本發(fā)明涉及加熱技術(shù)的自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

在油田油井采出液的集輸過(guò)程中，為保證采出液的流動(dòng)性需要對(duì)采出液進(jìn)行加熱。目前，加熱油田采出液的主要方式有：燃油加熱爐加熱、燃?xì)饧訜釥t加熱和電加熱。對(duì)于有穩(wěn)定油田伴生氣的區(qū)塊，采用燃?xì)饧訜釥t對(duì)采出液進(jìn)行加熱；而對(duì)于油田伴生氣很少且不穩(wěn)定的油田區(qū)塊，則采用燃油加熱爐對(duì)采出液進(jìn)行加熱，燃料為從采出液中脫水的原油；在供電充裕的地區(qū)，常采用電加熱方式。不管采用燃油加熱、燃?xì)饧訜徇€是電加熱的方式，均會(huì)消耗大量的能耗。如在油田開(kāi)發(fā)處于高含水期且原油粘度較高的區(qū)塊中，采用原油加熱方式加熱油田采出液消耗的原油量一般占油田成品油的3-5％，同時(shí)會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

目前，太陽(yáng)能利用方式較多、技術(shù)較為成熟、極具開(kāi)發(fā)和利用價(jià)值，可應(yīng)用于油田。因利用空氣源的成本較低、污染較少，也可將空氣源熱泵技術(shù)應(yīng)用于油田。合理利用太陽(yáng)能和空氣源等可再生能源解決供熱連續(xù)性、穩(wěn)定性是國(guó)內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)。但現(xiàn)有技術(shù)中僅涉及利用太陽(yáng)能或空氣源供熱，一旦不滿(mǎn)足太陽(yáng)能供熱要求，利用太陽(yáng)能供熱的方法將無(wú)法實(shí)施；同樣，不能滿(mǎn)足空氣源供熱要求時(shí)，利用空氣源供熱的方法也將無(wú)法實(shí)施。這種情況下，油田采出液將不能獲得穩(wěn)定、連續(xù)的熱量，影響采出液的流動(dòng)性，從而影響采出液集輸工作。

因此，亟需一種對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合加熱的系統(tǒng)和控制方法，來(lái)穩(wěn)定、連續(xù)地向油田采出液提供熱量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題之一是克服現(xiàn)有技術(shù)不能提供穩(wěn)定、連續(xù)的熱量而導(dǎo)致影響油田采出液輸出的技術(shù)缺陷。

因此，針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)，包括：

太陽(yáng)能集熱器，用于采集太陽(yáng)輻射熱能；

空氣源熱泵，用于提取大氣環(huán)境中的熱能；

夜間供熱裝置，用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能集熱器采集的太陽(yáng)輻射熱能；

日間供熱裝置，用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能集熱器采集的太陽(yáng)輻射熱能和空氣源熱泵提取的大氣環(huán)境中的熱能；

信號(hào)采集裝置，用于分別采集日間供熱裝置和夜間供熱裝置的過(guò)程溫度；

執(zhí)行控制裝置，用于根據(jù)日間供熱裝置和夜間供熱裝置的過(guò)程溫度，在日間時(shí)段下控制太陽(yáng)能集熱器對(duì)日間供熱裝置或夜間供熱裝置進(jìn)行加熱，并在日間時(shí)段下控制日間供熱裝置為采出液供熱，在夜間時(shí)段下控制夜間供熱裝置為采出液供熱。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：

夜間循環(huán)管路，所述夜間供熱裝置通過(guò)夜間循環(huán)管路連接采出液換熱器；

日間循環(huán)管路，所述日間供熱裝置通過(guò)日間循環(huán)管路連接采出液換熱器；

其中，在夜間時(shí)段下，當(dāng)所述執(zhí)行控制裝置根據(jù)夜間供熱裝置的過(guò)程溫度判斷出夜間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能不足以為采出液供熱時(shí)，所述執(zhí)行控制裝置控制夜間循環(huán)管路關(guān)斷，且日間循環(huán)管路連通，使得日間供熱裝置通過(guò)日間循環(huán)管路向采出液進(jìn)行輔助供熱。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：

第一太陽(yáng)能循環(huán)管路，所述太陽(yáng)能集熱器通過(guò)第一太陽(yáng)能循環(huán)管路連接夜間供熱裝置；

第二太陽(yáng)能循環(huán)管路，所述太陽(yáng)能集熱器通過(guò)第二太陽(yáng)能循環(huán)管路連接日間供熱裝置；

其中，在日間時(shí)段下，執(zhí)行控制裝置控制第一太陽(yáng)能循環(huán)管路連通，使得太陽(yáng)能集熱器通過(guò)第一太陽(yáng)能循環(huán)管路向夜間供熱裝置提供熱能；

當(dāng)執(zhí)行控制裝置根據(jù)夜間供熱裝置的過(guò)程溫度判斷出夜間供熱裝置不需加熱時(shí)，執(zhí)行控制裝置控制第二太陽(yáng)能循環(huán)管路連通，且第一太陽(yáng)能循環(huán)管路關(guān)斷，使太陽(yáng)能集熱器通過(guò)第二太陽(yáng)能循環(huán)管路向日間供熱裝置提供熱能。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：

熱泵循環(huán)管路，所述空氣源熱泵通過(guò)熱泵循環(huán)管路連接日間供熱裝置；

信號(hào)采集裝置還用于采集環(huán)境溫度；

其中，在日間時(shí)段下或在夜間時(shí)段下，當(dāng)所述執(zhí)行控制裝置根據(jù)日間供熱裝置的過(guò)程溫度判斷出日間供熱裝置不足以為采出液供熱，且在環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，控制空氣源熱泵通過(guò)熱泵循環(huán)管路對(duì)日間供熱裝置進(jìn)行輔助加熱。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述系統(tǒng)還包括：

