油田四合一加热炉火管自动除垢装置的制造方法
【专利摘要】一种油田四合一加热炉火管自动除垢装置。主要目的在于提供一种不需要停炉就可定期清除掉火管上表面垢层的装置。其特征在于：该装置由动力单元、密封单元、摆动单元、刮垢轴筒单元和尾部摆动单元组成；固定加热炉烟箱上的动力单元通过密封单元将运动传递到四合一加热炉内部，带动摆动单元中的伸缩万向节旋转，利用刮垢轴筒单元的弧形导轨和尾部摆动单元中的尾部弧形导轨部件使刮垢轴筒旋转的同时能够沿着四合一加热炉火管的上表面左右摆动，从而利用刮垢轴筒上的刮垢钢条实现覆盖整个火管上表面的全面刮垢。本装置可提高加热炉的热效率，防止火管烧穿事故的发生。
【专利说明】
油田四合一加热炉火管自动除垢装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种应用于油田采油工程领域中，用于油田四合一加热炉上的火管自动除垢装置。
【背景技术】
[0002]随着油田的后期开发，聚合物驱油、三元复合驱油技术的推广普及，油田采出液中原油粘度和成垢离子含量增大。高粘度、矿化度大的采出液在被加热时会在火管上表面形成一种热阻很大的结垢层。垢层一年厚度可达到50mm以上。火管表面沉积垢层不但大大降低加热炉的热效率，而且导致火管近火焰处上部局部过热，金属发生高温蠕变，产生鼓包变形，最终造成火管烧穿事故。不但造成巨大的经济损失，而且严重影响了油田的正常生产。
【发明内容】
[0003]为了解决【背景技术】中所提到的技术问题，本发明提供了一种油田四合一加热炉火管自动除垢装置，该装置不需要停炉就可定期清除掉火管上表面垢层。
[0004]本发明的技术方案是:该种油田四合一加热炉火管自动除垢装置，由动力单元、密封单元、摆动单元、刮垢轴筒单元和尾部弧形导轨单元连接后组成；
所述动力单元包括电机和减速器，其作用在于为装置提供动力；电机与减速器通过螺栓连接在加热炉烟箱上，联轴器通过键与传动轴和减速器相连，通过联轴器将减速器减速后的旋转运动传递到传动轴上；
所述密封单元包括第一密封轴套、外部O型圈和内部O型圈，以及焊接在四合一加热炉壳体上的壳体轴套，以及第二密封轴套;所述第一密封轴套上的内部O型圈用于密封传动轴，所述第一密封轴套上的外部O型圈用于密封壳体轴套，以保证加热炉内的介质不会通过传动轴泄漏;轴承将传动轴支撑在壳体轴套上;第二密封轴套的结构与第一密封轴套相同，也有两道O型圈，其密封作用亦相同；第一密封轴套和第二密封轴套共同固定传动轴上的两个轴承；
所述摆动单元由伸缩万向节、第一弧形齿条、第一齿轮轴、第一导轮、位于火管上的第一导轨和第一挡块连接后组成;传动轴通过销轴与伸缩万向节相连，伸缩万向节另一端与第一齿轮轴连接，第一齿轮轴另一端与刮垢轴筒连接，连接方式均采用销轴连接，以保证可以进行正反转;第一导轮套在第一齿轮轴上，第一导轮从第一导轨下端开口处滑入第一导轨里，第一挡块封住第一导轨下端开口，第一弧形齿条通过螺栓固定在第一导轨上;第一齿轮轴上的齿轮与第一弧形齿条相嗤合；
