一種原油集輸管線加熱系統的製作方法

2023-09-27 08:05:05

專利名稱：一種原油集輸管線加熱系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及原油管道集輸技術領域，尤其涉及一種原油集輸管線加熱系統。
背景技術：
原油地面集輸過程是油田生產中的重要環節，原油一般為稠油，由於自身存在粘 度大、凝點高的特點，因此需要加熱集輸(部分地區介質的集輸溫度高達100°c )，每年用於 地面集輸的能源佔開採能源的1/10。常規採用的加熱方式為井口燃氣加熱爐或電加熱等方 式，這幾種常規的加熱方式對原油是由外到內的傳熱過程，而原油由於導熱性較差，常規方 法加熱原油存在加熱速度慢、加熱效率低，原油的降粘效果差等缺點，大大浪費了能源。針對上面情況，中國專利ZL 01220393. 9公開了一種輸油管道用磁降粘器，該技 術方案是利用磁降粘技術來實現管道內原油降粘減阻集輸的，該技術方案結構簡單、實施 方便，可以減少添加的化學藥劑量或加熱燃氣量，但該技術方案的磁部件在高溫集輸條件 下容易發生退磁現象，失去了降粘效果。中國專利CN 1654879公開了一種太陽能間接加熱 輸送原油系統，該技術方案利用太陽能替代常規能源加熱輸送原油節省大量的能源消耗， 減少環境汙染，淨化環境，但受北方氣候條件的影響，獨立的太陽能加熱系統難以滿足一些 地區原油介質的加熱溫度或熱負荷。中國專利公告號ZL 2846985公開了一種微波加熱原 油裝置，該技術方案是將微波能轉換為熱能的過程，是一種可以自動控溫的加熱裝置。微波 加熱介質是一種體加熱的方式，可快速的將熱量傳遞給原油介質，微波加熱原油具有加熱 速度快、加熱效率高的優點，但單獨用微波加熱裝置來實現對原油的加熱集輸，節能降耗的 空間十分有限。

實用新型內容本實用新型實施例提供一種原油集輸管線加熱系統，通過太陽能和微波兩種加熱 方式，自動控溫，來實現降低原油生產運行成本，安全集輸的目的。一方面，本實用新型實施例提供了一種原油集輸管線加熱系統，所述系統包括溫 度傳感器組，流量傳感器，循環泵組，蓄熱水箱，閥門組，太陽能集熱器陣列，換熱器，微波換 熱系統，監測操作櫃，其中所述太陽能集熱器陣列在循環泵組和閥門組的控制下將蓄熱水箱內的水加熱後 送入到換熱器後與管道內原油進行換熱，進行預熱；預熱後的原油進入微波換熱系統，所述 微波換熱系統將電能轉換為微波能後對管道內原油進行二次換熱，所述監測操作櫃用於採 集溫度傳感器組和流量傳感器的信號，以調整太陽能、微波的加熱方式和加熱功率，以自動 控溫。可選的，在本實用新型的一種實施方式中，所述微波換熱系統包括微波加熱腔， 微波波導管，微波發生器。可選的，在本實用新型的一種實施方式中，所述溫度傳感器組為鉬電阻傳感器。可選的，在本實用新型的一種實施方式中，所述循環泵組為離心泵。
3[0010]可選的，在本實用新型的一種實施方式中，所述太陽能集熱器陣列安裝在可活動 的腳架上，通過監測操作櫃來控制所述可活動的腳架的角度來調整太陽能加熱器陣列的角 度，以控制集熱面積。可選的，在本實用新型的一種實施方式中，所述換熱器與所述微波換熱系統根據 原油的流動方向順次安裝在原油集輸管線上。可選的，在本實用新型的一種實施方式中，所述溫度傳感器安裝在所述微波換熱 系統的兩端，用於監測所述微波換熱系統的加熱效果。可選的，在本實用新型的一種實施方式中，所述溫度傳感器和所述流量傳感器安 裝在所述蓄熱水箱和所述換熱器之間，用於監測太陽能加熱方式中熱水的加熱溫度和流量。上述技術方案具有如下有益效果因為採用通過太陽能和微波兩種加熱方式，自 動控溫，來實現降低原油生產運行成本，安全集輸的目的。