受热原油管路的制作方法
【专利摘要】一种油管路(10)，至少包括：用于运输原油的管道(12)，所述管道具有侧向区域；至少一个隔室(22)，所述至少一个隔室附接至所述管道(12)的侧向区域，并与所述管路(10)平行地沿纵向延伸；和至少一个电加热元件(30)，该至少一个电加热元件插入所述至少一个隔室(22)中，该至少一个电加热元件可以被高效地加热以避免该油甚至其成分固化。隔室(22)可以包含无机化合物的组成物并且可能地包含纯元素种类。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及管路，该管路具有用来运输例如原油的管道以及用于对该管路进行电 加热的装置。 受热原油管路
【背景技术】
[0002] 管路运输是经管子运送或者移动材料。通常，该材料包括液体和气体。示例包括 油、天然气、生物燃料、塑料、水、饮料（例如牛奶）和制药。这种运输会受限于加工和制造 工厂，或者例如从生产工厂或制造工厂一路延伸至分配工厂。因此，管路可以从延伸数英尺 至延伸数百英里。
[0003] 对管路运输的一个担忧是运输中材料的温度。管路加热是许多工业工艺（包括石 油、塑料、化学制品、制药、发电和食品加工）中的常见要求。管路加热也涉及从生产或处理 工厂到的用于进一步加工的观察点的材料运输。
[0004] 由采油井采出的原油被泵送到地面上并通过管路运输到陆上或海上站以便对原 油进行进一步处理。管路具有大约6〃（大约152mm)和大约12〃（大约305mm)之间的典型 直径。原油以大约典型为125-175?的温度离开采油井。在这些温度下的原油是流体并可 以被泵送。然而，地面上的管路暴露至仅数摄氏度的温度，例如，对于低海底水平处的管路 大约为5°C。加拿大、阿拉斯加或西伯利亚的陆上管路暴露至更低的温度（大约_40°C )。 在这些低温下，原油的粘度升高，且原油的一些成分（如石蜡或甲烷水合物）倾向于固化并 因此附着至管路，减小管路的自由直径直到管路被堵塞。
[0005] 已经提出不同的管路加热装置。例如如美国专利6509557中提出的可以通过施加 通过管路的电流（电阻加热）或通过附接电加热垫至管路来对该管路进行加热。或者，管 路可以具有两个同心的管道。内管道用于原油而外管道用于某种被加热的液体，如热水、蒸 汽等。DE102008056257公开一种感应管路加热。
[0006] 参考用于原油的油管路描述本发明。然而，本发明可以用于加热经受管路运输的 任何流体，如牛奶、巧克力、热水、生物燃料、塑料、饮料等。这意味着术语"油管路"要被理 解为任何管路的同义词。
【发明内容】
[0007] 本发明所要解决的问题是：提供对油管路的高效且简单的加热。
[0008] 该问题的解决方案在独立权利要求中描述。从属权利要求涉及对本发明的进一步 改进。
[0009] 所述管路至少包括：用于运输原油的管道，该管道具有优选为管状的侧向区域； 至少一个隔室，该至少一个隔室附接至所述管道的侧向区域并与所述管路平行地沿纵向方 向延伸；以及至少一个加热元件，该至少一个加热元件位于所述至少一个隔室内。加热元件 优选地为加热筒。这种管路由于其结构简单而制造简便。此外，可以用标准的加热筒来加 热该管路。这种筒是廉价的，并可以在出故障时容易地更换（当它们以可缩回的方式插入 的情况下）。还可以有或者备选地有至少一个可移除的覆盖件，所述筒布置在该覆盖件后 面。附接至管道的隔室加强了该管路。
[0010] 优选地，所述至少一个隔室包含无机化合物和纯元素种类的组成物。优选地，这些 物质被附接至隔室的壁。这种组成物的示例在专利US 6132823、US 691123UUS 6916430、 US 6811720和申请US2005/0056807中描述，这些文献通过引用被并入，如同在这里被完全 公开。这种组成物充当热传导性材料或介质，以至少使得加热筒所提供的热被几乎完美地 均匀地分布。如上述参考文献中提出地，该隔室也可以被抽真空。通常，隔室及其内容用作 热管。
[0011] 优选地，在加热筒和管道之间可以存有间隙。这增强了统一的热分布。
[0012] 该管路优选地包括隔热壳体，因此减小热损失。
[0013] 在优选实施例中，该管路具有至少两个隔室，该至少两个隔室优选地相对于管道 的中心对称地附接。例如，在管道的侧向区域的相对区域可以有两个隔室。在所述至少两 个隔室中的每一个隔室内有至少一个加热筒。这允许更好的热分布。
[0014] 参考在管路被暴露在冷环境条件下经管路输送原油的情况来来描述本发明。当 然，可以通过该管路经管路输送和加热任何要被防止冷凝成流体或固体的液体。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 下面将参考附图通过示例的方式描述本发明，但没有将总发明构思限制在实施例 的示例。