所述刮垢轴筒单元包括两根刮垢轴筒、第二导轮以及一根轴筒连接轴，所述两根刮垢轴筒分别为第一刮垢轴筒和第二刮垢轴筒，第二导轮套装在轴筒连接轴上，轴筒连接轴通过销轴将第一刮垢轴筒和第二刮垢轴筒连接;第一刮垢轴筒和第二刮垢轴筒表面焊接有用于刮垢的刮垢钢条;第二导轮与四合一加热炉火管中间的导轨相配合，起到支撑刮垢轴筒的作用； 所述尾部弧形导轨单元由第二齿轮轴、第三导轮、第二弧形齿条和位于火管上的第二导轨组成;第二齿轮轴与第二刮垢轴筒通过销轴进行连接，第三导轮套在第二齿轮轴上，第三导轮从第二导轨下端开口处插入第二导轨里，第二挡块用于将导轨第二导轨的下端开口封住，第二弧形齿条通过螺栓固定在第二导轨上。
[0005]本发明具有如下有益效果:将本种装置安装在加热炉上后，不需要停炉就可定期清除掉火管上表面的垢层，提高加热炉的热效率，防止火管烧穿事故。本发明不但每年避免人工清炉和加热炉火管烧穿造成的经济损失数千万元，而且不影响加热炉的正常运行，具有重大意义。
[0006]【附图说明】:
图1是本发明所述自动除垢装置沿火管纵向布置的结构图。
[0007]图2是本发明所述自动除垢装置动力单元的拆分结构图。
[0008]图3是本发明所述密封单元的拆分结构图。
[0009]图4是本发明所述摆动单元的拆分结构图。
[0010]图5是本发明所述刮垢轴筒单元的拆分结构图。
[0011]图6是本发明所述尾部弧形导轨单元的拆分结构图。
[0012]图中1-四合一加热炉壳体，2-四合一加热炉火管，3-加热炉烟箱，4-动力单元，5-密封单元，6-摆动单元，7-刮垢轴筒单元，8-尾部弧形导轨单元，9-电机，10-减速器，11-联轴器，12-键，13-传动轴，14-第一密封轴套，15-外部O型圈，16-内部O型圈，17-轴承，18-壳体轴套，19-第二密封轴套，20-销轴，21-伸缩万向节，22-第一弧形齿条，23-第一齿轮轴，24-第一导轮，25-第一刮垢轴筒，26-刮垢钢条，27-第一导轨，28-第一挡块，29-第二导轮，30-轴筒连接轴，31-第二刮垢轴筒，32-第二齿轮轴，33-第三导轮，34-第二挡块，35-第二弧形齿条，36-第二导轨。
[0013]【具体实施方式】:
下面结合附图对本发明作进一步说明:
本装置的设计原理为，固定加热炉烟箱上的动力系统通过密封部件将运动传递到四合一加热炉内部，带动伸缩万向节旋转，利用带有齿轮与弧形齿条啮合的弧形导轨部件和尾部弧形导轨部件使刮垢轴筒旋转的同时沿着火管的上表面左右摆动，从而利用刮垢轴筒上的刮垢钢条实现覆盖整个火管上表面的全面的刮垢。
[0014]由图1所示，该种油田四合一加热炉火管自动除垢装置，由动力单元4、密封单元5、摆动单元6、刮垢轴筒单元7和尾部弧形导轨单元8连接后组成；
如图2所示，所述动力单元4包括电机9和减速器10，其作用在于为装置提供动力；电机9与减速器10通过螺栓连接在加热炉烟箱3上，联轴器11通过键12与传动轴13和减速器10相连，通过联轴器11将减速器10减速后的旋转运动传递到传动轴13上；
如图3所示，所述密封单元包括第一密封轴套14、外部O型圈15和内部O型圈16，以及焊接在四合一加热炉壳体I上的壳体轴套18，以及第二密封轴套19;所述第一密封轴套上的内部O型圈16用于密封传动轴13，所述第一密封轴套上的外部O型圈15用于密封壳体轴套18，以保证加热炉内的介质不会通过传动轴泄漏;轴承17将传动轴13支撑在壳体轴套18上;第二密封轴套19的结构与第一密封轴套14相同，也有两道O型圈，其密封作用亦相同；第一密封轴套14和第二密封轴套19共同固定传动轴13上的两个轴承； 