燃油鍋爐，其連接至采出液換熱器；

其中，在日間時(shí)段下或在夜間時(shí)段下，在所述執(zhí)行控制裝置根據(jù)日間供熱裝置的過(guò)程溫度判斷出日間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能不足以為采出液供熱的情況下，當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，或者當(dāng)空氣源熱泵出現(xiàn)故障時(shí)，由執(zhí)行控制裝置控制燃油鍋爐為采出液進(jìn)行輔助供熱。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)的控制方法，包括：

采集日間供熱裝置和夜間供熱裝置的過(guò)程溫度；

確定當(dāng)前時(shí)間為日間時(shí)段或者夜間時(shí)段；

根據(jù)日間供熱裝置和夜間供熱裝置的過(guò)程溫度，在日間時(shí)段下控制太陽(yáng)能集熱器對(duì)日間供熱裝置或夜間供熱裝置進(jìn)行加熱，并在日間時(shí)段下控制日間供熱裝置為采出液供熱，在夜間時(shí)段下控制夜間供熱裝置為采出液供熱。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述控制方法還包括：

在夜間時(shí)段下，根據(jù)夜間供熱裝置的過(guò)程溫度確定夜間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能是否足以為采出液供熱；

若夜間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能不足以為采出液供熱，則控制日間供熱裝置向采出液進(jìn)行輔助供熱。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述在日間時(shí)段下控制太陽(yáng)能集熱器對(duì)日間供熱裝置或夜間供熱裝置進(jìn)行加熱的步驟中包括：

在日間時(shí)段下，根據(jù)夜間供熱裝置的過(guò)程溫度判斷夜間供熱裝置是否需要加熱；

在夜間供熱裝置需要加熱的情況下，控制太陽(yáng)能集熱器向夜間供熱裝置提供熱能；

在夜間供熱裝置不需要加熱的情況下，控制太陽(yáng)能集熱器向日間供熱裝置提 供熱能。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述控制方法還包括：

獲取環(huán)境溫度；

在日間時(shí)段下或在夜間時(shí)段下，根據(jù)日間供熱裝置的過(guò)程溫度判斷日間供熱裝置是否足以為采出液供熱；

當(dāng)日間供熱裝置不足以為采出液供熱時(shí)，判斷環(huán)境溫度是否高于預(yù)設(shè)溫度閾值；

當(dāng)環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，控制空氣源熱泵對(duì)日間供熱裝置進(jìn)行輔助加熱。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，上述控制方法還包括：

在日間時(shí)段下或在夜間時(shí)段下，根據(jù)日間供熱裝置的過(guò)程溫度判斷日間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能是否足以為采出液供熱；

當(dāng)日間供熱裝置不足以為采出液供熱時(shí)，判斷環(huán)境溫度是否高于預(yù)設(shè)溫度閾值，且判斷當(dāng)空氣源熱泵是否出現(xiàn)故障；

當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，或者當(dāng)空氣源熱泵出現(xiàn)故障時(shí)，控制燃油鍋爐為采出液進(jìn)行輔助供熱。

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與空氣源熱泵互補(bǔ)供熱的控制裝置和控制方法，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能和空氣源熱泵可以穩(wěn)定、連續(xù)的向油田采出液提供熱量，并依據(jù)環(huán)境溫度及太陽(yáng)輻照等條件的變化，對(duì)采出液的加熱量實(shí)現(xiàn)精確控制。

本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)在日間時(shí)段下控制太陽(yáng)能集熱器對(duì)日間供熱裝置或夜間供熱裝置進(jìn)行加熱，使得日間供熱裝置或夜間供熱裝置存儲(chǔ)熱能，且控制日間供熱裝置向采出液進(jìn)行供熱，在日間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能不足時(shí)，同時(shí)控制空氣源熱泵對(duì)日間供熱裝置進(jìn)行加熱；在夜間時(shí)段下，利用夜間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能向采出液進(jìn)行供熱，在夜間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能不足時(shí)，利用日間供熱裝置存儲(chǔ)的熱能向采出液進(jìn)行供熱。

一方面，可實(shí)現(xiàn)全天控制日間供熱裝置和夜間供熱裝置工作互補(bǔ)，從而聯(lián)合加熱油田采出液。

另一方面，在選擇日間供熱裝置或夜間供熱裝置加熱油田采出液時(shí)，可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能集熱器和空氣源熱泵協(xié)同為日間供熱裝置和夜間供熱裝置儲(chǔ)熱，使得油田采出液可獲得連續(xù)、穩(wěn)定的熱源，相比于現(xiàn)有油田原油加熱的方案可有效節(jié)能， 大大降低對(duì)環(huán)境的污染。

此外，本發(fā)明的實(shí)施例還通過(guò)調(diào)節(jié)供熱循環(huán)泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而調(diào)節(jié)供熱循環(huán)泵的流量，從而保持經(jīng)殼式換熱器加熱后的采出液出口溫度在設(shè)定的范圍內(nèi)。可在滿(mǎn)足加熱油田采出液的前提下，節(jié)約能源。

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí)施例共同用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)原理性示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)的控制方法流程圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例三的空氣源熱泵加熱和燃油鍋爐輔助供熱的控制方法的工作流程圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例三的太陽(yáng)能集熱器加熱過(guò)程的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說(shuō)明。