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前 提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例一種原油集輸管線加熱系統結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。本實用新型的目的是提供一種原油集輸管線用的太陽能-微波加熱系統，通過 在線實時監測管線內介質的加熱效果並轉換系統的加熱方式，自動控溫，來實現降低原油 生產運行成本，安全集輸的目的。如圖1所示，為本實用新型實施例一種原油集輸管線加熱系統結構示意圖，所述 系統包括溫度傳感器組1、9、12，流量傳感器2，循環泵組3、6，蓄熱水箱4，閥門組5，太陽 能集熱器陣列7，換熱器8，微波換熱系統15，監測操作櫃14，其中所述太陽能集熱器陣列7在循環泵組3、6和閥門組5的控制下將蓄熱水箱4內的 水加熱後送入到換熱器8後與管道內原油進行換熱，進行預熱；預熱後的原油進入微波換 熱系統15，所述微波換熱系統15將電能轉換為微波能後對管道內原油進行二次換熱，所述 監測操作櫃14用於採集溫度傳感器組1、9、12和流量傳感器2的信號，以調整太陽能、微波 的加熱方式和加熱功率，以自動控溫。可選的，所述微波換熱系統15包括微波加熱腔10，微波波導管11，微波發生器 13。可選的，所述溫度傳感器組1、9、12為鉬電阻傳感器。[0023]可選的，所述循環泵組3、6為離心泵。可選的，所述太陽能集熱器陣列7安裝在可活動的腳架上，通過監測操作櫃14來 控制所述可活動的腳架的角度來調整太陽能加熱器陣列7的角度，以控制集熱面積。可選的，所述換熱器8與所述微波換熱系統15根據原油的流動方向順次安裝在原 油集輸管線上。可選的，所述溫度傳感器9、12安裝在所述微波換熱系統15的兩端，用於監測所述 微波換熱系統15的加熱效果。可選的，所述溫度傳感器1和所述流量傳感器2安裝在所述蓄熱水箱4和所述換 熱器8之間，用於監測太陽能加熱方式中熱水的加熱溫度和流量。工作時，利用監測操作櫃14監測各系統的工作狀態，確保各系統在安全運行狀態 下，蓄熱水箱4上水，利用監測操作櫃14調整太陽能集熱器陣列7下的活動支架來調整太 陽能集熱器陣列7的角度，使其達到最大的加熱面積，通過循環泵3，6實現太陽能加熱系統 的熱水循環，利用溫度傳感器1監測換熱器8內熱水溫度，原油由進口首先經換熱器8進行 換熱，然後進入微波換熱系統15。微波發生器13將電能轉換為微波能並經微波波導管11 傳送至微波加熱腔10內，原油在微波加熱腔10內完成換熱後進行輸送。利用溫度傳感器 9、12監測微波換熱系統15的加熱效果，並通過監測操作櫃14調整換熱方式或微波功率的 方式，自動控溫來達到原油安全、經濟的輸送要求。本實用新型上述實施例中的溫度傳感器組均為鉬電阻傳感器，用來監測加熱過程 中熱水及原油介質的溫度。循環泵組均為離心泵，用來實現太陽能熱水循環功能。太陽能 集熱器陣列安裝在活動的腳架上，利用監測操作櫃來控制腳架的角度來調整太陽能加熱器 陣列的角度，使其達到最大的集熱面積。太陽能加熱的熱水進入到換熱器後與管道內介質 進行換熱，完成預熱的目的。預熱後的原油進入微波換熱系統，整個微波換熱系統可以由微 波發生器、定向耦合器、濾波器、阻抗調配器、微波波導管和微波加熱腔幾個部分組成，微波 發生器將電能轉換為微波能後傳送至微波加熱腔內對管道內介質進行二次換熱。監測操作 櫃內安裝編制好的控制程序，並將溫度、流量、等信號進行採集處理，利用溫度反饋信號來 調整太陽能、微波的加熱方式和加熱功率，自動控溫，從而達到安全、經濟集輸的目的。本實用新型將太陽能技術和微波技術進行有機結合，針對油田原油集輸的特點， 利用可再生資源(太陽能)實現原油集輸生產、同時利用微波加熱原油效率高、速度快的特 性，通過在線實時監測管線內介質的加熱溫度並轉換系統的加熱方式，較好的解決了燃氣 加熱爐效率低、耗能大的問題，大大降低了原油的生產運行成本，該系統有可取代燃氣加熱 爐的加熱方式，具有廣闊的應用前景。