专利名称：风热原油恒温装置的制作方法
技术领域：
本发明属于油田工作设备技术领域，涉及一种用于严寒地区原油储油罐或输油管线的风热原油恒温装置。
背景技术：
在严寒地区油田开采石油时，采好的石油需要装放在储油罐内等待运输。由于罐内石油遇低温后热量散失很快，会使原来流动性较好的原油变得很稠，甚至凝结，以致运油车很难把储油罐内油抽出来，此时就需要油田专用的加热车(俗称锅炉车)到现场加热罐中的原油后才能将其运输走。即使大型油田采用的通过管道直接连在井口后再集中用管道直接输油的方式，如遇到较长的输油管线，也需配加热站才能正常输油，尤其对一些超低渗油藏矿区，油井分散面大，单井产油量低，原油进储油罐后等待运输的时间长，石油在罐中凝结变稠这个问题就更为突出。以往世界上用于严寒地域石油采矿区中解决储油罐内原油凝结变稠的方案主要有四种:1、加热车2、电加热3、利用地热4、化学药品防凝固(目前国内超低渗油藏矿区广泛使用的是加热车，该设备在油田采油过程中具有较好的作用)，但以上几个方案在实际应用中都存在着使用成本高或维修难等问题。近年来，国内有厂家曾推出了一种利用油井伴生气做燃料并通过燃气锅炉设备加热安装在储油罐内的加热管道，进而解决原油遇低温凝结变稠的问题的技术。这种利用伴生气加热的新技术可很大程度地降低运转成本，具有明显的效果。但迄今为止，该技术设备却并没有按生产厂家期望的那样，在严寒地区油田得到大面积推广。是什么原因限制了其发展呢？对此本发明申请人在北方某个低渗油藏矿区进行了较长时间的调查，了解到影响该设备推广的主要原因有以下三点。一、安装难每次该设备在现场安装，必须动用20吨以上的吊车将安装在支撑墙上的几个大原油储存罐吊到地面，然后通过人工先清理罐内残留的原油，再用高压蒸汽彻底清理储油罐内部，这样才能在储油罐内焊接安装加热的盘管。正常安装好一套设备少说也得15天左右，如果和采油队协调不好或其受他条件所限制，最长的安装时间曾有三个月才完工的案例。在设备安装期，必须要求油井完全停产，这样就严重的影响了采油队原油产量任务的完成和采油工人的效益工资，致使新技术的推广和采油区的现实产生了严重的对立，为此，采油工人不积极配合也在情理之中，这也是安装难的一个因素之一。二、维修难该设备的其他配件维修也算正常，但如果储油罐内盘管出现问题需要维修时，第一条所述安装难所存在的问题又会重新出现。这同时也是采用电热管或地热管加热储油罐技术难以得到推广的原因之一。三、保管难该设备正常使用的时间仅仅是北方寒冬季节，其他季节是闲置的，但在其设计方案中却并没有系统考虑到防盗问题。由于该设备中大部分零件都是标准件(小型阀门、三通、管箍、压力表等等)，而在超低渗油藏矿区中的单个油井坐落非常分散，有的很偏僻，有的又在村落附近，因此这些标准件很容易被一些行为不良的人拆卸盗卖。一个小小的标准件虽不值几个钱，但这些小配件被盗后(如压力表被拆卸走)往往造成盘管内的300 400公斤特种耐热油流失一空，其流失油的价值在6000 10000元左右。这些经济损失在责任谁负问题上又会造成生产厂和采油矿区之间的矛盾和纠葛，因而也形成了该技术难推广的原因之一。
发明内容
本发明的目的在于对现有技术存在的问题加以解决，提供一种结构简单合理、成本低、操作方便、易于安装维护、加热效果好的风热原油恒温装置。为实现上述发明目的而采用的技术解决方案是这样的:所提供的风热原油恒温装置具有一个下部设有燃烧器的锅炉，锅炉燃烧器进口外接由电磁阀控制的燃气管，在锅炉炉膛和锅炉壳壁之间焊有多圈螺旋钢圈，在锅炉的壳壁上部通过与一个热风机连接的热气管道通至原油储油罐或原油管道的恒温加热装置中。本发明的技术解决方案还包括:在锅炉的壳壁上部开有热气出口，热气出口通过热气出管连通至一个热风机的输入端，热风机的输出端与热气管道的一端连接，热气管道的另一端通至原油储油罐或原油管道的恒温加热装置中；在锅炉的壳壁中部开有一个空气进口，空气进口通过进气管连通至一个空气滤清器的输入端，进气管同时通过一根带热风自动调节机构的短路风管和热气出管连通。