風熱原油恆溫裝置的製作方法

2023-04-24 09:46:56 1

專利名稱：風熱原油恆溫裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於油田工作設備技術領域，涉及一種用於嚴寒地區原油儲油罐或輸油管線的風熱原油恆溫裝置。
背景技術：
在嚴寒地區油田開採石油時，採好的石油需要裝放在儲油罐內等待運輸。由於罐內石油遇低溫後熱量散失很快，會使原來流動性較好的原油變得很稠，甚至凝結，以致運油車很難把儲油罐內油抽出來，此時就需要油田專用的加熱車(俗稱鍋爐車)到現場加熱罐中的原油後才能將其運輸走。即使大型油田採用的通過管道直接連在井口後再集中用管道直接輸油的方式，如遇到較長的輸油管線，也需配加熱站才能正常輸油，尤其對一些超低滲油藏礦區，油井分散面大，單井產油量低，原油進儲油罐後等待運輸的時間長，石油在罐中凝結變稠這個問題就更為突出。以往世界上用於嚴寒地域石油採礦區中解決儲油罐內原油凝結變稠的方案主要有四種:1、加熱車2、電加熱3、利用地熱4、化學藥品防凝固(目前國內超低滲油藏礦區廣泛使用的是加熱車，該設備在油田採油過程中具有較好的作用)，但以上幾個方案在實際應用中都存在著使用成本高或維修難等問題。近年來，國內有廠家曾推出了一種利用油井伴生氣做燃料並通過燃氣鍋爐設備加熱安裝在儲油罐內的加熱管道，進而解決原油遇低溫凝結變稠的問題的技術。這種利用伴生氣加熱的新技術可很大程度地降低運轉成本，具有明顯的效果。但迄今為止，該技術設備卻並沒有按生產廠家期望的那樣，在嚴寒地區油田得到大面積推廣。是什麼原因限制了其發展呢？對此本發明申請人在北方某個低滲油藏礦區進行了較長時間的調查，了解到影響該設備推廣的主要原因有以下三點。一、安裝難每次該設備在現場安裝，必須動用20噸以上的吊車將安裝在支撐牆上的幾個大原油儲存罐吊到地面，然後通過人工先清理罐內殘留的原油，再用高壓蒸汽徹底清理儲油罐內部，這樣才能在儲油罐內焊接安裝加熱的盤管。正常安裝好一套設備少說也得15天左右，如果和採油隊協調不好或其受他條件所限制，最長的安裝時間曾有三個月才完工的案例。在設備安裝期，必須要求油井完全停產，這樣就嚴重的影響了採油隊原油產量任務的完成和採油工人的效益工資，致使新技術的推廣和採油區的現實產生了嚴重的對立，為此，採油工人不積極配合也在情理之中，這也是安裝難的一個因素之一。二、維修難該設備的其他配件維修也算正常，但如果儲油罐內盤管出現問題需要維修時，第一條所述安裝難所存在的問題又會重新出現。這同時也是採用電熱管或地熱管加熱儲油罐技術難以得到推廣的原因之一。三、保管難該設備正常使用的時間僅僅是北方寒冬季節，其他季節是閒置的，但在其設計方案中卻並沒有系統考慮到防盜問題。由於該設備中大部分零件都是標準件(小型閥門、三通、管箍、壓力表等等)，而在超低滲油藏礦區中的單個油井坐落非常分散，有的很偏僻，有的又在村落附近，因此這些標準件很容易被一些行為不良的人拆卸盜賣。一個小小的標準件雖不值幾個錢，但這些小配件被盜後(如壓力表被拆卸走)往往造成盤管內的300 400公斤特種耐熱油流失一空，其流失油的價值在6000 10000元左右。這些經濟損失在責任誰負問題上又會造成生產廠和採油礦區之間的矛盾和糾葛，因而也形成了該技術難推廣的原因之一。

發明內容