[0016] 图1示出管路的部分打开剖面。
[0017] 图2示出如图1中指示的平面A-A的横截面。
[0018] 图3示出管路的部分打开剖面。
[0019] 图4示出如图3中指示的经平面B-B的横截面。
[0020] 图5示出另一管路的剖视等距视图。
[0021] 图6示出图5管路的剖面。
[0022] 图7示出图6的细节VII。
[0023] 图8示出沿图6中的平面C-C的剖面。
[0024] 图9示出与图6的细节VII相似的细节。
【具体实施方式】
[0025] 图1描绘用于原油运输的一段管路10。该管路具有管道12或导管12,该管道或 导管具有管道壁14。在这个示例中，如示出了经平面A-A的横截面的图2所示地，管道具有 圆形横截面。当然，本发明不限于管道12的圆形横截面。
[0026] 隔室壁24附接至管道壁14的侧向区域。隔室壁24形成隔室22。隔室22容装电 加热筒30。用于电加热筒30的套筒或套接件（socket)可以成为隔室22的一部分，从而简 化对加热筒的更换，因为其足以撤回电加热筒30并且插入新的一个电加热筒。套筒的近侧 和/或远侧端部优选地由可释放的端盖关闭。加热筒30具有至少近似圆形的横截面，并且 具有与管道轴线平行地对准的中心轴线。电加热筒30优选地与管道壁14间隔开，并且隔 室22包含无机化合物与可能纯元素种类的组成物。这些物质优选地附接至隔室的壁。此 夕卜，该隔室可以被抽真空。这种组成物的示例在专利US 6132823、US 6911231、US6916430、 US 6811720和申请US2005/0056807中描述，这些文献通过引用被并入，如同在这里被完全 公开。这种组成物充当热传导性材料或介质，使得加热筒所提供的热能够被几乎完美地均 匀分布。由于加热筒30与管道壁14间隔开（这意味着在管道壁14和加热筒30之间存在 间隙26)，热经由隔室12内的组成物传导，从而产生均匀的热分布。
[0027] 利用将隔室壁24与筒30热连接的至少一种无机盐涂层，筒30与隔室22之间的 热接触得以增强。用来涂覆的方法可以概括如下：在第一步骤中，隔室被抽真空，随后将一 定量的液体无机化合物例如至少一种无机盐的溶液填充入该隔室中。优选地，所述量远小 于（〈1/10,或更优选地〈1/50)隔室的容积。由此，在隔室中维持低的压力。在下一步骤中， 通过对筒施加电流而加热导管。因此，液体无机化合物（在上述示例中为溶液的溶剂）蒸 发而无机盐作为涂层留在筒和隔室的内表面上，从而将隔室与筒热连接。
[0028] 隔离壳体40围绕管道壁和隔室壁24的侧向区域，并因此减小热损失。电加热筒 经由电缆32供电，该电缆将电加热筒32与隔离壳体40外部的电站连接。隔离壳体可以例 如由某种聚氨酯泡沫、聚苯乙烯泡沫等制成。
[0029] 类似的实施例在图3中示出，并且其经平面A-A的横截面如图4中所示。管道12 由管道壁14形成。隔室壁24附接至管道壁14的侧表面，因此在管道12的相对两侧上形 成两个隔室22。每一个隔室22在与管道壁14相隔一定距离处容装电加热筒30,使得在管 道壁14和电加热筒30之间存在间隙26。隔室22包含无机化合物与可能纯元素种类的组 成物。这些物质优选地连接到隔室的壁。此外，该隔室可以被抽真空。这种组成物的示例 在专利 US 6132823、US 6911231、US6916430、US 6811720 和申请 US2005/0056807 中描述， 这些文献通过引用被并入，如同在这里被完全公开。这种组成物充当热传导性材料或介质， 使得加热筒所提供的热能够被几乎完美地均匀分布。为了减小热损失，隔离壳体40围绕管 道12的组成物以及附接至其上的隔室22。电加热筒经由电缆32供电，该电缆将电加热筒 32与隔尚壳体40外部的电站连接。
[0030] 在上述描述中，已经为了解释说明的目的而阐述了许多具体细节以提供实施例的 全面理解。然而，对于本领域技术人员来说将显然的是，可以在没有其中一些具体细节的情 况下实现一个或更多个其它实施例。所描述的特别实施例不用于限制本发明，而是用来说 明本发明。本发明的范围将不由上文提供的具体示例确定，而是仅由下面的权利要求确定。 在其它情况中，熟知的结构、装置和操作已经被示出为框图形式或没有细节以便避免影响 对说明书的理解。在认为适当的情况下，附图标记或附图标记的末尾部分已在指示对应或 类似的元件的图中重复，该对应或类似的元件任选地可以具有相似的特性。