現(xiàn)有油田采出液在集輸過(guò)程中，為保證采出液的流動(dòng)性，主要通過(guò)燃油加熱、燃?xì)饧訜岷碗娂訜岬葞追N方式加熱油田采出液。由于需要持續(xù)加熱采出液，因而會(huì)消耗大量的能量。尤其使用前述方式加熱油田采出液時(shí)會(huì)造成較大的環(huán)境污染。

使用清潔能源替代傳統(tǒng)能源是油田開(kāi)發(fā)從高耗能高污染方式轉(zhuǎn)變?yōu)楣?jié)能環(huán)保方式的絕佳方案。目前，比較成熟的使用清潔能源供熱的方案有利用太陽(yáng)能供熱和使用空氣源熱泵供熱。雖然這兩種方案的技術(shù)都比較成熟，符合節(jié)能環(huán)保的 要求。但是由于只能利用太陽(yáng)能或空氣源單獨(dú)供熱，在具體實(shí)施過(guò)程中，一旦供熱源無(wú)法供熱，將會(huì)造成供熱的中斷或終止，因而不能為油田采出液提供穩(wěn)定、連續(xù)地?zé)崃俊?/p>

因此，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種聯(lián)合加熱油田采出液的控制方法及系統(tǒng)，可以讓太陽(yáng)能和空氣源熱泵互補(bǔ)加熱油田采出液，在節(jié)能環(huán)保的同時(shí)保證油田采出液獲得穩(wěn)定、持續(xù)的熱量。

實(shí)施例一

圖1是對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)原理性示意圖。

如圖1所示，溫度采集裝置1用于采集供熱系統(tǒng)的環(huán)境溫度和為油田采出液供熱的供熱裝置的過(guò)程溫度。報(bào)警裝置2用于在采集供熱系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警。信號(hào)采集裝置3用于采集溫度采集裝置1的溫度數(shù)據(jù)信號(hào)和報(bào)警裝置2的報(bào)警信號(hào)。執(zhí)行控制裝置4根據(jù)信號(hào)采集裝置3傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)信號(hào)和報(bào)警信號(hào)，控制變頻泵5和電磁閥6來(lái)開(kāi)啟或閉合，進(jìn)而控制為油田采出液供熱的供熱裝置8。在供熱裝置8儲(chǔ)熱不足，需要補(bǔ)充熱量時(shí)，執(zhí)行控制裝置4控制加熱裝置7為供熱裝置8加熱。其中，加熱裝置7可以是太陽(yáng)能集熱器和/或空氣源熱泵。供熱裝置8可以是日間供熱裝置或夜間供熱裝置。

執(zhí)行控制裝置4還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口9與現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)站10及上級(jí)管理系統(tǒng)連接。現(xiàn)場(chǎng)計(jì)算機(jī)站10可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)控執(zhí)行控制裝置4的每個(gè)模塊的運(yùn)行情況，并上傳至上級(jí)監(jiān)控管理系統(tǒng)。

該系統(tǒng)的工作原理是根據(jù)采集溫度數(shù)據(jù)信號(hào)和報(bào)警信號(hào)控制為油田采出液供熱的裝置進(jìn)行協(xié)同工作，并在供熱裝置供熱不足時(shí)，控制太陽(yáng)能集熱器和空氣源熱泵協(xié)同加熱供熱裝置，從而為油田采出液提供穩(wěn)定、持續(xù)的熱量。

圖2是本實(shí)施例的對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖中示出的對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“供熱系統(tǒng)”)200包括太陽(yáng)能集熱器210、空氣源熱泵220、夜間供熱裝置230、日間供熱裝置240、信號(hào)采集裝置250和執(zhí)行控制裝置260。

其中，太陽(yáng)能集熱器210用于采集太陽(yáng)輻射熱能。空氣源熱泵220用于提取大氣環(huán)境中的熱能。夜間供熱裝置230用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能集熱器210采集的太陽(yáng)輻射熱能。日間供熱裝置240用于存儲(chǔ)太陽(yáng)能集熱器210采集的太陽(yáng)輻射熱能和空 氣源熱泵220提取的大氣環(huán)境中的熱能。

信號(hào)采集裝置250用于分別采集夜間供熱裝置230和日間供熱裝置240的過(guò)程溫度，還用于采集環(huán)境溫度。其中，夜間供熱裝置230的過(guò)程溫度包括溫度采集裝置250采集的夜間供熱裝置230頂部的水溫T2和下部的水溫T3。日間供熱裝置240的過(guò)程溫度包括溫度采集裝置250采集的日間供熱裝置240的水溫T4。

執(zhí)行控制裝置260(圖中僅示出與溫度采集裝置250的連接關(guān)系，具體連接關(guān)系請(qǐng)參考文字部分說(shuō)明)用于根據(jù)日間供熱裝置240、夜間供熱裝置230的過(guò)程溫度和環(huán)境溫度，在日間時(shí)段下控制太陽(yáng)能集熱器210對(duì)日間供熱裝置240或夜間供熱裝置230進(jìn)行加熱。作為補(bǔ)充，還在日間或夜間時(shí)段下控制空氣源熱泵220對(duì)日間供熱裝置240進(jìn)行加熱。通過(guò)太陽(yáng)能集熱器210和空氣源熱泵220的協(xié)同加熱，可為日間供熱裝置240和夜間供熱裝置230存儲(chǔ)熱量，進(jìn)而保證日間供熱裝置240或夜間供熱裝置230對(duì)油田采出液穩(wěn)定、持續(xù)地供熱。

并且，在日間時(shí)段下控制日間供熱裝置240為采出液供熱，在夜間時(shí)段下控制夜間供熱裝置230為采出液供熱，通過(guò)執(zhí)行控制裝置260控制日間供熱裝置240或夜間供熱裝置230協(xié)同供熱。