本發明的目的在於對現有技術存在的問題加以解決，提供一種結構簡單合理、成本低、操作方便、易於安裝維護、加熱效果好的風熱原油恆溫裝置。為實現上述發明目的而採用的技術解決方案是這樣的:所提供的風熱原油恆溫裝置具有一個下部設有燃燒器的鍋爐，鍋爐燃燒器進口外接由電磁閥控制的燃氣管，在鍋爐爐膛和鍋爐殼壁之間焊有多圈螺旋鋼圈，在鍋爐的殼壁上部通過與一個熱風機連接的熱氣管道通至原油儲油罐或原油管道的恆溫加熱裝置中。本發明的技術解決方案還包括:在鍋爐的殼壁上部開有熱氣出口，熱氣出口通過熱氣出管連通至一個熱風機的輸入端，熱風機的輸出端與熱氣管道的一端連接，熱氣管道的另一端通至原油儲油罐或原油管道的恆溫加熱裝置中；在鍋爐的殼壁中部開有一個空氣進口，空氣進口通過進氣管連通至一個空氣濾清器的輸入端，進氣管同時通過一根帶熱風自動調節機構的短路風管和熱氣出管連通。本發明的技術解決方案還包括:在鍋爐上部或中部設有帶熱氣出口的穩壓沉積箱，穩壓沉積箱的熱氣出口通過一根帶熱風自動調節機構的熱氣管道通至原油儲油罐或原油管道的恆溫加熱裝置中；在鍋爐的殼壁中部開有一個進風口，進風口通過一根送風管連通至一個熱風機的輸出端，熱風機的輸入端通過一根進氣管連通至一個空氣濾清器的輸入端，送風管同時通過一根短路風管和熱氣管道連通。本發明的技術解決方案還包括:在鍋爐燃氣管和鍋爐爐膛之間設有二次熱通風裝置。本發明的技術解決方案還包括:鍋爐和熱風機均設置在一個鐵皮櫃內，鍋爐的上集熱通道、燃燒器的燃氣管以及鍋爐熱氣管道均外伸出至鐵皮櫃外，在鐵皮柜上設有系統控制儀錶盤。本發明的技術解決方案還包括:原油儲油罐恆溫加熱裝置由設置在原油儲油罐底部的周邊帶支撐牆的中間空腔構成，在支撐牆上開有排氣孔，熱氣管道由外部穿牆伸入至中間空腔內。本發明的技術解決方案還包括:原油管道恆溫加熱裝置由套設在原油管道外的加熱管道構成，熱氣管道與加熱管道的一端連通，在加熱管道上開有排風口，在原油管道和加熱管道之間設有多圈管道螺絲圈。本發明的技術解決方案還包括:所述的鍋爐為燃氣鍋爐、燃油鍋爐或固體燃料鍋爐。本發明所述的風熱原油恆溫裝置是利用油田開採中油井所產生的伴生氣或其它可燃性氣體加熱的一種特種燃氣鍋爐裝置。這種燃氣鍋爐裝置通過加熱風機輸入或吸入的空氣並利用自控裝置控制熱風在恆定溫度範圍內，進而將變成熾熱的熱風輸送到原油儲油罐或輸油管道處，加熱寒冷冬季的原油儲油罐內或輸油管中的石油，使得原油在寒冷的季節便於運輸。本發明所述的風熱原油恆溫裝置能在油井現場無明火的施工，在油井不停產的情況下迅速安裝好，如不計算水泥底座硬化時間，一般在一個工作日內就可全面完工；其次，該裝置整套設備中少有傳統使用的標準件，即使個別設備零件被盜，也僅僅是小備件的成本價，不會造成像漏特種油那樣的巨大經濟損失，而這些小備件本身對偷竊者來說又屬於取之無用、棄之無門的物件，兼之該裝置還可設有其它的多重防盜設計，因而能有效解決保管難的問題。與現有技術相比，本發明的結構簡單合理、成本低、操作方便、易於安裝維護、加熱效果好，具有極好的應用推廣價值。


圖1是本發明一個具體實施例的結構示意圖。圖2是利用熱風加熱原油儲油罐的示意圖。圖3是利用熱風加熱輸油管道的示意圖。圖4是是本發明另一個具體實施例的結構示意圖。附圖中各標號的名稱分別是:1_鍋爐，2-儀錶盤，3-電磁閥，4-燃氣管，5-燃燒器，6-爐膛，7- 二次熱通風裝置，8-集熱通道，9-螺旋鋼圈，10-進氣管，11-熱氣出管，12-熱風機，13-空氣濾清器，14-熱氣管道，15-原油儲油罐，16-支撐牆，17-中間空腔，18-儲油罐底部，19-排氣孔，20-加熱管道，21-管道螺絲圈，22-原油管道，23-排風口，24-短路風管，25-熱風自動調節機構，26-鐵皮櫃，27-防爆網，28-送風管，29-穩壓沉積箱，30-煙囪。