本发明的技术解决方案还包括:在锅炉上部或中部设有带热气出口的稳压沉积箱，稳压沉积箱的热气出口通过一根带热风自动调节机构的热气管道通至原油储油罐或原油管道的恒温加热装置中；在锅炉的壳壁中部开有一个进风口，进风口通过一根送风管连通至一个热风机的输出端，热风机的输入端通过一根进气管连通至一个空气滤清器的输入端，送风管同时通过一根短路风管和热气管道连通。本发明的技术解决方案还包括:在锅炉燃气管和锅炉炉膛之间设有二次热通风装置。本发明的技术解决方案还包括:锅炉和热风机均设置在一个铁皮柜内，锅炉的上集热通道、燃烧器的燃气管以及锅炉热气管道均外伸出至铁皮柜外，在铁皮柜上设有系统控制仪表盘。本发明的技术解决方案还包括:原油储油罐恒温加热装置由设置在原油储油罐底部的周边带支撑墙的中间空腔构成，在支撑墙上开有排气孔，热气管道由外部穿墙伸入至中间空腔内。本发明的技术解决方案还包括:原油管道恒温加热装置由套设在原油管道外的加热管道构成，热气管道与加热管道的一端连通，在加热管道上开有排风口，在原油管道和加热管道之间设有多圈管道螺丝圈。本发明的技术解决方案还包括:所述的锅炉为燃气锅炉、燃油锅炉或固体燃料锅炉。本发明所述的风热原油恒温装置是利用油田开采中油井所产生的伴生气或其它可燃性气体加热的一种特种燃气锅炉装置。这种燃气锅炉装置通过加热风机输入或吸入的空气并利用自控装置控制热风在恒定温度范围内，进而将变成炽热的热风输送到原油储油罐或输油管道处，加热寒冷冬季的原油储油罐内或输油管中的石油，使得原油在寒冷的季节便于运输。本发明所述的风热原油恒温装置能在油井现场无明火的施工，在油井不停产的情况下迅速安装好，如不计算水泥底座硬化时间，一般在一个工作日内就可全面完工；其次，该装置整套设备中少有传统使用的标准件，即使个别设备零件被盗，也仅仅是小备件的成本价，不会造成像漏特种油那样的巨大经济损失，而这些小备件本身对偷窃者来说又属于取之无用、弃之无门的物件，兼之该装置还可设有其它的多重防盗设计，因而能有效解决保管难的问题。与现有技术相比，本发明的结构简单合理、成本低、操作方便、易于安装维护、加热效果好，具有极好的应用推广价值。
图1是本发明一个具体实施例的结构示意图。图2是利用热风加热原油储油罐的示意图。图3是利用热风加热输油管道的示意图。图4是是本发明另一个具体实施例的结构示意图。附图中各标号的名称分别是:1_锅炉，2-仪表盘，3-电磁阀，4-燃气管，5-燃烧器，6-炉膛，7- 二次热通风装置，8-集热通道，9-螺旋钢圈，10-进气管，11-热气出管，12-热风机，13-空气滤清器，14-热气管道，15-原油储油罐，16-支撑墙，17-中间空腔，18-储油罐底部，19-排气孔，20-加热管道，21-管道螺丝圈，22-原油管道，23-排风口，24-短路风管，25-热风自动调节机构，26-铁皮柜，27-防爆网，28-送风管，29-稳压沉积箱，30-烟囱。
具体实施例方式以下将结合附图对本发明内容做进一步说明，但本发明的实际应用形式并不仅限于图示的实施例。参见附图，本发明所述的风热原油恒温装置具有一个下部设有燃烧器5的依靠燃烧油井伴生气的锅炉I (包括燃气锅炉、燃油锅炉或固体燃料锅炉)，锅炉燃烧器5进口外接由电磁阀3控制的燃气管4，在锅炉炉膛6和锅炉壳壁之间焊有由多圈螺旋钢圈9组成的热风通道(该热风通道也可用上下直通的和其他形状的散热片组成)，在锅炉I的壳壁上部通过与热风机12连接的热气管道14通至原油储油罐15或原油管道22的恒温加热装置中，由于热风管14连接到储油罐15或加热管道20需要较长距离，因此不仅在设计处除加保温层外，同时要设计成双层管，以便更好保温。较长的热风管14接头可采用快速装卸的设计结构。当热风机12吸出或压入新鲜空气时，就会吸收炉火的热量，变成炽热的风去加热寒冷冬季的原油储油罐15或较冷的原油管道22。具体结构设置上，锅炉I和热风机12均被设置在一个铁皮柜26内，便于运输、安装及保管；锅炉I的上集热通道8、燃烧器的燃气管4以及锅炉热气管道14均外伸出至铁皮柜26外，在铁皮柜26上设有系统控制仪表盘2。