為實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能集熱器加熱夜間供熱裝置230和日間供熱裝置240，為油田采出液供熱儲(chǔ)存能量，供熱系統(tǒng)200還包括第一太陽(yáng)能循環(huán)管路和第二太陽(yáng)能循環(huán)管路。在日間時(shí)段下，執(zhí)行控制裝置260控制第一太陽(yáng)能循環(huán)管路連通，使得太陽(yáng)能集熱器210通過(guò)第一太陽(yáng)能循環(huán)管路向夜間供熱裝置230提供熱能；當(dāng)執(zhí)行控制裝置260根據(jù)夜間供熱裝置230的過(guò)程溫度判斷出夜間供熱裝置230不需加熱時(shí)，執(zhí)行控制裝置260控制第二太陽(yáng)能循環(huán)管路連通，且第一太陽(yáng)能循環(huán)管路關(guān)斷，使太陽(yáng)能集熱器210通過(guò)第二太陽(yáng)能循環(huán)管路向日間供熱裝置240提供熱能。

第一太陽(yáng)能循環(huán)管路至少包括第一夜間電磁閥V1、第二夜間電磁閥V2和太陽(yáng)能加熱變頻泵211。第二太陽(yáng)能循環(huán)管路至少包括第一日間電磁閥V3、第二日間電磁閥V4和前述太陽(yáng)能加熱變頻泵211。

具體地，太陽(yáng)能集熱器210加熱夜間供熱裝置230時(shí)，夜間供熱裝置230中的水依次通過(guò)第一夜間電磁閥V1和太陽(yáng)能加熱變頻泵211后，再經(jīng)過(guò)第二夜間電磁閥V2注入夜間供熱裝置230。太陽(yáng)能集熱器210加熱日間供熱裝置240時(shí)，日間供熱裝置240中的水依次通過(guò)第二日間電磁閥V4和太陽(yáng)能加熱變頻泵211 的水后，再經(jīng)過(guò)第一日間電磁閥V3注入日間供熱裝置240。

供熱系統(tǒng)200相應(yīng)地還包括熱泵循環(huán)管路、夜間循環(huán)管路和日間循環(huán)管路。

其中，熱泵循環(huán)管路空氣源熱泵220通過(guò)熱泵循環(huán)管路連接日間供熱裝置230。熱泵循環(huán)管路包括熱泵加熱變頻泵221。在日間時(shí)段下或在夜間時(shí)段下，當(dāng)執(zhí)行控制裝置260根據(jù)日間供熱裝置240的過(guò)程溫度判斷出日間供熱裝置230不足以為采出液供熱，且環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，控制空氣源熱泵220通過(guò)熱泵循環(huán)管路對(duì)日間供熱裝置240進(jìn)行輔助加熱。

具體而言，空氣源熱泵220加熱日間供熱裝置240時(shí)，日間供熱裝置240里面的水從底部流出，流過(guò)熱泵加熱變頻泵221后，經(jīng)過(guò)空氣源熱泵220加熱后，從日間供熱裝置240的頂部注入。

夜間循環(huán)管路包括第一夜間電磁閥V7、第二夜間電磁閥V8和供熱變頻泵231。夜間供熱裝置230通過(guò)夜間循環(huán)管路向采出液進(jìn)行供熱。具體而言，夜間供熱裝置230向油田采出液進(jìn)行供熱時(shí)，從第一夜間電磁閥V7流出，經(jīng)過(guò)供熱變頻泵231后進(jìn)入殼式換熱器232對(duì)油田采出液供熱，最后流經(jīng)第二夜間電磁閥V8后回到夜間供熱裝置230中。

日間循環(huán)管路包括第一日間電磁閥V5、第二日間電磁閥V6和前述供熱變頻泵231。日間供熱裝置240通過(guò)日間循環(huán)管路向采出液進(jìn)行供熱。具體而言，日間供熱裝置240向油田采出液進(jìn)行供熱時(shí)，從第一日間電磁閥V5流出，經(jīng)過(guò)供熱變頻泵231后進(jìn)入殼式換熱器232對(duì)油田采出液供熱，最后流經(jīng)第二日間電磁閥V6后回到日間供熱裝置240中。

其中，在夜間時(shí)段下，當(dāng)執(zhí)行控制裝置260根據(jù)夜間供熱裝置230的過(guò)程溫度判斷出夜間供熱裝置230存儲(chǔ)的熱能不足以為采出液供熱時(shí)，執(zhí)行控制裝置260控制夜間循環(huán)管路關(guān)斷，且日間循環(huán)管路連通，使得日間供熱裝置240通過(guò)日間循環(huán)管路向采出液進(jìn)行輔助供熱。如此以來(lái)，夜間供熱裝置230和日間供熱裝置240可相互配合為油田采出液供熱，實(shí)現(xiàn)油田采出液的穩(wěn)定輸出。

需要注意的是，在夜間供熱裝置230或日間供熱裝置240向油田采出液進(jìn)行供熱時(shí)，油田采出液通過(guò)第一進(jìn)液電磁閥V9和第二進(jìn)液電磁閥V10控制油田采出液進(jìn)入殼式換熱器232。

通過(guò)執(zhí)行控制裝置260可實(shí)現(xiàn)夜間供熱裝置230和日間供熱裝置240在日間時(shí)段和夜間時(shí)段協(xié)同為油田采出液供熱，同時(shí)也日間時(shí)段利用太陽(yáng)能集熱器210 為夜間供熱裝置230和日間供熱裝置240儲(chǔ)能，利用空氣源熱泵220為日間供熱裝置240儲(chǔ)能，聯(lián)合太陽(yáng)能集熱器210和空氣源熱泵220中的熱量為整個(gè)供熱系統(tǒng)200提供熱源。

