專利名稱：一種井口石油管道加熱系統(tǒng)(間隔加熱技術(shù))的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
輸油管道加熱及其自動控制技術(shù)
背景技術(shù)：
井口石油管道的加熱，是北方寒冷石油產(chǎn)區(qū)必不可少的工藝技術(shù)措施，它是冬季 石油生產(chǎn)的基本裝備。以往的加熱，實(shí)際上是熱水伴熱。每個井口建有熱水管道，加熱站的熱水，通過熱 水管道注入到剛從地下提升上來的石油中，提高產(chǎn)油溫度，保持良好的流動性，使其順利流 入原油中轉(zhuǎn)站。熱水伴熱有如下問題1、需要建設(shè)耗能巨大的加熱站，及縱橫交錯的熱水管道網(wǎng)，加大油田建設(shè)的投資 費(fèi)用，拖延油田建設(shè)項(xiàng)目的竣工日期。2、熱水摻入原油中，相當(dāng)于加大原油的含水量，給后續(xù)原油處理工序增加了工作 量，會帶來更多二次能源的消耗。3、熱水站水的需求和消耗也必須重視，要建設(shè)充足的水源，要設(shè)計好從原油中分 離水的二次利用，這些都需要資金的支持，會增加原油生產(chǎn)的成本。

發(fā)明內(nèi)容
①框圖(見

圖1)整個系統(tǒng)由7部分組成，它們分別是1、傳感器單元，它包括五個(A. B. C. D. E)不同功能的傳感器A抽油桿上限位置傳感器，由霍耳開關(guān)構(gòu)成，B抽油桿下限位置傳感器，由霍耳開關(guān)構(gòu)成，C石油入口管道溫度傳感器，為數(shù)字式溫度傳感器(18B20)，D石油出口管道溫度傳感器，為數(shù)字式溫度傳感器(18B20)，E石油管道加熱電纜溫度傳感器，為數(shù)字式溫度傳感器(18B20)。2、石油管道加熱電纜，由五毫米寬的碳纖維電纜構(gòu)成，三相電源A相供電。3、石油管道加熱電纜，由五毫米寬的碳纖維電纜構(gòu)成，三相電源B相供電。4、石油管道加熱電纜，由五毫米寬的碳纖維電纜構(gòu)成，三相電源C相供電。5、加熱控制器，根據(jù)抽油桿的運(yùn)動方向，決定是否允許加熱，抽油桿向上，停止加 熱，抽油桿向下，允許加熱。石油出口管道溫度傳感器送出的溫度數(shù)據(jù)τ ，與目標(biāo)溫度T目 進(jìn)行比較，決定用多大功率加熱，T_T目差距大，滿功率加熱，差距小，可半功率加熱，甚至 停止加熱。石油管道加熱電纜溫度傳感器，是因保護(hù)加熱電纜而設(shè)置的。6、低壓直流電源。7、三相交流電源總開關(guān)。
②發(fā)明效果1、降低油田建設(shè)的投資費(fèi)用。2、減少生產(chǎn)和管理費(fèi)用，降低原油生產(chǎn)成本。3、改善井口用電均衡性，提高電網(wǎng)功率因數(shù)。四、實(shí)施方式在詳細(xì)討論實(shí)施方案之前，先計算加熱功率，以單井日產(chǎn)原油20噸為計算基礎(chǔ)， 原油比熱按2. 43焦耳/克.度計算，設(shè)20噸原油提高10°C所需要的電能為Q焦耳，則Q = 20 X 10 X 2. 43 X 1000000 焦耳所需加熱功率為W，則W = Q/(24 X 3600) = 5630焦耳/秒(瓦)。我們?nèi)?千瓦加熱功率。單井日產(chǎn)20噸原油，并不算高，顯然，產(chǎn)量更高的油井需要更大的加熱功率，總 之，加熱功率并不是個小數(shù)，又不可能另行提供配電電路，利用原來配電電路，是必然和唯 一的選擇，這就是半周期加熱的原因。既保證了抽油機(jī)的正常用電，又滿足了原油加熱的功