本发明装置中所有紧固件都要设计沉降的螺钉或螺栓联结，必要时需专用工具才可拆卸。该风热原油恒温装置在油井现场安装时，也可考虑安装在彩钢结构或其它组合结构的简易房内，以便更好地保护该设备。图1所示为一种具有吸入式热风布局的风热原油恒温装置的实施例结构。该实施例结构中，在锅炉I的壳壁上部开有热气出口，热气出口通过热气出管11连通至一个热风机12的输入端，热风机12的输出端与热气管道14的一端连接，热气管道14的另一端通至原油储油罐15或原油管道22的恒温加热装置中。在锅炉I的壳壁中部开有一个空气进口，空气进口通过进气管10连通至一个空气滤清器13的输入端，进气管10同时通过一根带热风自动调节机构25的短路风管24和热气出管11连通。在锅炉燃气管4和锅炉炉膛6之间设有二次热通风装置7。实际应用中，当通过人工在控制仪表盘2按起动开关后，电磁阀3开启，伴生的天然气通过燃气管4进入燃气锅炉内的燃烧器5，燃烧器5在仪表盘2中的电子装置控制下自动打火点燃伴生气，以上均为自动控制程序；之后火焰在炉膛6下方的二次热通风装置7的助燃下，进入炉膛6和集热通道8继而通过烟 30排出废气；炉膛6外壁和集热通道8外壁都焊接有螺旋钢圈9，螺旋钢圈9是连续通道，和进气管10及热风进气管11均相通；当热风机12启动后，新鲜的空气通过空气滤清器13进入进气管10并沿螺旋钢圈9旋转上升，带走炉膛6和集热通道8散发出的大部分热量，形成炽热的空气通过热风机12进入热气管道14。图2是利用热风加热原油储油罐的示意图。如图2所示，炽热的热空气进入油井储油罐15的支撑墙6的中间空腔17中，受控的热空气以恒温状态一直加热储油罐底部18，使储油罐内原油能保持一定的温度，不会冷凝。完成热循环的热空气，最后再通过打通支撑墙16的排气孔19排到大气中。鉴于我国北方一些大型油田通常都是采用原油管道22输油而不用储油罐的现状，对于大型油田如需加温原油，可在有伴生气的油井边安装本发明的装置，此时仅需在部分管道上改装或安装如图3所示的加热管道20，当热风通过热气管道14进加热管道20时通管道螺旋圈21旋转前进，同时把热风里的热量传递到石油管道22中的原油中。废气通过排风口 23排出。在本发明结构中，所有的热风管道、锅炉体外壁都可设计为夹层以利保温。该装置的进气管10和热风进气管11间有一条不通过螺旋钢圈8的短路风管24，该风管通道和热风进气管11的接口处附近有一个控制、调节热风温度的热风自动调节机构25。此热风自动调节机构可以使进入热风机的热空气达到设计值，也保证了加热储油罐的热风不会过热而引起事故。该热风自动调节机构可用机电一体化设计或记忆合金机械控制，其原理是控制短路风管24内冷空气进入热风管道风量的比例而掌控温度，使之到达安全使用的温度范围。热风自动调节机构也可用直接控制可燃气体量的大小以自动调节热风温度。该发明的燃气炉还有为防引爆炉体以外的可燃气，特在燃烧器5的下方安装防爆网27。本发明所述的风热原油恒温装置也可采用另一种设计形式，即如图4所示的具有压出式热风布局的风热原油恒温装置。该实施例结构中，在锅炉I上部或中部设有带热气出口的稳压沉积箱29，稳压沉积箱29的热气出口通过一根带热风自动调节机构25的热气管道14通至原油储油罐15或原油管道22的恒温加热装置中。在锅炉I的壳壁中部开有一个进风口，进风口通过一根送风管28连通至一个热风机12的输出端，热风机12的输入端通过一根进气管10连通至一个空气滤清器13的输入端，送风管28同时通过一根短路风管24和热气管道14连通。实际工作中，当燃气锅炉I点燃后，热风机12启动运转，将新鲜空气从空气滤清器13吸入，再通过送风管28送入燃气锅炉I里的螺旋钢圈9通道，在吸收了锅炉I的热量后进入锅炉中部的稳压沉积箱29中，在箱内完成均匀热空气温度、沉积氧化铁等杂质作用后，进入热气管道14。热气在进入热气管道14前要经过热风自动调节机构25，该机构在热风管14处连接短路风管24 ;热风自动调节机构25用机电一体化或者记忆合金机械的控制系统，通过控制进入热气管14的冷气量进而控制输出热风的温度，使之到达安全使用的温度值。该风热原油恒温装置在实际使用中可视储油罐或输油管道安装的具体位置设置在露天、半地下或是全地下，热风加热的通道设计可以不完全是底部加热，也可考虑在两侧或三面进行加热。本发明所述风热原油恒温装置的结构经适当改造，可纳入油田设备自动化管理系统。