當(dāng)出現(xiàn)例如嚴(yán)寒的低溫天氣情況時(shí)，可能存在太陽(yáng)能集熱器210和空氣源熱泵220均不能為油田采出液供熱的情況。因此，供熱系統(tǒng)200還包括燃油鍋爐270，其連接至采出液換熱器。在日間時(shí)段下或在夜間時(shí)段下，在執(zhí)行控制裝置260根據(jù)日間供熱裝置240的過(guò)程溫度判斷出日間供熱裝置240存儲(chǔ)的熱能不足以為采出液供熱的情況下，當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，或者當(dāng)空氣源熱泵220出現(xiàn)故障時(shí)，由執(zhí)行控制裝置260控制燃油鍋爐270為采出液進(jìn)行輔助供熱。此時(shí)，油田采出液通過(guò)第一鍋爐電磁閥V11后，經(jīng)燃油鍋爐270加熱，最后經(jīng)由第二鍋爐電磁閥V12流出。

實(shí)施例二

本實(shí)施例提供對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)的控制方法的流程，如圖3所示。以下結(jié)合附圖3詳細(xì)闡述該控制方法的步驟。

首先，采集日間供熱裝置240和夜間供熱裝置230的過(guò)程溫度(圖中未示出)。

接下來(lái)，判斷當(dāng)前時(shí)間為日間時(shí)段或者夜間時(shí)段(步驟S301)。

一方面，對(duì)太陽(yáng)能集熱器210和空氣源熱泵220為日間供熱裝置240和夜間供熱裝置230聯(lián)合加熱的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

在日間時(shí)段下，根據(jù)日間供熱裝置240和夜間供熱裝置230的過(guò)程溫度，在日間時(shí)段下執(zhí)行控制裝置260控制太陽(yáng)能集熱器210對(duì)日間供熱裝置240或夜間供熱裝置230進(jìn)行加熱。

具體而言，在日間時(shí)段下，先根據(jù)夜間供熱裝置230的過(guò)程溫度判斷夜間供熱裝置230是否需要加熱(步驟S302)。在夜間供熱裝置230需要加熱的情況下，執(zhí)行控制裝置260控制太陽(yáng)能集熱器210對(duì)夜間供熱裝置230加熱(步驟S303)。經(jīng)過(guò)預(yù)置時(shí)間后返回到步驟S301，在日間時(shí)段下重新判斷是否需要加熱夜間供熱裝置230。

在步驟S302中，判斷夜間供熱裝置230是否需要加熱的依據(jù)例如可以為夜間供熱裝置230存儲(chǔ)的熱能是否足夠加熱采出液，以及太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度是否足夠?yàn)橐归g供熱裝置230提供熱能。

在步驟S302中若判斷出夜間供熱裝置230不需要加熱，則判斷日間供熱裝置240是否需要加熱(步驟S304)。

在步驟S304中，判斷日間供熱裝置240是否需要加熱的依據(jù)例如可以為日間供熱裝置240存儲(chǔ)的熱能是否足夠加熱采出液，以及太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度是否足夠?yàn)槿臻g供熱裝置240提供熱能。

在步驟S304中若判斷出夜間供熱裝置230需要加熱，則執(zhí)行控制裝置260控制太陽(yáng)能集熱器210對(duì)日間供熱裝置240加熱(步驟S305)；在步驟S304中若判斷出夜間供熱裝置230不需要加熱，則回到步驟S301，重新判斷當(dāng)前時(shí)段，并在日間時(shí)段下選擇加熱夜間供熱裝置230或日間供熱裝置240。

在日間時(shí)段下或在夜間時(shí)段下，獲取環(huán)境溫度，并根據(jù)日間供熱裝置240的過(guò)程溫度判斷日間供熱裝置240是否足以為采出液供熱。若日間供熱裝置240儲(chǔ)存的熱能不足以供熱，判斷環(huán)境溫度是否高于預(yù)設(shè)溫度閾值。當(dāng)環(huán)境溫度高于預(yù)設(shè)溫度閾值時(shí)，執(zhí)行控制裝置260根據(jù)環(huán)境溫度控制啟動(dòng)空氣源熱泵220加熱日間供熱裝置240(步驟S306)。在步驟S306之后，回到步驟S301，重新判斷是否加熱夜間供熱裝置230或日間供熱裝置240。在日間供熱裝置240儲(chǔ)存的熱能不足以供熱的前提下，利用空氣源熱泵220對(duì)日間供熱裝置240進(jìn)行輔助加熱，可在日間時(shí)段下和在夜間時(shí)段下為日間供熱裝置240提供充足的熱能。

至此為止，執(zhí)行控制裝置260完成了控制太陽(yáng)能集熱器210和空氣源熱泵220為日間供熱裝置240和夜間供熱裝置230聯(lián)合加熱的過(guò)程。

另一方面，對(duì)日間供熱裝置240、夜間供熱裝置230和燃油鍋爐互補(bǔ)為油田采出液供熱的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。