具體實施例方式以下將結合附圖對本發明內容做進一步說明，但本發明的實際應用形式並不僅限於圖示的實施例。參見附圖，本發明所述的風熱原油恆溫裝置具有一個下部設有燃燒器5的依靠燃燒油井伴生氣的鍋爐I (包括燃氣鍋爐、燃油鍋爐或固體燃料鍋爐)，鍋爐燃燒器5進口外接由電磁閥3控制的燃氣管4，在鍋爐爐膛6和鍋爐殼壁之間焊有由多圈螺旋鋼圈9組成的熱風通道(該熱風通道也可用上下直通的和其他形狀的散熱片組成)，在鍋爐I的殼壁上部通過與熱風機12連接的熱氣管道14通至原油儲油罐15或原油管道22的恆溫加熱裝置中，由於熱風管14連接到儲油罐15或加熱管道20需要較長距離，因此不僅在設計處除加保溫層外，同時要設計成雙層管，以便更好保溫。較長的熱風管14接頭可採用快速裝卸的設計結構。當熱風機12吸出或壓入新鮮空氣時，就會吸收爐火的熱量，變成熾熱的風去加熱寒冷冬季的原油儲油罐15或較冷的原油管道22。具體結構設置上，鍋爐I和熱風機12均被設置在一個鐵皮櫃26內，便於運輸、安裝及保管；鍋爐I的上集熱通道8、燃燒器的燃氣管4以及鍋爐熱氣管道14均外伸出至鐵皮櫃26外，在鐵皮櫃26上設有系統控制儀錶盤2。本發明裝置中所有緊固件都要設計沉降的螺釘或螺栓聯結，必要時需專用工具才可拆卸。該風熱原油恆溫裝置在油井現場安裝時，也可考慮安裝在彩鋼結構或其它組合結構的簡易房內，以便更好地保護該設備。圖1所示為一種具有吸入式熱風布局的風熱原油恆溫裝置的實施例結構。該實施例結構中，在鍋爐I的殼壁上部開有熱氣出口，熱氣出口通過熱氣出管11連通至一個熱風機12的輸入端，熱風機12的輸出端與熱氣管道14的一端連接，熱氣管道14的另一端通至原油儲油罐15或原油管道22的恆溫加熱裝置中。在鍋爐I的殼壁中部開有一個空氣進口，空氣進口通過進氣管10連通至一個空氣濾清器13的輸入端，進氣管10同時通過一根帶熱風自動調節機構25的短路風管24和熱氣出管11連通。在鍋爐燃氣管4和鍋爐爐膛6之間設有二次熱通風裝置7。實際應用中，當通過人工在控制儀錶盤2按起動開關後，電磁閥3開啟，伴生的天然氣通過燃氣管4進入燃氣鍋爐內的燃燒器5，燃燒器5在儀錶盤2中的電子裝置控制下自動打火點燃伴生氣，以上均為自動控制程序；之後火焰在爐膛6下方的二次熱通風裝置7的助燃下，進入爐膛6和集熱通道8繼而通過煙 30排出廢氣；爐膛6外壁和集熱通道8外壁都焊接有螺旋鋼圈9，螺旋鋼圈9是連續通道，和進氣管10及熱風進氣管11均相通；當熱風機12啟動後，新鮮的空氣通過空氣濾清器13進入進氣管10並沿螺旋鋼圈9旋轉上升，帶走爐膛6和集熱通道8散發出的大部分熱量，形成熾熱的空氣通過熱風機12進入熱氣管道14。圖2是利用熱風加熱原油儲油罐的示意圖。如圖2所示，熾熱的熱空氣進入油井儲油罐15的支撐牆6的中間空腔17中，受控的熱空氣以恆溫狀態一直加熱儲油罐底部18，使儲油罐內原油能保持一定的溫度，不會冷凝。完成熱循環的熱空氣，最後再通過打通支撐牆16的排氣孔19排到大氣中。鑑於我國北方一些大型油田通常都是採用原油管道22輸油而不用儲油罐的現狀，對於大型油田如需加溫原油，可在有伴生氣的油井邊安裝本發明的裝置，此時僅需在部分管道上改裝或安裝如圖3所示的加熱管道20，當熱風通過熱氣管道14進加熱管道20時通管道螺旋圈21旋轉前進，同時把熱風裡的熱量傳遞到石油管道22中的原油中。