以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進 一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，並不用於 限定本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替 換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種原油集輸管線加熱系統，其特徵在於，所述系統包括溫度傳感器組(1)、(9)、 (12)，流量傳感器(2)，循環泵組(3)、(6)，蓄熱水箱(4)，閥門組(5)，太陽能集熱器陣列 (7)，換熱器(8)，微波換熱系統(15)，監測操作櫃(14)，其中所述太陽能集熱器陣列(7)在循環泵組(3)、(6)和閥門組(5)的控制下將蓄熱水箱 (4)內的水加熱後送入到換熱器(8)後與管道內原油進行換熱，進行預熱；預熱後的原油進 入微波換熱系統(15)，所述微波換熱系統(1 將電能轉換為微波能後對管道內原油進行 二次換熱，所述監測操作櫃(14)用於採集溫度傳感器組(1)、(9)、(12)和流量傳感器(2) 的信號，以調整太陽能、微波的加熱方式和加熱功率，以自動控溫。
2.如權利要求1所述原油集輸加熱系統，其特徵在於，所述微波換熱系統(15)包括: 微波加熱腔(10)，微波波導管(11)，微波發生器(13)。
3.如權利要求1所述原油集輸加熱系統，其特徵在於，所述溫度傳感器組(1)、(9)、 (12)為鉬電阻傳感器。
4.如權利要求1所述原油集輸加熱系統，其特徵在於，所述循環泵組(3)、(6)為離心泵。
5.如權利要求1所述原油集輸加熱系統，其特徵在於，所述太陽能集熱器陣列(7)安裝 在可活動的腳架上，通過監測操作櫃(14)來控制所述可活動的腳架的角度來調整太陽能 加熱器陣列(7)的角度，以控制集熱面積。
6.如權利要求1所述原油集輸加熱系統，其特徵在於，所述換熱器(8)與所述微波換熱 系統(15)根據原油的流動方向順次安裝在原油集輸管線上。
7.如權利要求1所述原油集輸加熱系統，其特徵在於，所述溫度傳感器(9)、(12)安裝 在所述微波換熱系統(1 的兩端，用於監測所述微波換熱系統(1 的加熱效果。
8.如權利要求1所述原油集輸加熱系統，其特徵在於，所述溫度傳感器(1)和所述流量 傳感器( 安裝在所述蓄熱水箱(4)和所述換熱器(8)之間，用於監測太陽能加熱方式中 熱水的加熱溫度和流量。
專利摘要本實用新型實施例提供一種原油集輸管線加熱系統，所述系統包括溫度傳感器組，流量傳感器，循環泵組，蓄熱水箱，閥門組，太陽能集熱器陣列，換熱器，微波換熱系統，監測操作櫃，其中所述太陽能集熱器陣列在循環泵組和閥門組的控制下將蓄熱水箱內的水加熱後送入到換熱器後與管道內原油進行換熱，進行預熱；預熱後的原油進入微波換熱系統，所述微波換熱系統將電能轉換為微波能後對管道內原油進行二次換熱，所述監測操作櫃用於採集溫度傳感器組和流量傳感器的信號，以調整太陽能、微波的加熱方式和加熱功率，以自動控溫。本實用新型通過太陽能和微波兩種加熱方式，自動控溫，來實現降低原油生產運行成本，安全集輸的目的。
文檔編號F17D1/18GK201844201SQ20102058532
公開日2011年5月25日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者宋志軍, 李廣富, 楊建平, 楊志祥, 楊文軍, 楊顯志, 王曉華, 穆磊, 鄭南方 申請人:中國石油天然氣股份有限公司