[實用新型]直接式高頻直流振蕩含鐵管道加熱裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220076621.4
• 申請日: 2012-03-02
• 公開（公告）號: CN202532093U
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設計）人: 賴永明;程景才
• 申請（專利權）人: 賴永明;程景才
• 主分類號: F16L53/00
• 分類號: F16L53/00;H05B6/06;H05B6/10
• 代理公司: 成都市輔君專利代理有限公司 51120
• 代理人: 劉冰心

(一)技術領域：本實用新型涉及管道加熱裝置。主要用于油田井口管道的解凍、保溫和其他非易燃易爆液體輸送管道的解凍、保溫等處，屬有熱源的流體加熱類(F24H)。

(二)背景技術：

目前，油田井口輸油的輸油管采用鐵管和鋼制塑料管，鐵管每根5-6米長，管間用法蘭聯(lián)接或焊接。為提高強度的鋼制塑料管徑向分三層：最內是聚乙烯層PE，中間為鋼網層，最外為塑料包皮(見圖4)，一般每根作成幾百米長，兩根之間用專用卡扣軋緊，也可用其他連接方式。采用鋼制塑料管的優(yōu)點：①管間連接方便。②管內壁無腐蝕。③管內壁光滑，油傳輸阻力小。

油田井口采油傳輸中，低溫時原油會凝結，當降到零下時產生冰凍，導致輸油停止。管道中是剛采集的原油，其物理參數(shù)密度、粘度、凝固點、含蠟量均與溫度有關，在管道中保持一定溫度，有利原油采集。因此，冰凍時需迅速解堵，而正常輸油中應隨時監(jiān)測管溫，進行加熱或保溫。常用的加熱方式：A.濕法加熱：通過熱水加熱，水蒸汽加熱。B.干式加熱：燃燒加熱，電阻加熱，電磁感應加熱。采用濕法加熱，在油田的采集過程中顯然是不適用的。下面對現(xiàn)有的加熱解凍方法具體說明如下：

1)管道用潑油燃燒加熱：此方式只能針對鐵管進行，這種加熱施工麻煩，易發(fā)生火災。2)電阻加熱：將電阻絲纏繞在被加熱管道外表面，并設絕緣保溫層，電阻絲兩端施加交流市電或直流的加熱電源。利用電流通過電阻絲放出熱量來加熱管道；利用加熱體的熱傳導，把熱能傳輸?shù)焦艿涝蛢取?)電磁加熱：將感應線圈纏繞在油田管道外，并設絕緣保溫層，在感應線圈兩端加上工頻交流市電。利用感應線圈電磁感應產生集膚效應、渦流、電阻熱來加熱管道并將熱量傳給管內原油。采用上述電阻加熱或感應加熱方式，均需要把電阻絲或者是感應線圈纏繞在管道外上，如果管道埋在地下，電阻線或感應線斷了，整個加熱停止，更換很麻煩。4)中國實用新型專利(ZL200929234694.X，)“新型管道式流體加熱器”公開了一種在被加熱管道外表面開槽繞設電加熱元件，通入工頻市電靠電阻發(fā)熱加熱，此方式的缺點除與上述《電阻加熱》相同之外，還存在電加熱元件設在管道最外層，熱量向外散失大；且通入工頻市電僅靠電阻發(fā)熱，熱效率低。5)中國實用新型專利ZL200620021609.8，“油田管道加熱解堵機”公開了一種感應加熱方式。設控制主機將引出電源導線兩端穿過空心手柄、鋼護罩與包在輸油管外的感應圈兩端接通，感應圈得電產生高頻電磁，進行管道加熱。這種方式的不足除與上述感應加熱相同外，且只能對有限長度輸油管解凍或加熱。6)中國實用新型專利申請公開：《201010135366.1》“高頻渦流管道供熱裝置”：雖然采用了高頻電源，但仍用電阻絲在被加熱管道外表面纏包，因此也存在上述電阻絲斷開難找到、冰凍后難以挖開、熱量向外散失大等問題。

(三)實用新型內容：

本實用新型提供的直接式高頻直流振蕩含鐵管道加熱裝置，就是解決現(xiàn)有的上述油田輸油管各種解凍和加熱方式存在的不安全、傳熱效率低、管道外繞電阻絲發(fā)熱體有斷點難查找、安裝檢修麻煩等問題，難以滿足管道高效解凍加熱的需求。其技術方案如下：

1)設置如下的直流脈沖加熱電源U₆：①主回路中將三相工頻市電1順次連接工頻整流電路2、濾波電路3、高頻逆變器4、高頻變壓器5和高頻整流電路6。②控制回路中選如下A或B：A.包括在高頻整流電路輸出端連接的取樣電路8、與取樣電路輸出端連接的顯示器11、高頻逆變器的檢測保護單元9和PWM控制及驅動電路10。B.除設有取樣電路、顯示器、檢測保護單元和PWM控制及驅動電路以外，還增設與取樣電路輸出端連接的單片機12、與單片機雙向連接的給定操作電路13和計算機聯(lián)網系統(tǒng)14；給定操作電路輸出端接PWM控制及驅動電路10，顯示器與單片機輸出端連接。2)設置如下一個發(fā)熱負載回路7：發(fā)熱負載回路中接入被加熱管道7w，被加熱管道選擇如下三種結構之一：①油田用聚乙烯鋼網輸油管：徑向分三層，最內是聚乙烯層PE，中間為鋼網層，最外為塑料包皮；②徑向至少二層的鋼質復合塑料管；③有外包保溫層的鐵管；加熱電源U₆兩端通過兩導線直接與上述三種被加熱管道7w的夾層金屬管沿長度兩端連接，以形成發(fā)熱負載回路7；夾層金屬管采用油田用聚乙烯鋼網輸油管的中間鋼網層、或徑向至少二層的鋼質復合塑料管鋼質層；或有外包保溫層的鐵管。