廢氣通過排風口 23排出。在本發明結構中，所有的熱風管道、鍋爐體外壁都可設計為夾層以利保溫。該裝置的進氣管10和熱風進氣管11間有一條不通過螺旋鋼圈8的短路風管24，該風管通道和熱風進氣管11的接口處附近有一個控制、調節熱風溫度的熱風自動調節機構25。此熱風自動調節機構可以使進入熱風機的熱空氣達到設計值，也保證了加熱儲油罐的熱風不會過熱而引起事故。該熱風自動調節機構可用機電一體化設計或記憶合金機械控制，其原理是控制短路風管24內冷空氣進入熱風管道風量的比例而掌控溫度，使之到達安全使用的溫度範圍。熱風自動調節機構也可用直接控制可燃氣體量的大小以自動調節熱風溫度。該發明的燃氣爐還有為防引爆爐體以外的可燃氣，特在燃燒器5的下方安裝防爆網27。本發明所述的風熱原油恆溫裝置也可採用另一種設計形式，即如圖4所示的具有壓出式熱風布局的風熱原油恆溫裝置。該實施例結構中，在鍋爐I上部或中部設有帶熱氣出口的穩壓沉積箱29，穩壓沉積箱29的熱氣出口通過一根帶熱風自動調節機構25的熱氣管道14通至原油儲油罐15或原油管道22的恆溫加熱裝置中。在鍋爐I的殼壁中部開有一個進風口，進風口通過一根送風管28連通至一個熱風機12的輸出端，熱風機12的輸入端通過一根進氣管10連通至一個空氣濾清器13的輸入端，送風管28同時通過一根短路風管24和熱氣管道14連通。實際工作中，當燃氣鍋爐I點燃後，熱風機12啟動運轉，將新鮮空氣從空氣濾清器13吸入，再通過送風管28送入燃氣鍋爐I裡的螺旋鋼圈9通道，在吸收了鍋爐I的熱量後進入鍋爐中部的穩壓沉積箱29中，在箱內完成均勻熱空氣溫度、沉積氧化鐵等雜質作用後，進入熱氣管道14。熱氣在進入熱氣管道14前要經過熱風自動調節機構25，該機構在熱風管14處連接短路風管24 ;熱風自動調節機構25用機電一體化或者記憶合金機械的控制系統，通過控制進入熱氣管14的冷氣量進而控制輸出熱風的溫度，使之到達安全使用的溫度值。該風熱原油恆溫裝置在實際使用中可視儲油罐或輸油管道安裝的具體位置設置在露天、半地下或是全地下，熱風加熱的通道設計可以不完全是底部加熱，也可考慮在兩側或三面進行加熱。本發明所述風熱原油恆溫裝置的結構經適當改造，可納入油田設備自動化管理系統。
權利要求
1.一種風熱原油恆溫裝置，其特徵在於具有一個下部設有燃燒器(5)的鍋爐(1)，鍋爐燃燒器(5)進口外接由電磁閥(3)控制的燃氣管(4)，在鍋爐爐膛(6)和鍋爐殼壁之間焊有多圈螺旋鋼圈(9)，在鍋爐(I)的殼壁上部通過與一個熱風機(12)連接的熱氣管道(14)通至原油儲油罐(15)或原油管道(22)的恆溫加熱裝置中。
2.根據權利要求1所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵是在鍋爐(I)的殼壁上部開有熱氣出口，熱氣出口通過熱氣出管(11)連通至一個熱風機(12)的輸入端，熱風機(12)的輸出端與熱氣管道(14)的一端連接，熱氣管道(14)的另一端通至原油儲油罐(15)或原油管道(22)的恆溫加熱裝置中。
3.根據權利要求2所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵是在鍋爐(I)的殼壁中部開有一個空氣進口，空氣進口通過進氣管(10)連通至一個空氣濾清器(13)的輸入端，進氣管(10)同時通過一根帶熱風自動調節機構(25)的短路風管(24)和熱氣出管(11)連通。