权利要求
1.一种风热原油恒温装置，其特征在于具有一个下部设有燃烧器(5)的锅炉(1)，锅炉燃烧器(5)进口外接由电磁阀(3)控制的燃气管(4)，在锅炉炉膛(6)和锅炉壳壁之间焊有多圈螺旋钢圈(9)，在锅炉(I)的壳壁上部通过与一个热风机(12)连接的热气管道(14)通至原油储油罐(15)或原油管道(22)的恒温加热装置中。
2.根据权利要求1所述的风热原油恒温装置，其特征是在锅炉(I)的壳壁上部开有热气出口，热气出口通过热气出管(11)连通至一个热风机(12)的输入端，热风机(12)的输出端与热气管道(14)的一端连接，热气管道(14)的另一端通至原油储油罐(15)或原油管道(22)的恒温加热装置中。
3.根据权利要求2所述的风热原油恒温装置，其特征是在锅炉(I)的壳壁中部开有一个空气进口，空气进口通过进气管(10)连通至一个空气滤清器(13)的输入端，进气管(10)同时通过一根带热风自动调节机构(25)的短路风管(24)和热气出管(11)连通。
4.根据权利要求1所述的风热原油恒温装置，其特征是在锅炉(I)上部或中部设有带热气出口的稳压沉积箱(29)，稳压沉积箱(29)的热气出口通过一根带热风自动调节机构(25)的热气管道(14)通至原油储油罐(15)或原油管道(22)的恒温加热装置中。
5.根据权利要求4所述的风热原油恒温装置，其特征是在锅炉(I)的壳壁中部开有一个进风口，进风口通过一根送风管(28)连通至一个热风机(12)的输出端，热风机(12)的输入端通过一根进气管(10)连通至一个空气滤清器(13)的输入端，送风管(28)同时通过一根短路风管(24)和热气管道(14)连通。
6.根据权利要求1所述的风热原油恒温装置，其特征是在锅炉燃气管(4)和锅炉炉膛(6)之间设有二次热通风装置(7)。
7.根据权利要求1所述的风热原油恒温装置，其特征在于锅炉(I)和热风机(12)均设置在一个铁皮柜(26)内，锅炉(I)的上集热通道(8)、燃烧器的燃气管(4)以及锅炉热气管道(14)均外伸出至铁皮柜(26)外，在铁皮柜(26)上设有系统控制仪表盘(2)。
8.根据权利要求1所述的风热原油恒温装置，其特征在于原油储油罐恒温加热装置由设置在原油储油罐底部(18)的周边带支撑墙(16)的中间空腔(17)构成，在支撑墙(16)上开有排气孔(19)，热气管道(14)由外部穿墙伸入至中间空腔(17)内。
9.根据权利要求1所述的风热原油恒温装置，其特征在于原油管道恒温加热装置由套设在原油管道(22)外的加热管道(20)构成，热气管道(14)与加热管道(20)的一端连通，在加热管道(20)上开有排风口(23)，在原油管道(22)和加热管道(20)之间设有多圈管道螺丝圈(21)。
10.根据权利要求1所述的风热原油恒温装置，其特征在于所说的锅炉(I)为燃气锅炉、燃油锅炉或固体燃料锅炉。
全文摘要
本发明涉及一种用于严寒地区原油储油罐或输油管线的风热原油恒温装置，具有一个下部设有燃烧器的锅炉，锅炉燃烧器进口外接由电磁阀控制的燃气管，在锅炉炉膛和锅炉壳壁之间焊有多圈螺旋钢圈，在锅炉的壳壁上部通过与一个热风机连接的热气管道通至原油储油罐或原油管道的恒温加热装置中。实际工作中，该装置通过加热风机输入或吸入的空气并利用自控装置控制热风在恒定温度范围内，进而将变成炽热的热风输送到原油储油罐或输油管道处，加热寒冷冬季的原油储油罐内或输油管中的石油，使得原油在寒冷的季节便于运输，具有结构简单合理、成本低、操作方便、易于安装维护、加热效果好等优点。
文档编号F24H9/18GK103162413SQ20111042559
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者李建利, 孙姜燕 申请人:李建利, 孙姜燕