如图4所示，所述摆动单元由伸缩万向节21、第一弧形齿条22、第一齿轮轴23、第一导轮24、位于火管上的第一导轨27和第一挡块28连接后组成;传动轴13通过销轴20与伸缩万向节21相连，伸缩万向节21另一端与第一齿轮轴23连接，第一齿轮轴23另一端与刮垢轴筒25连接，连接方式均采用销轴连接，以保证可以进行正反转；第一导轮24套在第一齿轮轴23上，第一导轮24从第一导轨27下端开口处滑入第一导轨27里，第一挡块28封住第一导轨27下端开口，第一弧形齿条22通过螺栓固定在第一导轨27上;第一齿轮轴23上的齿轮与第一弧形齿条22相啮合；
齿轮轴23旋转的同时沿着齿条移动，从而带动第一刮垢轴筒25自身旋转的同时沿着火管移动，使第一刮垢轴筒25上的刮垢钢条26可覆盖火管上表面进行刮垢。
[0015]如图5所示，所述刮垢轴筒单元7包括两根刮垢轴筒、第二导轮29以及一根轴筒连接轴30，所述两根刮垢轴筒分别为第一刮垢轴筒25和第二刮垢轴筒31，第二导轮29套装在轴筒连接轴30上，轴筒连接轴30通过销轴将第一刮垢轴筒25和第二刮垢轴筒31连接;第一刮垢轴筒25和第二刮垢轴筒31表面焊接有用于刮垢的刮垢钢条26;第二导轮29与四合一加热炉火管2中间的导轨相配合，起到支撑刮垢轴筒的作用；
导齿轮轴23旋转并移动会带动刮垢轴筒部件7旋转并移动，从而使刮垢钢条26在火管2的上表面进行刮垢。安装刮垢轴筒单元7时，先将第一刮垢轴筒25和第二刮垢轴筒31、第二导轮29、轴筒连接轴30、第一导轮24和第三导轮33、第一齿轮轴23和第二齿轮轴32全部连接好后，将火管上的三个导轨挡块全部取下，将连接好的刮垢轴筒部件从导轨下端开口处滑入导轨，然后再将三个挡块安装上。
[0016]如图6所示，尾部弧形导轨单元8由第二齿轮轴32、第三导轮33、第二弧形齿条35和位于火管上的第二导轨36组成;第二齿轮轴32与第二刮垢轴筒31通过销轴进行连接，第三导轮33套在第二齿轮轴32上，第三导轮33从第二导轨36下端开口处插入第二导轨36里，第二挡块34用于将导轨第二导轨36的下端开口封住，第二弧形齿条35通过螺栓固定在第二导轨36上。
[0017]使用时，在原有火管上方焊接上三个导轨，用于除垢装置的支撑和导向；在油田四合一加热炉壳体火管上方位置焊接一段密封轴套，用于除垢装置传动轴的密封和支撑。在加热炉烟箱下方焊接减速器连接板，用于固定电机减速器。
[0018]将本除垢装置安装在四合一加热炉火管2上表面，沿着火管轴向布置刮垢装置，刮垢装置覆盖整个火管长度，在火管颈部由于内部具有耐火层，因此不需要布置刮垢装置。启动电机，减速器将电机的旋转运动减速后输出，通过联轴器传递到传动轴，传动轴与伸缩万向节将运动传递到齿轮轴，齿轮轴旋转的同时与圆弧齿条啮合从而沿着齿条移动，齿轮轴的运动通过销轴传递到刮垢轴筒单元上，从而使第一刮垢轴筒25和第二刮垢轴筒31上的刮垢钢条26既沿着自身轴线旋转又沿着火管2的上表面移动。通过电机控制模块控制电机的正、反两向周期性旋转，就可实现第一刮垢轴筒25和第二刮垢轴筒31上的刮垢钢条26覆盖整个火管上表面的全面除垢。
【主权项】