在日間時(shí)段下，先根據(jù)日間供熱裝置240的過(guò)程溫度判斷日間供熱裝置240能否為采出液供熱(步驟S307)。在日間供熱裝置240能為采出液供熱的情況下，執(zhí)行控制裝置260控制日間供熱裝置240為采出液供熱(步驟S308)。在日間供熱裝置240不能為采出液供熱的情況下，獲取環(huán)境溫度，并判斷環(huán)境溫度是否高于預(yù)設(shè)溫度閾值，且判斷當(dāng)空氣源熱泵是否出現(xiàn)故障。當(dāng)環(huán)境溫度低于預(yù)設(shè)溫度閾值或者空氣源熱泵220出現(xiàn)故障時(shí)，執(zhí)行控制裝置260控制燃油鍋爐270為油田采出液供熱(步驟S309)，從而使得在低溫天氣或者供熱裝置發(fā)生故障時(shí)，由燃油鍋爐為油田采出液輔助供熱，保證油田采出液可獲得穩(wěn)定、持續(xù)的熱量，進(jìn)而能連續(xù)輸出采出液。

在夜間時(shí)段下，判斷夜間供熱裝置230能否為采出液供熱(步驟S310)。在夜間供熱裝置230能為采出液供熱的情況下，執(zhí)行控制裝置260控制夜間供熱裝置230為油田采出液供熱(步驟S311)。在夜間供熱裝置230不能為采出液供熱的情況下，執(zhí)行步驟S307，根據(jù)日間時(shí)段的情況判斷供熱裝置為日間供熱裝置240或燃油鍋爐270。

在步驟S308、步驟S309和步驟S311之后，執(zhí)行步驟S301，重新判斷當(dāng)前時(shí)間。

至此為止，執(zhí)行控制裝置260完成了控制日間供熱裝置240、夜間供熱裝置230和燃油鍋爐互補(bǔ)為油田采出液供熱的過(guò)程。

實(shí)施例三

圖4是本實(shí)施例的對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)的控制方法中，控制空氣源熱泵加熱和燃油鍋爐輔助供熱的示例性工作流程圖。以下結(jié)合此圖示例性地闡述本發(fā)明實(shí)施例的方法的具體步驟。

需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例依據(jù)日間供熱裝置240的溫度與日間預(yù)置供熱溫度來(lái)判斷日間供熱裝置240是否需要供熱，依據(jù)夜間供熱裝置230的溫度與夜間預(yù)置供熱溫度來(lái)判斷夜間供熱裝置230是否需要供熱。在日間供熱裝置240供熱不足的情況下，根據(jù)環(huán)境溫度與環(huán)境預(yù)置溫度來(lái)判斷空氣源熱泵220是否輔助加熱日間供熱裝置240，并基于日間供熱裝置240的水溫與熱泵停止加熱溫度判斷空氣源熱泵220是否需要繼續(xù)加熱。

在此處示例中具體設(shè)置以下參數(shù)。日間時(shí)段為上午8時(shí)30分鐘至下午4時(shí)30分鐘；夜間時(shí)段為下午4時(shí)30分鐘至第二日上午8時(shí)30分鐘。日間預(yù)置供熱溫度和夜間預(yù)置供熱溫度均為77.5℃，預(yù)設(shè)溫度閾值為5℃，熱泵停止加熱溫度為82.5℃。

首先，判斷當(dāng)前時(shí)間是否處于上午8時(shí)30分鐘至下午4時(shí)30分鐘的范圍內(nèi)(步驟S410)。

其次，在當(dāng)前時(shí)間的判斷結(jié)果為是的情況下，判斷日間供熱裝置240的溫度T4是否大于或等于日間預(yù)置供熱溫度(優(yōu)選設(shè)為77.5℃)(步驟S420)，以確定日間供熱裝置240存儲(chǔ)的熱能是否足以用來(lái)加熱采出液。

在日間供熱裝置240的溫度大于或等于日間預(yù)置供熱溫度(優(yōu)選設(shè)為77.5℃) 的情況下，表明日間供熱裝置240存儲(chǔ)的熱能足以用來(lái)加熱采出液，執(zhí)行控制裝置260控制開(kāi)啟閥門(mén)V5和V6，關(guān)閉閥門(mén)V7和V8(步驟S421)，使得日間循環(huán)管路連通，且夜間循環(huán)管路關(guān)斷。同時(shí)，執(zhí)行控制裝置260控制關(guān)閉閥門(mén)V11和V12，開(kāi)啟閥門(mén)V9和V10(步驟S422)。隨后，執(zhí)行控制裝置260控制日間供熱裝置240的供熱循環(huán)泵為油田采出液供熱(步驟S423)。此時(shí)，日間供熱裝置240通過(guò)日間循環(huán)管路為油田采出液供熱。

在日間供熱裝置240的溫度小于日間預(yù)置供熱溫度(優(yōu)選設(shè)為77.5℃)的情況下，表明日間供熱裝置240存儲(chǔ)的熱能不足以用來(lái)加熱采出液，需要調(diào)用空氣源熱泵220對(duì)日間供熱裝置240進(jìn)行輔助加熱或者啟動(dòng)燃油鍋爐270輔助供熱。首先判斷環(huán)境溫度是否大于或等于環(huán)境預(yù)置溫度(優(yōu)選設(shè)為5℃)(步驟S430)，以確定大氣環(huán)境中的熱能是否足夠，從而啟動(dòng)空氣源熱泵來(lái)采集大氣環(huán)境中的熱能。

在環(huán)境溫度小于預(yù)設(shè)溫度閾值(優(yōu)選設(shè)為5℃)的情況下，表明大氣環(huán)境溫度過(guò)低(例如，在嚴(yán)寒天氣的環(huán)境條件下)，執(zhí)行控制裝置260控制開(kāi)啟閥門(mén)V11和V12，關(guān)閉閥門(mén)V9和V10(步驟S431)，執(zhí)行控制裝置260控制啟動(dòng)燃油鍋爐270為油田采出液供熱(步驟S432)，由燃油鍋爐270進(jìn)行輔助供熱。