率需求。實(shí)施總圖如圖2所示圖2是井口石油管道間隔加熱系統(tǒng)的詳細(xì)電原理圖系統(tǒng)中，每相加熱功率為4KW，半周期加熱，實(shí)現(xiàn)6KW的加熱能力。溫度傳感器均為 數(shù)字式溫度傳感器(18B20)，位置傳感器由霍耳開關(guān)(UGN3411)構(gòu)成，其輸出為數(shù)字脈沖信號。在抽油桿上，固定一小塊永磁鐵，永磁鐵的上下限位置處分別固定上霍耳開關(guān) (UGN3411)，調(diào)整好相互位置，保證霍耳開關(guān)送出反應(yīng)抽油桿上設(shè)定點(diǎn)上下限位置的脈沖信 號，該信號決定了開始加熱和停止加熱的時間點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)抽油桿向下，加熱；抽油桿向上，停止 加熱。石油管道加熱電纜溫度傳感器，隨時送出加熱電纜溫度，該溫度于其允許溫度進(jìn) 行比較，相等，停止加熱。石油出口管道溫度的數(shù)值，通常都小于目標(biāo)溫度T目，只有抽油機(jī) 停止運(yùn)行時，才有可能達(dá)到T目，此時，停止加熱，系統(tǒng)獲得保護(hù)。石油管道加熱電纜，由五毫米寬的碳纖維電纜構(gòu)成，電纜外層材料是特氟隆，最 高工作溫度200°C，加熱電纜每米電阻10歐姆，每根長度2. 4米，單條加熱電纜功率2KW，加 熱電纜兩端的引出線為特氟隆電線，截面積1.5平方毫米，每相電源給兩條碳纖維電纜供 電，總計6條2KW加熱電纜，合計功率12KW。加熱電纜纏繞在井口石油管道(直徑70毫米)上，每根電纜纏繞11圈(部分引 出線纏進(jìn)去)，根據(jù)井口石油管道裸露的長度確定圈間距離，一般為8-10毫米。加熱電纜的纏繞一定要緊，并用特制的熱縮帶壓緊，通常熱縮管是橫向熱縮，本公 司定做的熱縮帶縱向熱縮，帶寬10毫米。在纏繞工藝過程中，要用高溫膠帶)進(jìn)行 輔助定位。加熱電纜纏好后，接線、總裝、調(diào)試，最后敷設(shè)保溫層。
權(quán)利要求
1.一種井口石油管道加熱系統(tǒng)，功率較大(12KW)，根據(jù)抽油桿的運(yùn)動方向，決定是否 允許加熱，抽油桿向上，停止加熱，抽油桿向下，允許加熱，無需另外追加供電能力，實(shí)現(xiàn)井 口石油管道加熱。
2.一種利用霍耳開關(guān)確定抽油桿上下限位置的測量技術(shù)。
全文摘要
一種井口石油管道加熱系統(tǒng)，功率12KW，實(shí)際功率6KW，半周期運(yùn)行加熱，根據(jù)抽油桿的運(yùn)動方向，決定是否允許加熱，抽油桿向上，停止加熱，抽油桿向下，允許加熱。無需另外追加供電能力，實(shí)現(xiàn)井口石油管道加熱。井口石油管道加熱電纜為五毫米寬的碳纖維電纜，電纜外層材料是特氟隆，加熱電纜每米電阻10歐姆，每根長度2.4米，加熱電纜兩端的引出線為特氟隆電線，截面積1.5平方毫米。為了保證加熱電纜的加熱效率，加熱電纜的纏繞一定要緊，并用特制的熱縮帶壓緊，通常熱縮管是橫向熱縮，本公司定做的熱縮帶縱向熱縮，帶寬10毫米。在纏繞工藝過程中，要用高溫膠帶(200℃)進(jìn)行輔助定位。
文檔編號E21B47/09GK102147051SQ201010105139
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者李志新 申請人:哈爾濱蒙鷹科技有限公司