4.根據權利要求1所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵是在鍋爐(I)上部或中部設有帶熱氣出口的穩壓沉積箱(29)，穩壓沉積箱(29)的熱氣出口通過一根帶熱風自動調節機構(25)的熱氣管道(14)通至原油儲油罐(15)或原油管道(22)的恆溫加熱裝置中。
5.根據權利要求4所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵是在鍋爐(I)的殼壁中部開有一個進風口，進風口通過一根送風管(28)連通至一個熱風機(12)的輸出端，熱風機(12)的輸入端通過一根進氣管(10)連通至一個空氣濾清器(13)的輸入端，送風管(28)同時通過一根短路風管(24)和熱氣管道(14)連通。
6.根據權利要求1所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵是在鍋爐燃氣管(4)和鍋爐爐膛(6)之間設有二次熱通風裝置(7)。
7.根據權利要求1所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵在於鍋爐(I)和熱風機(12)均設置在一個鐵皮櫃(26)內，鍋爐(I)的上集熱通道(8)、燃燒器的燃氣管(4)以及鍋爐熱氣管道(14)均外伸出至鐵皮櫃(26)外，在鐵皮櫃(26)上設有系統控制儀錶盤(2)。
8.根據權利要求1所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵在於原油儲油罐恆溫加熱裝置由設置在原油儲油罐底部(18)的周邊帶支撐牆(16)的中間空腔(17)構成，在支撐牆(16)上開有排氣孔(19)，熱氣管道(14)由外部穿牆伸入至中間空腔(17)內。
9.根據權利要求1所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵在於原油管道恆溫加熱裝置由套設在原油管道(22)外的加熱管道(20)構成，熱氣管道(14)與加熱管道(20)的一端連通，在加熱管道(20)上開有排風口(23)，在原油管道(22)和加熱管道(20)之間設有多圈管道螺絲圈(21)。
10.根據權利要求1所述的風熱原油恆溫裝置，其特徵在於所說的鍋爐(I)為燃氣鍋爐、燃油鍋爐或固體燃料鍋爐。
全文摘要
本發明涉及一種用於嚴寒地區原油儲油罐或輸油管線的風熱原油恆溫裝置，具有一個下部設有燃燒器的鍋爐，鍋爐燃燒器進口外接由電磁閥控制的燃氣管，在鍋爐爐膛和鍋爐殼壁之間焊有多圈螺旋鋼圈，在鍋爐的殼壁上部通過與一個熱風機連接的熱氣管道通至原油儲油罐或原油管道的恆溫加熱裝置中。實際工作中，該裝置通過加熱風機輸入或吸入的空氣並利用自控裝置控制熱風在恆定溫度範圍內，進而將變成熾熱的熱風輸送到原油儲油罐或輸油管道處，加熱寒冷冬季的原油儲油罐內或輸油管中的石油，使得原油在寒冷的季節便於運輸，具有結構簡單合理、成本低、操作方便、易於安裝維護、加熱效果好等優點。
文檔編號F24H9/18GK103162413SQ20111042559
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者李建利, 孫姜燕 申請人:李建利, 孫姜燕