在環(huán)境溫度大于或等于預(yù)設(shè)溫度閾值(優(yōu)選設(shè)為5℃)的情況下，執(zhí)行控制裝置260控制啟動(dòng)空氣源熱泵220及其供熱循環(huán)泵(步驟S433)。接下來(lái)，判斷是否檢測(cè)到熱泵報(bào)警信號(hào)(步驟S434)，來(lái)確定空氣源熱泵220能否工作。在檢測(cè)到熱泵報(bào)警信號(hào)的情況下，表明空氣源熱泵220出現(xiàn)故障，空氣源熱泵220無(wú)法工作，則執(zhí)行控制裝置260控制啟動(dòng)燃油鍋爐為油田采出液進(jìn)行輔助供熱。在未檢測(cè)到熱泵報(bào)警信號(hào)的情況下，空氣源熱泵220可以工作，則執(zhí)行步驟S421來(lái)控制日間供熱裝置240向采出液進(jìn)行供熱。此時(shí)，利用空氣熱源泵220加熱日間供熱裝置240，日間供熱裝置240向采出液進(jìn)行供熱。

在步驟S434中判斷出在未檢測(cè)到熱泵報(bào)警信號(hào)的情況下，進(jìn)一步判斷日間供熱裝置240的溫度是否大于或等于熱泵停止加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為82.5℃)(步驟S435)，以確定空氣源熱泵能否停止工作。在步驟S435中，若判斷日間供熱裝置240的溫度大于或等于熱泵停止加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為82.5℃)，則執(zhí)行控制裝置260控制空氣源熱泵220及其循環(huán)泵停止運(yùn)行(步驟S436)。若日間供熱裝置240的溫度小于熱泵停止加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為82.5℃)，回到步驟S434再次 判斷是否檢測(cè)到熱泵報(bào)警信號(hào)。

再次回到步驟S410，若判斷當(dāng)前時(shí)間為上午8時(shí)30分鐘至下午4時(shí)30分鐘的范圍之外，則表明當(dāng)前時(shí)間為夜間時(shí)段。判斷夜間供熱裝置230頂部的水溫是否大于或等于夜間預(yù)置供熱溫度(優(yōu)選設(shè)為77.5℃)(步驟S440)，以確定夜間供熱裝置230存儲(chǔ)的熱能是否足以加熱采出液。

在夜間供熱裝置230頂部的水溫大于或等于夜間預(yù)置供熱溫度(優(yōu)選設(shè)為77.5℃)的情況下，表明夜間供熱裝置230存儲(chǔ)的熱能足以用來(lái)加熱采出液，執(zhí)行控制裝置260控制關(guān)閉閥門(mén)V5和V6，開(kāi)啟閥門(mén)V7和V8(步驟S441)，使得日間循環(huán)管路關(guān)斷，且夜間循環(huán)管路連通。執(zhí)行控制裝置260控制關(guān)閉閥門(mén)V11和V12，開(kāi)啟閥門(mén)V9和V10(步驟S442)。隨后，執(zhí)行控制裝置260開(kāi)啟夜間供熱裝置230的供熱循環(huán)泵(步驟S443)。此時(shí)，夜間供熱裝置230通過(guò)夜間循環(huán)管路為油田采出液供熱。

在步驟S432、步驟S436和步驟S443執(zhí)行完成后，回到步驟S440再次確定當(dāng)前時(shí)間所處的時(shí)間段，從而循環(huán)執(zhí)行空氣源熱泵和燃油鍋爐輔助加熱的控制過(guò)程。

圖5是本實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱器對(duì)夜間供熱裝置230和日間供熱裝置240進(jìn)行加熱的示例性工作流程圖。以下結(jié)合此圖示例性地闡述本發(fā)明實(shí)施例的方法的具體步驟。

在圖5中，根據(jù)夜間供熱裝置230底部的水溫和太陽(yáng)能第一預(yù)置加熱溫度來(lái)判斷夜間供熱裝置230儲(chǔ)存的熱能是否足以加熱采出液，并基于太陽(yáng)能集熱器210輸出口與夜間供熱裝置230頂部的水溫的溫度差來(lái)判斷執(zhí)行控制裝置260是否需要控制太陽(yáng)能集熱器210加熱夜間供熱裝置230。

根據(jù)日間供熱裝置240的水溫和太陽(yáng)能第二預(yù)置加熱溫度來(lái)判斷日間供熱裝置240儲(chǔ)存的熱能是否足以加熱采出液，并基于太陽(yáng)能集熱器210輸出口與日間供熱裝置240的水溫的溫度差來(lái)判斷執(zhí)行控制裝置260是否需要控制太陽(yáng)能集熱器210加熱日間供熱裝置240。

需要說(shuō)明的是，在此處示例中具體設(shè)置以下參數(shù)。日間時(shí)段為上午8時(shí)30分鐘至下午4時(shí)30分鐘；夜間時(shí)段為下午4時(shí)30分鐘至第二日上午8時(shí)30分鐘。為了便于表述，將太陽(yáng)能集熱器210輸出口與夜間供熱裝置230頂部的水溫的溫度差的閾值定義為“第一溫度差閾值”，在一個(gè)優(yōu)選示例中第一溫度差閾值 為7℃；將太陽(yáng)能集熱器210輸出口與日間供熱裝置240的水溫的溫度差的閾值定義為“第二溫度差閾值”，在一個(gè)優(yōu)選示例中第二溫度差閾值為7℃。