1.一种油田四合一加热炉火管自动除垢装置，由动力单元(4)、密封单元(5)、摆动单元(6)、刮垢轴筒单元(7)和尾部弧形导轨单元(8)连接后组成； 所述动力单元包括电机(9)和减速器(10)，其作用在于为装置提供动力；电机(9)与减速器(10)通过螺栓连接在加热炉烟箱(3)上，联轴器(11)通过键(12)与传动轴(13)和减速器(10)相连，通过联轴器(11)将减速器(10)减速后的旋转运动传递到传动轴(13)上； 所述密封单元包括第一密封轴套(14)、外部O型圈(15)和内部O型圈(16)，以及焊接在四合一加热炉壳体(I)上的壳体轴套(18)，以及第二密封轴套(19);所述第一密封轴套上的内部O型圈(16)用于密封传动轴(13)，所述第一密封轴套上的外部O型圈(15)用于密封壳体轴套(18)，以保证加热炉内的介质不会通过传动轴泄漏;轴承(17)将传动轴(13)支撑在壳体轴套(18)上;第二密封轴套(19)的结构与第一密封轴套(14)相同，也有两道O型圈，其密封作用亦相同；第一密封轴套(14)和第二密封轴套(19)共同固定传动轴(13)上的两个轴承； 所述摆动单元由伸缩万向节(21)、第一弧形齿条(22)、第一齿轮轴(23)、第一导轮(24)、位于火管上的第一导轨(27)和第一挡块(28)连接后组成;传动轴(13)通过销轴(20)与伸缩万向节(21)相连，伸缩万向节(21)另一端与第一齿轮轴(23)连接，第一齿轮轴(23)另一端与刮垢轴筒(25)连接，连接方式均采用销轴连接，以保证可以进行正反转;第一导轮(24)套在第一齿轮轴(23)上，第一导轮(24)从第一导轨(27)下端开口处滑入第一导轨(27)里，第一挡块(28)封住第一导轨(27)下端开口，第一弧形齿条(22)通过螺栓固定在第一导轨(27)上;第一齿轮轴(23)上的齿轮与第一弧形齿条(22)相啮合； 所述刮垢轴筒单元(7)包括两根刮垢轴筒、第二导轮(29)以及一根轴筒连接轴(30)，所述两根刮垢轴筒分别为第一刮垢轴筒(25)和第二刮垢轴筒(31)，第二导轮(29)套装在轴筒连接轴(30)上，轴筒连接轴(30)通过销轴将第一刮垢轴筒(25)和第二刮垢轴筒(31)连接；第一刮垢轴筒(25)和第二刮垢轴筒(31)表面焊接有用于刮垢的刮垢钢条(26);第二导轮(29)与四合一加热炉火管(2)中间的导轨相配合，起到支撑刮垢轴筒的作用； 所述尾部弧形导轨单元(8)由第二齿轮轴(32)、第三导轮(33)、第二弧形齿条(35)和位于火管上的第二导轨(36)组成；第二齿轮轴(32)与第二刮垢轴筒(31)通过销轴进行连接，第三导轮(33)套在第二齿轮轴(32)上，第三导轮(33)从第二导轨(36)下端开口处插入第二导轨(36)里，第二挡块(34)用于将第二导轨(36)的下端开口封住，第二弧形齿条(35)通过螺栓固定在第二导轨(36)上。
【文档编号】F28G3/10GK106091800SQ201610416161
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月10日 公开号201610416161.8, CN 106091800 A, CN 106091800A, CN 201610416161, CN-A-106091800, CN106091800 A, CN106091800A, CN201610416161, CN201610416161.8
【发明人】叶卫东, 孟庆武, 孟凡琦, 姚依兰, 任黎明, 贾丽
【申请人】东北石油大学