本實(shí)用新型屬于石油開采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于油田采油、儲運(yùn)的空氣源熱泵加熱裝置。

背景技術(shù)：

在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展持續(xù)低迷、原油價(jià)格較低的形勢下，我國原油開采和儲運(yùn)成本較高，尤其是老油田、邊遠(yuǎn)油田，由于產(chǎn)量低、含水高、油稠、管理難度大、人工成本高等諸多因素，導(dǎo)致原油開采成本已遠(yuǎn)超市場原油價(jià)格，造成許多油井和油田虧本生產(chǎn)，不得對部分油井采取關(guān)停措施。另外，大部分邊遠(yuǎn)油井，由于油井分散，產(chǎn)量較低，沒有鋪設(shè)原油管道，只能采取原油罐車?yán)偷姆绞竭\(yùn)輸，為了保證原油的溫度，常規(guī)辦法在井場安裝水套爐、燃煤（氣）加熱爐、電加熱器等加熱設(shè)施為原油加熱，長期以來存在生產(chǎn)安全、環(huán)境污染、能源浪費(fèi)、管理難度大等諸多問題，已經(jīng)不能滿足安全、環(huán)保、節(jié)能的要求，嚴(yán)重制約了石油行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要針對油田井場傳統(tǒng)加熱方式及工藝存在的不足，提供一種安全、環(huán)保、節(jié)能、高效運(yùn)行的油田井場空氣源熱泵加熱裝置，替代現(xiàn)有的水套爐、燃煤（氣）加熱爐及電加熱等傳統(tǒng)加熱工藝。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：包括空氣源熱泵裝置、熱介質(zhì)循環(huán)泵、熱交換器、儲油罐、熱水循環(huán)泵以及控制系統(tǒng)，其中所述熱交換器為腔體結(jié)構(gòu)，熱交換器的內(nèi)腔設(shè)有第一換熱盤管和第二換熱盤管，所述第一換熱盤管的兩端分別通過熱介質(zhì)循環(huán)管線與空氣源熱泵裝置連接，并通過熱介質(zhì)循環(huán)管線上的熱介質(zhì)循環(huán)泵建立熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；所述第二換熱盤管的進(jìn)口用于與原油生產(chǎn)管線連接、出口通過原油進(jìn)儲罐管線與儲油罐的進(jìn)口端連接，所述原油進(jìn)儲罐管線設(shè)有分支連接拉油旁通管線；所述儲油罐內(nèi)設(shè)有第三換熱盤管，所述第三換熱盤管的兩端分別通過熱水循環(huán)管線與熱交換器的內(nèi)腔連通，并通過熱水循環(huán)管線上的熱水循環(huán)泵建立熱水循環(huán)系統(tǒng)；所述儲油罐的出口端以及拉油旁通管線均與裝車管線連接。

進(jìn)一步的，所述油田井場空氣源熱泵加熱裝置還包括高壓泵，所述高壓泵的進(jìn)口與熱交換器的內(nèi)腔連通、出口連接洗井管線。

進(jìn)一步的，所述原油生產(chǎn)管線設(shè)有分支與儲油罐連接。

進(jìn)一步的，所述控制系統(tǒng)為能夠通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控操作的PLC控制系統(tǒng)。

進(jìn)一步的，所述油田井場空氣源熱泵加熱裝置為撬裝結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用先進(jìn)的空氣源熱泵技術(shù)、自動化監(jiān)控及云端網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，替代傳統(tǒng)加熱工藝（如水套爐、燃煤（氣）加熱爐及電加熱等），實(shí)現(xiàn)野外井場安全、環(huán)保、節(jié)能、高效運(yùn)行。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的運(yùn)行狀態(tài)示意圖；

圖中：1、空氣源熱泵裝置； 2、熱介質(zhì)循環(huán)泵； 3、熱介質(zhì)循環(huán)管線； 4、熱交換器；5、高壓泵；6、洗井管線；7、原油生產(chǎn)管線；8、熱水循環(huán)泵；9、熱水循環(huán)管線；10、第一換熱盤管；11、原油進(jìn)儲油罐管線；12、第二換熱盤管；13、拉油旁通管線；14、儲油罐；15、裝車管線；16、拉油罐車；17、油井；18、網(wǎng)絡(luò)控制終端；19、第三換熱盤管。

具體實(shí)施方式

參照圖1，一種油田井場空氣源熱泵加熱裝置，包括空氣源熱泵裝置1、熱介質(zhì)循環(huán)泵2、熱交換器4、高壓泵5、儲油罐14、熱水循環(huán)泵8以及網(wǎng)絡(luò)控制終端，其中熱交換器4為腔體結(jié)構(gòu)，熱交換器4的內(nèi)腔設(shè)有第一換熱盤管10和第二換熱盤管12，第一換熱盤管10的兩端分別通過熱介質(zhì)循環(huán)管線3與空氣源熱泵裝置1連接，并通過熱介質(zhì)循環(huán)管線3上的熱介質(zhì)循環(huán)泵2建立熱介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；第二換熱盤管12的進(jìn)口用于與原油生產(chǎn)管線7連接、出口通過原油進(jìn)儲罐管線11與儲油罐14的進(jìn)口端連接，原油生產(chǎn)管線7設(shè)有分支與儲油罐14連接，原油進(jìn)儲罐管線11設(shè)有分支連接拉油旁通管線13；儲油罐14內(nèi)設(shè)有第三換熱盤管19，第三換熱盤管19的兩端分別通過熱水循環(huán)管線9與熱交換器4的內(nèi)腔連通，并通過熱水循環(huán)管線9上的熱水循環(huán)泵8建立熱水循環(huán)系統(tǒng)；儲油罐14的出口端以及拉油旁通管線13均與裝車管線15連接。高壓泵5的進(jìn)口與熱交換器4的內(nèi)腔連通、出口連接洗井管線6。