[0031] 还应当理解的是，本说明书上下文提及的"一个实施例"、"实施例"、"一个或更多 个实施例"或者"不同实施例"例如意指特定的特征可以被包括在本发明的实践中。类似地， 应当理解的是，在本说明书中，各种特征有时在单个实施例、图或其描述中被集合在一起以 便精简本公开内容并且帮助理解本发明的各个方面。然而，所公开的方法不被解释为反映 以下意图：本发明需要的特征多于每一个权利要求中明确列举的特征。更确切地，如下面的 权利要求表明地，发明点可以少于单个公开实施例的所有特征。因此，本说明书之后的权利 要求书在此从表述上并入本说明书中，每一个权利要求独立地作为本发明的单独实施例。
[0032] 图5示出管路管段10的部分透明的等距视图。管路管段10具有管道12,该管道 由管道壁14形成。管道壁14在其每一个远侧端部处形成凸缘13,该凸缘用来将该管段10 连接到其它管段。该管段10具有加热部分，该加热部分被外壳50覆盖。在外壳50内是隔 室22,该隔室利用如下文更详细地说明的加热筒30加热。
[0033] 图6示出图5中的管段10的纵向剖面。该管路具有例如用于原油的管道12或导 管12。该管道由管道壁14限定。管道12具有加热区段，该加热区段具有优选地阶梯状延 伸的直径。隔室22位于加热区段的周边表面上，所述隔室可以填充有例如包含无机盐的流 体。该隔室形成在隔室壁24与管道壁12之间。隔室22可以是具有圆柱轴线的至少近似 圆柱形的凹陷部，所述圆柱轴线优选地平行于所述管段的轴线。隔室22的远侧端部被关 闭--一个远侧端部由端盖23关闭，而另一个远侧端部由套筒区段28关闭。套筒区段28 具有套筒状远侧开口（参考图7)，电加热筒30插入该套筒状远侧开口中。隔室壁24被隔 离壳体40包围，该隔离壳体又被外壳50包围（参考图8)。
[0034] 图7示出套筒状区段28的细节。电加热筒30可以经由接线端子31连接到电源。
[0035] 图8示出沿着图6中指示的平面C-C的横截面。加热筒30相对于管段10的纵向 轴线11对称地布置。
[0036] 图9示出略微不同的实施例的套筒状区段28的细节。加热筒30插在套筒状区段 28的凹陷部中。不同于图7中的示例，该凹陷部形成隔室的一部分。利用将隔室壁与筒热 连接的至少一种无机盐的涂层，筒30与套筒状区段28并因此隔室28之间的热接触得以增 强。用来涂覆的方法可以被概括如下：在第一步骤中，隔室被抽真空，随后将一定量的液体 无机化合物例如至少一种无机盐的溶液填充入该隔室中。优选地，所述量远小于（〈1/10,或 优选地〈1/50)隔室的容积。由此在隔室中维持低的压力。在下一步骤中，通过对该筒施加 电流而加热导管。由此，溶剂蒸发并且无机盐作为涂层留在筒与隔室的内表面上，从而将隔 室与筒热连接。
[0037] 附图标记列表
[0038] 10管路/管路管段
[0039] 11纵向轴线
[0040] 12 管道
[0041] 13 凸缘
[0042] 14管道壁
[0043] 22 隔室
[0044] 23 端盖
[0045] 24隔室壁
[0046] 26 间隙
[0047] 28套筒区段
[0048] 30加热筒/电加热元件
[0049] 31接线端子
[0050] 32 电缆
[0051] 40隔离壳体
[0052] 50 外壳
【权利要求】
1. 一种管路（10)，所述管路至少包括： -用于运输原油的管道（12)，所述管道具有侧向区域； -至少一个隔室（22)，所述至少一个隔室附接至所述管道（12)的侧向区域，并与所述 管路的轴线平行地沿纵向延伸； -至少一个加热筒（30)，所述至少一个加热筒插入到所述至少一个隔室（22)中。
2. 根据权利要求1所述的管路（10)，其特征在于，所述至少一个隔室（22)包含无机化 合物与可能纯元素种类的组成物。
3. 根据权利要求2所述的管路（10)，其特征在于，所述无机化合物与可能纯元素种类 的组成物附接至所述隔室（22)的壁。
4. 根据一项前述权利要求所述的管路（10)，其特征在于，所述隔室（22)被抽真空。
5. 根据任一项前述权利要求所述的管路（10)，其特征在于，在所述加热筒（30)与所述 管道（12)之间存在间隙26。
6. 根据任一项前述权利要求所述的管路（10)，其特征在于，所述管路（10)包括隔热壳 体（40)。
7. 根据任一项前述权利要求所述的管路（10)，其特征在于，所述管路（10)包括至少两 个隔室（22)，所述至少两个隔室附接至所述管道（12)的侧向区域的相对区域处，其中在所 述至少两个隔室（22)的每一个隔室中插入有至少一个加热筒（30)。
【文档编号】E21B36/00GK104114808SQ201280069814
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2012年6月15日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】渠玉芝, 陈奇 申请人:量子技术(德国)有限公司