防爆型井口電磁加熱器的製造方法
2023-08-02 01:10:26
防爆型井口電磁加熱器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種防爆型井口電磁加熱器，主要由防爆接線箱、加熱管、線圈護管、加熱器外殼、中頻電磁線圈、耐高溫材料、法蘭盤、石棉墊片等組成。該裝置通過法蘭盤連接在輸油管道中，採用電磁線圈磁場外切割加熱管發熱的工作方式，對管道中的油類介質加熱；該裝置加熱效率高、加熱溫度（功率）可控、能耗、故障率低、免維護；由於電磁線圈產生的高速交變磁場同時切割加熱管與線圈護管使其同時發熱，能量幾乎全部用於熱量轉換損耗極小，因此加熱效率也是同等電磁加熱方式的2倍，其電熱轉換效率高達98%，節能效果更比傳統技術高出40%以上。
【專利說明】防爆型井口電磁加熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及到用於油田高凝稠油井和高寒地區油井管線或輸油管道的原油加熱裝置，具體為一種防爆型井口電磁加熱器。
【背景技術】
[0002]目前廣泛應用在油井井口或輸油管道的加熱方法是電阻絲髮熱加熱器，其特點為中心電熱絲的溫度高於外殼溫度(熱量由裡向外擴散)且外殼最高溫度不超過500度，由於是採用電阻絲直接發熱的方法，在實際應用時存在加熱效率低、加熱溫度(功率)不易控制、且能耗高、故障率高、維護更換不方便等問題。
【發明內容】
[0003]為了克服現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種加熱效率高、加熱溫度(功率)可控、能耗、故障率低、免維護的防爆型井口電磁加熱器。
[0004]本實用新型防爆型井口電磁加熱器主要採用電磁感應使金屬產生渦流而自行發熱的構思，從而克服現有技術中存在的問題。
[0005]為達到上述目的，本實用新型採取的技術方案是所述防爆型井口電磁加熱器是由防爆接線箱、加熱管、線圈護管、加熱器外殼、中頻電磁線圈、耐高溫材料、法蘭盤、石棉墊片組成；在加熱管上纏繞著保溫棉，中頻電磁線圈纏繞在保溫棉上，再包裹一層保溫棉在中頻電磁線圈上，再將線圈護管通過護管首端法蘭、線圈護管尾端法蘭分別與加熱管首端法蘭、加熱管尾端法蘭用M10、M16螺栓固定；然後將加熱器外殼通過加熱器外殼首端法蘭與護管首端法蘭用M24螺栓固定，加熱器外殼尾端用線圈護管定位銷固定。
[0006]採用介質往返流向、電磁線圈磁場內、外切割加熱管壁同時發熱的工作方式，其工作原理是:當線圈中有高頻(1(Γ40ΚΗζ)、高壓電流流過時，電磁線圈便會而產生高速變化的磁場，磁力線同時切割加熱管與線圈護管，使其體內產生無數的小渦流，而自行發熱。被加熱介質(原油)從進口流入在加熱管內進行第一次加熱，後流出加熱管至線圈護管與外層套管之間，再經過線圈護管第二次加熱後由出口流出而達到給介質(原油)雙向加熱的目地。由於電磁線圈產生的高速交變磁場同時切割加熱管與線圈護管使其同時發熱，能量幾乎全部用於熱量轉換損耗極小，因此加熱效率也是同等電磁加熱方式的2倍，其電熱轉換效率高達98%，節能效果更比傳統技術高出40%以上。
[0007]日常免維護，由於電磁線圈自身不發熱，且為耐高溫、抗氧化導線一次成形後就永不在調整，因此其正常使用壽命在10年以上，又由於電磁線圈不與發熱金屬接觸從而避免了短路、漏電的危險。
[0008]加熱溫度(功率)可控:井口中頻電磁加熱器採用逆變中頻電源供電，可根據採集到的溫度數據實時自動或手動調節中頻電源輸出功率，從而控制加熱器加熱功率。
[0009]材料要求:井口中頻電磁加熱器主要工作介質為原油，其成份中硫化物對金屬的腐蝕危險最大，因此加熱器壽命的長短主要決定於外殼抗耐硫化物腐蝕的程度，又由於電磁加熱深度(電熱轉換)要求因此外殼材質選用CrMn合金鋼材。電磁線圈要求抗氧化、耐高溫(> 500度)的鍍鎳導線。
[0010]中頻電磁加熱器工藝方法:1、將加熱管包裹2(T35mm厚保溫材料；2、將耐高溫絕緣導線按設計參數繞制並固定於保溫材料上；3、在繞制好的電磁線圈上再包裹2(T35mm厚保溫材料；4、將加工好的加熱管與電磁線圈放入線圈護管內，前後端均用法蘭固定(尾端法蘭中空);5、在最外則製做套管(外殼)並將加熱管、線圈護管放置其中，並使套管與線圈護管間保持一定介質流動(加熱)空間，在套管靠近介質進口位置設置介質出口，套管(外殼)、加熱管、線圈護管之間均採用法蘭盤固定。
[0011]通過以上技術手段的綜合運用，有效克服了以往油井加熱裝置中存在的缺點和不足。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明。
[0013]圖1為本實用新型平面圖(正視圖)。