油田井場空氣源熱泵加熱裝置的運(yùn)行方式為：

加熱裝置運(yùn)行：檢查工藝流程后，啟動熱水循環(huán)泵8、空氣源熱泵裝置1和熱介質(zhì)循環(huán)泵2，按照設(shè)定的溫度和時(shí)間運(yùn)行。既可以在現(xiàn)場也可以通過網(wǎng)絡(luò)控制終端18進(jìn)行控制。

原油加熱：開啟油井17，原油經(jīng)原油生產(chǎn)管線7進(jìn)入換熱器4，經(jīng)過熱水加熱后的原油通過原油進(jìn)儲油罐管線11進(jìn)入儲油罐14或經(jīng)過拉油旁通管線13及裝車管線15直接進(jìn)入拉油罐車16。

原油儲存保溫：油井生產(chǎn)的原油和經(jīng)過加熱的原油進(jìn)入儲油罐14，通過熱水循環(huán)泵8給儲油罐14的原油加熱，達(dá)到設(shè)定溫度后，空氣源熱泵裝置1、熱介質(zhì)循環(huán)泵2以及熱水循環(huán)泵8停止運(yùn)行。低于設(shè)定溫度，自動開啟加熱裝置1、熱介質(zhì)循環(huán)泵2和熱水循環(huán)泵8進(jìn)行加熱。

原油運(yùn)輸：儲油罐14內(nèi)的原油達(dá)到設(shè)定儲量，并達(dá)到加熱溫度后，原油通過裝車管線15進(jìn)入拉油罐車16。

油井加熱洗井：經(jīng)過換熱器4加熱的高溫洗井液通過高壓泵5以及洗井管線6泵入到油井17的井筒，進(jìn)行洗井。

本裝置的優(yōu)點(diǎn)主要如下：

1.空氣源熱泵機(jī)組：針對野外井場原油加熱和特殊安全要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用先進(jìn)的空氣源熱泵技術(shù)，優(yōu)化選用了壓縮機(jī)、膨脹閥、冷凝器、換熱器、循環(huán)泵等關(guān)鍵部件以及安全、環(huán)保的傳熱介質(zhì)。 壓縮機(jī)從蒸發(fā)器中吸入低溫低壓制熱劑，在壓縮機(jī)內(nèi)部壓縮成高溫高壓的制熱劑，然后進(jìn)入冷凝器與水進(jìn)行熱量交換，制熱劑經(jīng)過節(jié)流器節(jié)流降壓后，進(jìn)入蒸發(fā)器吸收空氣中的熱量，進(jìn)入壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮升溫，如此循環(huán)往復(fù)，使循環(huán)水溫度不斷升高，達(dá)到90℃左右，滿足原油加熱、洗井等需要。

2.控制系統(tǒng)：采用可靠的PLC控制系統(tǒng)，對設(shè)備和整個工藝系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控，具備壓力、溫度、煙火和燃?xì)庑孤┑缺O(jiān)控功能，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定溫、手動等起停功能，除現(xiàn)場控制外，利用云端網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳控制功能。

3.高效節(jié)能：每消耗1Kw的電能，通過傳熱介質(zhì)獲取空氣中的2～6Kw熱能，與傳統(tǒng)加熱方式相比，節(jié)能70～90%。利用先進(jìn)的自動化控制和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控方式實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)錯時(shí)加熱，進(jìn)一步降低原油開采成本。

4.安全環(huán)保：系統(tǒng)運(yùn)行過程中設(shè)計(jì)了高壓保護(hù)、低壓保護(hù)，壓縮機(jī)過流過載保護(hù)、啟動延時(shí)、水溫高溫保護(hù)、燃?xì)庑孤?、煙火監(jiān)控等多種手段，保證設(shè)備和工藝系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。避免了傳統(tǒng)加熱方式的高耗能、高污染、運(yùn)行操作不方便的弊端。

5.多種功能：除對原油加熱外，還可以實(shí)施對油井洗井、清蠟、管線掃線等多種功能。

6.移動撬裝：所有空氣源熱泵機(jī)組、循環(huán)泵、換熱器、控制柜等設(shè)施都安裝一個撬裝模塊上，方便從一個井場移動到另一個井場使用。

7.擴(kuò)展功能：本系統(tǒng)按照加熱工藝設(shè)計(jì)，可以根據(jù)需要改進(jìn)為加熱制冷兩用型，滿足制冷需要的場所。

本實(shí)用新型并不限于上述的實(shí)施方式，在本領(lǐng)域技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下做出各種變化，變化后的內(nèi)容仍屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。