次有序均匀圆周排列穿过连续型螺旋式折流板，遮挡板安装在内壳体圆周内侧，在内壳体内侧圆周角360°的圆周上依次有序均匀圆周排列穿过连续型螺旋式折流板，加热板固定在中心管上。本实用新型提高了井下加热器的加热效率，解决加热器相同功率下，加热器出口温度低的问题，同时降低了加热成本。

Description

一种油页岩螺旋式加热装置

技术领域

本实用新型属于电加热设备技术领域，具体地说是一种油页岩螺旋式加热装置。

背景技术

油页岩的开发技术分为地面蒸馏技术和原位转化技术。地面蒸馏技术对岩层要求苛刻，一般只适用于埋藏较浅、岩层较厚的高含油油页岩层，同时还会产生“三废”问题。而原位转化技术具有不破坏地表，对环境无污染，适合深部油页岩的开发等优点。

原位转化加热方法有热传导、热对流、热辐射三种。热传导加热方法是将电加热器置于井眼中直接加热目标层，通过地面上的气体压缩机向加热器传输低温气体，然后通过加热器加热后产生高温气体进而加热油页岩的干酪根使之裂解产出页岩油。由于普通加热器中气体在加热器通道内的停留时间短，气体不能与加热板充分接触，因此，出气口高温气体的温度比理想温度低而达不到要求；如果单纯提高加热器的加热功率来提高出气口的温度，会造成成本大大增加。本实用新型涉及到一种油页岩螺旋式加热器的结构组成，该油页岩螺旋式加热器加热功率可调、加热效率高、气体受热均匀，且能够有效提高热交换效率，结构加热安全可靠，同时有效解决加热器相同功率下，加热器出口温度低的问题，该油页岩螺旋式加热器出口温度明显提高，同时，也大大降低了加热成本，避免了现有产品中的诸多不足之处。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油页岩螺旋式加热装置，解决上述背景中所提到的气体在加热器通道内的停留时间短，出气口高温气体的温度比理想温度低而达不到要求，气体受热不均匀，热交换效率低，加热成本高等问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种油页岩螺旋式加热装置，其特征是该装置包括出气口、温度传感器、保温壳、内壳体、自动流量阀、压力传感器、进气口、电极柱、中心管、遮挡板、加热板、绝缘保温层、连续型螺旋式折流板及PLC控制系统，该加热装置内部结构由内壳体、中心管、遮挡板、加热板及连续型螺旋式折流板组成，其中加热板安装在中心管圆周外侧，在中心管外侧圆周角360°的圆周上依次有序均匀圆周排列穿过连续型螺旋式折流板，遮挡板安装在内壳体圆周内侧，在内壳体内侧圆周角360°的圆周上依次有序均匀圆周排列穿过连续型螺旋式折流板，加热板固定在中心管上，加热板的另一端与内壳体存在一定距离保证气体流动，遮挡板固定在内壳体上，遮挡板另一端与中心管之间存在一定距离保证气体流动；可选地，在上述油页岩螺旋式加热装置中，所述进气口处存在自动流量阀和压力传感器；可选地，在上述油页岩螺旋式加热装置中，所述出气口处存在温度传感器；可选地，在上述油页岩螺旋式加热装置中，所述加热板的功率通过PLC控制系统控制，所述PLC控制系统能够接收出气口处温度传感器的检测信号，并根据该检测信号来自动调节加热板的功率的大小；可选地，在上述油页岩螺旋式加热装置中，所述自动流量阀通过PLC控制系统控制，所述PLC控制系统能够接收出气口处温度传感器的检测信号，并根据该检测信号来自动调节自动流量阀的开度；可选地，在上述油页岩螺旋式加热装置中，所述保温壳和内壳体之间填充有绝缘保温层，来减少加热器的热量散失。

本实用新型公开了一种油页岩螺旋式加热装置，其特征在于地面气体压缩机通过管道向进气口提供低温气体，压力传感器设置在进气口处，PLC控制系统能够接收进气口的压力传感器的检测信号，并根据该检测信号来实时自动调节气体压缩机输出气体的流量，自动流量阀设置在进气口处，温度传感器设置在出气口处，PLC控制系统能够接收出气口处温度传感器的检测信号，并根据该检测信号来实时自动调节自动流量阀的开度，低温气体在进气口处通过自动流量阀后进入内壳体，在内壳体内部按照螺旋线的方向在遮挡板和加热板之间流动，最终，在出口处排处高温气体，本实用新型通过加热板加热气体，结合本加热器连续性螺旋式折流板和加热板结构设计特点，显著提高了该加热器的加热效率和气体在加热器中加热时间，有效解决相同功率下，加热器出口温度低的问题，使得加热器出口温度明显提高。同时，也大大降低了加热成本。