[0014]圖2為本實用新型平面圖(後視圖)。
[0015]圖3為本實用新型平面圖(側視圖)。
[0016]圖4為本實用新型結構框架圖(正視圖)。
[0017]圖5為本實用新型結構框架圖(後視圖)。
[0018]附圖中，1.介質進口法蘭，2.介質出口法蘭，3.加熱管首端法蘭，4.線圈護管首端法蘭，5.防爆接線箱，6.壓緊螺母，7.介質出口傳感器壓緊螺母，8.介質入口傳感器壓緊螺母，9.石棉墊片，10.MlO螺栓及帽，11.M24螺栓及帽，12.加熱器外殼，13.加熱器外殼首端法蘭，14.加熱器外殼尾端蓋，15.M16不鏽鋼螺栓及帽，16.線圈護管尾端法蘭，17.石棉墊片，18.加熱管尾端法蘭，19.線圈護管定位銷，20.線圈護管，21.電磁線圈，22.保溫棉，23.加熱管，24.吊裝。
【具體實施方式】
[0019]如圖4、圖5所示，本實用新型主要有以下8部分組合而成:防爆接線箱5、加熱管23、線圈護管20、加熱器外殼12、中頻電磁線圈21、耐高溫材料22、法蘭盤1、2、3、4、13、16、18，石棉墊片9，17 ;在加熱管23上纏繞著保溫棉22，中頻電磁線圈21纏繞在保溫棉22上，再包裹一層保溫棉22在中頻電磁線圈21上，再將線圈護管20通過護管首端法蘭4、線圈護管尾端法蘭16分別與加熱管首端法蘭3、加熱管尾端法蘭18用M10、M16螺栓固定；然後將加熱器外殼12通過加熱器外殼首端法蘭13與護管首端法蘭4用M24螺栓固定，加熱器外殼尾端用線圈護管定位銷19固定；最後通過外層的加熱管外殼12與防爆接線箱5焊接在一起；防爆接線箱5:作為本實用新型的電源電纜線的引入、引出裝置，內裝有接線板供引入引出電纜接線。
[0020]加熱管23、線圈護管20:均為本實用新型的主要發熱部件，其作用是將中頻電磁線圈產生的磁場通過震蕩產生渦流而使管壁自行發熱，從而給介質(原油)加熱，達到加熱的目地；另加熱管與線圈護管之間的空間為線圈安裝位置。
[0021]中頻電磁線圈21:作為本實用新型的電能、磁能轉換元件，其作用是將中頻電源輸送過來的高頻、高壓電流轉換為高頻交流磁場並與加熱管產生震蕩使其渦流發熱。
[0022]耐高溫材料22:作為本實用新型的隔熱、保溫、絕緣材料，其作用是隔斷加熱管外壁與線圈護管內壁散發出的熱量，同時還有絕緣作用防止中頻線圈之間的短路與放電。
[0023]法蘭盤1、2、3、4、13、16、18:作為本實用新型的各管連接設備，主要做用是將電磁加熱器各主要部件緊密、牢固的連接為一個整體。
[0024]石棉墊片9、17作為本實用新型專利產品的各法蘭間的密封材料防止介質洩露。
[0025]所述加熱裝置工作在頻率為10?40KHz、諧振電壓2000V以內，加熱管23、線圈護管20同時渦流自發熱，介質(石油)由加熱管首端流入尾端流出至線圈護管20與套管外殼12之間，再次經線圈護管20加熱後由介質出口流出。
[0026]所述中頻電磁線圈21工作在頻率為10?40KHZ、諧振電壓2000V以內。
[0027]所述中頻電磁器由三層鋼管結構，最外層為套管外殼，另兩層為加熱，均由法蘭盤連接並可靈活分解拆卸。
[0028]外殼材質選用CrMn合金鋼材。電磁線圈米用抗氧化、耐高溫(> 500度)的鍍鎳導線。中頻電磁線圈產生的磁場內、外同時切割鋼管發熱。
[0029]所述中頻電磁加熱器在管道入口、管道出口和電磁線圈三處設置了溫度傳感器。
[0030]所述中頻電磁線圈產生的磁場內、外同時切割鋼管發熱。
【權利要求】
1.一種防爆型井口電磁加熱器，其特徵在於所述防爆型井口電磁加熱器是由防爆接線箱、加熱管、線圈護管、加熱器外殼、中頻電磁線圈、耐高溫材料、法蘭盤、石棉墊片組成；在加熱管上纏繞著保溫棉，中頻電磁線圈纏繞在保溫棉上，再包裹一層保溫棉在中頻電磁線圈上，再將線圈護管通過護管首端法蘭、線圈護管尾端法蘭分別與加熱管首端法蘭、加熱管尾端法蘭用M10、M16螺栓固定；然後將加熱器外殼通過加熱器外殼首端法蘭與護管首端法蘭用M24螺栓固定，加熱器外殼尾端用線圈護管定位銷固定。
2.根據權利要求1所述的防爆型井口電磁加熱器，其特徵在於所述中頻電磁線圈工作在頻率為10?40KHz、諧振電壓2000V以內，加熱管、線圈護管同時渦流自發熱，功率根據實際需要任意調整。
3.根據權利要求1所述的防爆型井口電磁加熱器，其特徵在於外殼材質選用CrMn合金鋼材；電磁線圈採用抗氧化、耐高溫的鍍鎳導線。
【文檔編號】E21B36/04GK203939481SQ201320826128
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年12月16日 優先權日:2013年12月16日
【發明者】林素琴, 田源, 邢裕存, 李猛, 鄭帥軍, 陳延申 申請人:河南油田亞盛電器有限責任公司