一种智能无消耗原油助推装置及方法
【专利摘要】一种智能无消耗原油助推装置及方法，本发明涉及石油加热运输技术领域，装置是将加热管(8)均布于密封管(4)内，缠绕的发热电阻丝(7)与发电系统相连，密封管(4)外侧可伸缩支架(3)与控制系统相连，可伸缩支架(3)顶端装有橡胶块(5)。在工作中，叶轮(10)受到原油冲击旋转，发电机(9)发电，发热电阻丝(7)产生热量，温度传感器采集原油的温度数据传输至单片机，当装置运行到低温区时，单片机控制电机带动可伸缩支架(3)伸展，位于可伸缩支架(3)顶端的橡胶块(5)与管道内壁面紧密接触，加热时间增长，由此实现针对性加热。本发明同时公开一种智能无消耗原油助推方法，具有能耗低、无污染、及时高效、智能化的特点。
【专利说明】
一种智能无消耗原油助推装置及方法
技术领域
[0001]本发明涉及石油加热运输技术领域，尤其涉及一种智能无消耗原油助推装置及方法。
【背景技术】
[0002]目前，世界各国尤其是盛产含蜡黏性原油的大国，都在大力进行长距离管道常温输送工艺的研究。国内重要干线以加热输送为主，每年我国仅用于加热输送而烧掉的原油就达70万吨左右，这是一个相当可观的数目。传统的石油加热管路多采用锅炉加热，成本高，对环境危害大，存在较大的安全隐患，而且这种加热方法在较长距离的加热管线中并不能做到全程均匀加热，有加热盲区。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术中存在的技术缺陷，本发明提供一种智能无消耗原油助推装置及方法，降低输送成本，有效解决传统的石油加热输送方法的加热盲区问题。
[0004]本发明的方面和优点将部分地在以下描述中进行阐述，或者可以从该描述变得明显，或者可以通过本发明的实施而获悉。
[0005]为了实现上述发明目的，本发明公开一种智能无消耗原油助推装置，其特征在于:包括密封管、可伸缩支架、箍圈、加热管、发热电阻丝、密封支撑皮碗、橡胶块、发电系统及控制系统，多组加热管嵌入密封管内，其外侧缠绕发热电阻丝与发电系统相连，密封管外侧放置有可伸缩支架与控制系统相连，可伸缩支架顶端装有橡胶块，整个装置由密封管及其前后密封支撑皮碗完全密封。
[0006]所述的加热管均布于密封管内，加热管内沿轴向均布排列有两组叶轮，叶轮直接连至发电机；
[0007]所述发电系统包括多组发电机和电能储存装置；
[0008]所述控制系统包括单片机及多组温度传感器；
[0009]所述控制系统的单片机部分置于密封管内部，控制系统的温度传感器分多组环绕布置在密封管表面，每组之间错开一定角度。
[0010]本发明同时公开一种智能无消耗原油助推的方法，包括:
[0011]a)当智能无消耗原油助推装置处于工作过程中时，加热管内的叶轮受到原油冲击旋转，带动发电机发电，其发电电流由叶轮旋转速度决定；
[0012]b)发电系统将发电机所发电流一部分通过导线传输至发热电阻丝，使得发热电阻丝产生大量热量加热原油，或在其不需要大量电能加热时将多余电能储存至电能储存装置中以备在需要时使用，另一部分为控制系统和其他用电设备供电，维持其正常工作；
[0013]c)布于密封管外侧的温度传感器实时采集原油的温度数据并传输至单片机，单片机对所获取的数据进行修正得到原油的温度T;
[0014]d)当装置运行到低温区时，检测到的T值小于温度设定值，单片机控制步进电机带动可伸缩支架伸展，位于可伸缩支架顶端的橡胶块与管道内壁面紧密接触，摩擦增大，装置运行速度减缓，一方面由于助推装置与原油相对速度差的加大，叶轮旋转速度加快，且此时发热电阻丝转为由发电系统中的发电机和电能储存装置同时供电，使得电流显著增大，另一方面也使得加热时间加长，有效达到降黏效果;在高温区时，检测到的T值大于等于温度设定值，可伸缩支架维持收缩状态，装置行进依旧保持快速状态，发电机将所发的电流部分送至电能储存装置储存。循环执行C，进行加热工作。
[0015]与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果:采用原油冲击多组叶轮转动发电，能耗低，节约成本，对环境无污染;可精确定位低温区，单片机控制可伸缩支架伸展，橡胶块增大摩阻进行针对性升温，方便灵活，及时高效，可消除加热盲区。
【附图说明】
[0016]图1是本发明装置外部结构示意图；
[0017]图2是图1的半剖内部结构示意图；
[0018]图3是图2的细节示意图。
[0019]其中图标记所对应的零部件名称如下:
[0020]1-密封支撑皮碗、2-原油入口(加热管管口)、3-可伸缩支架、4-密封管、5-橡胶块、6-箍圈、7-发热电阻丝、8-加热管、9-发电机、I O-叶轮。
【具体实施方式】
[0021]在本实施例中，智能无消耗原油助推装置如图1，包括密封管(4)、可伸缩支架(3)、加热管(8)、发热电阻丝(7)、密封支撑皮碗(1)、橡胶块(5)、发电系统及控制系统；如图2所示，多组加热管(8)嵌入密封管(4)内，所述加热管(8)内沿轴向均布排列有两组叶轮(1)，叶轮(10)直接连至发电机(9)，驱动其发电，加热管(8)外侧缠绕有发热电阻丝(7)，该发热电阻丝(7)由发电系统进行供电，所述发电系统包括多组前述发电机(9)和电能储存装置。在密封管(4)外侧放置有可伸缩支架(3)，其顶端装有橡胶块(5)，该可伸缩支架(3)由步进电机旋转带动其伸展和收缩。所述步进电机由控制系统进行控制，所述控制系统包括单片机及多组温度传感器，其单片机部分置于密封管(4)内部，温度传感器部分分多组环绕布置在密封管(4)表面，每组之间错开一定角度。整个装置由密封管(4)及其前后密封支撑皮碗