首先，判斷當(dāng)前時(shí)間是否處于上午8時(shí)30分鐘至下午4時(shí)30分鐘的范圍內(nèi)(步驟S510)。

在判斷結(jié)果為是的情況下，表明當(dāng)前時(shí)間處于日間時(shí)段內(nèi)，可利用太陽(yáng)輻射熱能對(duì)夜間供熱裝置230和日間供熱裝置240進(jìn)行加熱。優(yōu)選的，為了使夜間供熱裝置230存儲(chǔ)足夠的熱能，利用太陽(yáng)能集熱器優(yōu)先為夜間供熱裝置230加熱，其次再為日間供熱裝置240加熱。

這時(shí)，判斷夜間供熱裝置230底部的水溫是否大于或等于太陽(yáng)能第一預(yù)置加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為82.5℃)(步驟S520)，以確定夜間供熱裝置230儲(chǔ)存的熱能是否足以加熱采出液。

在夜間供熱裝置230底部的水溫小于太陽(yáng)能第一預(yù)置加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為82.5℃)的情況下，表明夜間供熱裝置230儲(chǔ)存的熱能不足，需要利用太陽(yáng)輻射熱能來(lái)補(bǔ)充熱能，則進(jìn)一步判斷太陽(yáng)能集熱器210出水口的溫度與夜間供熱裝置230頂部的水溫之差是否大于或等于第一溫度差閾值(優(yōu)選設(shè)為7℃)(步驟S530)來(lái)確定太陽(yáng)輻射熱能是否足夠加熱夜間供熱裝置230。

在步驟S530中判斷結(jié)果為是的情況下，執(zhí)行控制裝置260控制開(kāi)啟閥門(mén)V1、V2，關(guān)閉閥門(mén)V3、V4(步驟S540)，使得第一太陽(yáng)能循環(huán)管路連通，且第二太陽(yáng)能循環(huán)管路關(guān)斷。接下來(lái)，執(zhí)行控制裝置260控制太陽(yáng)能集熱器210的循環(huán)泵啟動(dòng)(步驟S550)，太陽(yáng)能集熱器210通過(guò)第一太陽(yáng)能循環(huán)管路向夜間供熱裝置230提供熱能。

在步驟S550執(zhí)行完成之后，再次執(zhí)行步驟S510來(lái)判斷當(dāng)前時(shí)間所處的時(shí)間段。

再次回到步驟S520，在夜間供熱裝置230底部的水溫大于或等于太陽(yáng)能第一預(yù)置加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為82.5℃)的情況下，表明夜間供熱裝置230存儲(chǔ)的熱能已經(jīng)足夠，隨后執(zhí)行步驟S560。

再次回到步驟S530，若判斷太陽(yáng)能集熱器210出水口的溫度與夜間供熱裝置230頂部的水溫之差小于第一溫度差閾值(優(yōu)選設(shè)為7℃)，則表明太陽(yáng)輻射熱能不足以加熱夜間供熱裝置230，隨后執(zhí)行步驟S560。

在步驟S560中，判斷日間供熱裝置240的水溫是否大于或等于太陽(yáng)能第二 預(yù)置加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為80℃)，從而確定日間供熱裝置240存儲(chǔ)的熱能是否足以加熱采出液。若日間供熱裝置240的水溫小于太陽(yáng)能第二預(yù)置加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為80℃)，則進(jìn)一步判斷太陽(yáng)能集熱器210出水口的溫度與日間供熱裝置240的水溫之差是否大于或等于第二溫度差閾值(優(yōu)選設(shè)為7℃)(步驟S570)，以確定太陽(yáng)輻射熱能是否足以加熱日間供熱裝置240。在步驟S570中判斷結(jié)果為是的情況下，執(zhí)行控制裝置260控制關(guān)閉閥門(mén)V1和V2，并開(kāi)啟閥門(mén)V3和V4(步驟S580)，從而使得第一太陽(yáng)能循環(huán)管路關(guān)斷，且第二太陽(yáng)能循環(huán)管路開(kāi)通。接下來(lái)，執(zhí)行控制裝置260控制太陽(yáng)能集熱器210的循環(huán)泵啟動(dòng)(步驟S590)，太陽(yáng)能集熱器210通過(guò)第二太陽(yáng)能循環(huán)管路向日間供熱裝置240提供熱能。在步驟S590執(zhí)行完成之后，再次執(zhí)行步驟S510來(lái)判斷當(dāng)前時(shí)間所處的時(shí)間段。

其中，在步驟S560中，若判斷出在日間供熱裝置240的水溫大于或等于太陽(yáng)能第二預(yù)置加熱溫度(優(yōu)選設(shè)為80℃)，表明日間供熱裝置240不需要加熱，則回到步驟S510。

在步驟S570中，若判斷出太陽(yáng)能集熱器210出水口的溫度與日間供熱裝置240的水溫之差小于第二溫度差閾值(優(yōu)選設(shè)為7℃)時(shí)，也回到步驟S510，重新執(zhí)行太陽(yáng)能集熱器210加熱的控制過(guò)程。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)油田采出液進(jìn)行聯(lián)合供熱的系統(tǒng)及該系統(tǒng)的控制方法能夠?yàn)閰f(xié)調(diào)控制太陽(yáng)能和空氣源熱泵為油田采出液進(jìn)行連續(xù)、穩(wěn)定地供熱，并且可較現(xiàn)有油田原油加熱裝置節(jié)能20％以上，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

雖然本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施方式如上，但所述的內(nèi)容只是為了便于理解本發(fā)明而采用的實(shí)施方式，并非用以限定本發(fā)明。任何本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明所公開(kāi)的精神和范圍的前提下，可以在實(shí)施的形式上及細(xì)節(jié)上作任何的修改與變化，但本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，仍須以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的范圍為準(zhǔn)。