本实用新型与已有技术相比具有以下优点：

1.该螺旋式加热装置可以大大降低加热成本。

2.该螺旋式加热装置解决了气体在加热体通道内的停留时间短，出气口高温气体的温度比理想温度低而达不到要求的问题。

3.该螺旋式加热装置解决了气体在加热器中受热不均匀，热交换效率低的问题。

4.该螺旋式加热装置通过PLC控制系统可实现实时调节加热板功率。

5.该螺旋式加热装置通过PLC控制系统可实现实时调节自动流量阀的开度。

附图说明

图1是本实用新型实施例在油页岩螺旋式加热装置中的结构图；

1-出气口2-温度传感器3-保温壳4-内壳体5-自动流量阀6-压力传感器7-进气口8-电极柱

图2是本实用新型实施例在油页岩螺旋式加热装置中的截面图；

9-中心管10-遮挡板11-加热板12-绝缘保温层

图3是本实用新型实施例油页岩螺旋式加热装置的轴侧图；

13-连续型螺旋式折流板

图4是本实用新型实施例油页岩螺旋式加热装置的截面气体流动图；

具体实施方式

为进一步公开本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图通过实施例作详细说明：本实用新型包括温度传感器(2)、保温壳(3)、内壳体(4)、自动流量阀(5)、压力传感器(6)、电极柱(8)、中心管(9)、遮挡板(10)、加热板(11)、绝缘保温层(12)、连续型螺旋式折流板(13)及PLC控制系统，其中温度传感器(2)、自动流量阀(5)、压力传感器(6)、遮挡板(10)、加热板(11)、都是有可编程序PLC自动控制系统来控制的。

本实用新型的工作原理及工作程序：

1.全自动控制系统：

该油页岩螺旋式加热装置在加热运行之初，PLC控制系统根据工作指令开始运行工作，首先将自动流量阀(5)打开，低温气体从进气口(7)开始注入到油页岩螺旋式加热装置中，低温气体在连续型螺旋式折流板(13)、遮挡板(10) 和加热板(11)的作用下按照螺旋线的形状在油页岩螺旋式加热装置中流动，低温气体在流动过程中逐渐被加热板(11)加热成高温气体，然后在出气口(1) 被排放出。

当PLC通过出气口(1)处的温度传感器(2)检测被排出气体的温度小于某特定温度时，PLC控制系统通过反馈信号自动增大加热板(11)的加热功率，同时，PLC控制系统通过反馈温度传感器(2)信号实时调节自动流量阀(5)的开度进而减小低温气体进入油页岩螺旋式加热装置的流量，由于自动流量阀(5) 开度减小，进气口(7)处压力增大，压力传感器(6)信号反馈给PLC控制系统，实时调节气体地面压缩机输出气体的流量，进而将出气口(1)排出的高温气体满足某设定特定温度。

当PLC通过出气口(1)处的温度传感器(2)检测被输出气体的温度大于某特定温度时，PLC控制系统通过反馈信号自动减小加热板(11)的加热功率，同时，PLC控制系统通过反馈温度传感器(2)信号实时调节自动流量阀(5)的开度进而增大低温气体进入油页岩螺旋式加热装置的流量，由于自动流量阀(5) 开度增大，进气口(7)处压力减小，压力传感器(6)信号反馈给PLC控制系统，实时调节地面气体压缩机输出气体的流量，进而将出气口(1)排出的高温气体满足某设定特定温度。

2.工作原理：

本实用新型工作原理该油页岩螺旋式加热装置的加热过程，首先地面气体压缩机通过管道向油页岩螺旋式加热装置提供低温气体，管道内的低温气体在进气口(7)处通过自动流量阀(5)进入内壳体(4)，低温气体在内壳体(4)内开始按照螺旋线的方式在遮挡板(10)和加热板(11)之间流动,增加了气体与加热加热板(11)的接触时间，最终高温气体在出气口(1)处被排处。

虽然上文已经用了一般性的说明对本实用新型做了详尽的描述，但在实用新型的基础上，可以对之作一些修改或改进，这些对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种油页岩螺旋式加热装置，其特征是该装置包括出气口(1)、温度传感器(2)、保温壳(3)、内壳体(4)、自动流量阀(5)、压力传感器(6)、进气口(7)、电极柱(8)、中心管(9)、遮挡板(10)、加热板(11)、绝缘保温层(12)、连续型螺旋式折流板(13)及PLC控制系统，该加热装置内部结构由内壳体(4)、中心管(9)、遮挡板(10)、加热板(11)及连续型螺旋式折流板(13)组成，其中加热板(11)安装在中心管(9)圆周外侧，在中心管(9)外侧圆周角360°的圆周上依次有序均匀圆周排列穿过连续型螺旋式折流板(13)，遮挡板(10)安装在内壳体(4)圆周内侧，在内壳体(4)内侧圆周角360°的圆周上依次有序均匀圆周排列穿过连续型螺旋式折流板(13)，加热板(11)固定在中心管(9)上，加热板(11)的另一端与内壳体(4)存在一定距离保证气体流动，遮挡板(10)固定在内壳体(4)上，遮挡板(10)另一端与中心管(9)之间存在一定距离保证气体流动。

2.根据权利要求1所述的油页岩螺旋式加热装置，其特征在于所述进气口(7)处存在自动流量阀(5)和压力传感器(6)。

3.根据权利要求1所述的油页岩螺旋式加热装置，其特征在于所述出气口(1)处存在温度传感器(2)。

4.根据权利要求1所述的油页岩螺旋式加热装置，其特征在于所述加热板(11)的功率通过PLC控制系统控制，所述PLC控制系统能够接收出气口处温度传感器(2)的检测信号，并根据该检测信号来自动调节加热板(11)的功率的大小。

5.根据权利要求1所述的油页岩螺旋式加热装置，其特征在于所述自动流量阀(5)通过PLC控制系统控制，所述PLC控制系统能够接收出气口(1)处温度传感器(2)的检测信号，并根据该检测信号来自动调节自动流量阀(5)的开度。

6.根据权利要求1所述的油页岩螺旋式加热装置，其特征在于所述保温壳(3)和内壳体(4)之间填充有绝缘保温层(12)，来减少加热器的热量散失。

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