(I)完全密封。上述本实施例中的电能储存装置可选用市场上常见的锂电池。
[0022]用上述实施例的智能无消耗原油助推装置加热原油的方法，包括以下措施:
[0023]a)当智能无消耗原油助推装置处于工作过程中时，如图3所示，加热管(8)内的叶轮(10)，受到原油冲击旋转，带动发电机(9)发电，其发电电流由叶轮(10)旋转速度决定，由此可实现工作低消耗；
[0024]b)发电系统将发电机(9)所发电流一部分通过导线传输至发热电阻丝(7)，使得发热电阻丝(7)产生大量热量加热原油，或在其不需要大量电能加热时将多余电能储存至电能储存装置中以备在需要时使用，另一部分为控制系统和其他用电设备供电，维持其正常工作；
[0025]c)布于密封管(4)外侧的温度传感器实时采集原油的温度数据并传输至单片机，单片机对所获取的数据进行修正得到原油的温度T;
[0026]d)当装置运行到低温区时，检测到的T值小于温度设定值，单片机控制步进电机带动可伸缩支架(3)伸展，位于可伸缩支架(3)顶端的橡胶块(5)与管道内壁面紧密接触，摩擦增大，装置运行速度减缓，一方面由于助推装置与原油相对速度差的加大，叶轮(10)旋转速度加快，且此时发热电阻丝(7)转为由发电系统中的发电机(9)和电能储存装置同时供电，使得电流显著增大，另一方面也使得加热时间加长，有效达到降黏效果;在高温区时，检测到的T值大于等于温度设定值，可伸缩支架(3)维持收缩状态，装置行进依旧保持快速状态，发电机(9)将所发的电流部分送至电能储存装置储存。其中可伸缩支架(3)采用连杆结构，箍圈(6)上均布六个支架，使之高效且稳定，由此实现智能化助推，循环执行C，进行加热工作。
[0027]本发明具有如下有益效果:采用原油冲击多组叶轮转动来提供电能，这种方式耗能低、对环境无污染;而且装置可精确定位低温区，单片机控制可伸缩支架伸展，橡胶块增大摩阻进行针对性升温，方便灵活，及时高效，可消除加热盲区。
【主权项】
1.一种智能无消耗原油助推装置，其特征在于:包括密封管(4)、可伸缩支架(3)、箍圈(6)、加热管(8)、发热电阻丝(7)、密封支撑皮碗(1)、橡胶块(5)、发电系统及控制系统，多组加热管(8)均布于密封管(4)内，其外侧缠绕发热电阻丝(7)与发电系统相连，密封管(4)夕卜侧放置有可伸缩支架(3)与控制系统相连，可伸缩支架(3)顶端装有橡胶块(5)，整个装置由密封管(4)及其前后密封支撑皮碗(I)完全密封。2.根据权利要求1所述的一种智能无消耗原油助推装置，其特征在于:所述加热管(8)均布于密封管(4)内，所述加热管(8)内沿轴向排列有两组叶轮(10)，叶轮(10)直接连至发电机(9)。3.根据权利要求1所述的一种智能无消耗原油助推装置，其特征在于:所述控制系统包括单片机及多组温度传感器。4.根据权利要求1所述的一种智能无消耗原油助推装置，其特征在于:所述发电系统包括多组发电机(9)和电能储存装置。5.根据权利要求3所述的一种智能无消耗原油助推装置，其特征在于:所述控制系统的单片机部分置于密封管(4)内部，所述控制系统的温度传感器分多组环绕布置在密封管(4)表面，每组之间错开一定角度。6.本发明同时公开一种智能无消耗原油助推的方法，包括下述步骤: a)当智能无消耗原油助推装置处于工作过程中时，加热管(8)内的叶轮(10)受到原油冲击旋转，带动发电机(9)发电，其发电电流由叶轮(1)旋转速度决定； b)发电系统将发电机(10)所发电流一部分通过导线传输至发热电阻丝(7)，使得发热电阻丝(7)产生大量热量加热原油，或在其不需要大量电能加热时将多余电能储存至电能储存装置中以备在需要时使用，另一部分为控制系统和其他用电设备供电，维持其正常工作； c)布于密封管(4)外侧的温度传感器实时采集原油的温度数据并传输至单片机，单片机对所获取的数据进行修正得到原油的温度T; d)当装置运行到低温区时，检测到的T值小于温度设定值，单片机控制步进电机带动可伸缩支架(3)伸展，位于可伸缩支架(3)顶端的橡胶块(5)与管道内壁面紧密接触，摩擦增大，装置运行速度减缓，一方面由于助推装置与原油相对速度差的加大，叶轮(10)旋转速度加快，且此时发热电阻丝(7)转为由发电系统中的发电机(9)和电能储存装置同时供电，使得电流显著增大，另一方面也使得加热时间加长，有效达到降黏效果;在高温区时，检测到的T值大于等于温度设定值，可伸缩支架(3)维持收缩状态，装置行进依旧保持快速状态，发电机(9)将所发的电流部分送至电能储存装置储存。循环执行步骤C，进行加热工作。
【文档编号】F17D3/01GK106015940SQ201610547265
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】余真珠, 王嘉伟, 王作华, 王兆蕊, 陈鸣, 陈一鸣, 陈志凯
【申请人】青岛科技大学