一种智能自动加温水套炉的制作方法

1.本实用新型涉及有热发生装置的水加热器技术领域，特别涉及一种智能自动加温水套炉。


背景技术：

2.在单井或管网向原油站库输送原油的过程中，由于管输距离长，原油流动性差，尤其是冬季管路中原油受低温影响摩擦阻力增大，油流不畅造成管线压力升高，甚至堵塞。
3.井口压力升高，盘根刺漏，井下工具负荷加重，降低使用寿命等因素，影响油井生产。
4.目前绝大多数解决办法是，在原油输送管路中加装水套炉进行加温，提高原油的流动性，确保原油输送到站库。
5.水套炉，是在油井井场用来给油井产出的油气进行加热降粘的装置。在水套炉的筒体中，即水套内装设了火筒、烟管、油盘管等部件，他们占据了筒体的一部分空间，其余的空间装的是水，但是水不能装满，在筒体体的三分之一。燃料在火筒中燃烧后，产生的热能以辐射、对流等传热形式将热量传给水套中的水，使水的温度升高，并部分汽化，水及其蒸汽再将热量传递给油盘管中的原油，使油获得热量，温度升高。采用这种间接加热的方法是为了防止原油结焦。
6.现有的水套炉多是以油井套管内产生的伴生气，人工操作或是自动点燃进行加热，不但存在安全隐患、燃烧不好、造成环境污染，而且当油井套管内压力低伴生气产生的少或是不产生时，水套炉火力不够或熄灭发现不及时，水套炉内温度无法保障炉内盘管原油加温，影响原油输送，严重制约着油田生产。
7.最经济的做法是利用原井伴生气和低耗电电加热装置自由切换，实现水套炉智能自动加热，在确保原油输送的同时又节约生产成本费用。
8.目前没有一种加热装置，可以解决这一问题。
9.中国专利cn201921030395公开了一种油田用电加热水套炉装置，但是其存在诸多问题：该装置结构复杂，采购成本高，并且工艺复杂，需停井进行安装，耗电量高等。
10.因此，为了适用生产需要，提高工作效率，降低生产成本，急需研制一种水套炉智能自动加温装置。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的就是针对现有生产难题，针对原有油田用电加热水套炉装置存在的结构复杂、成本高、更换难度大的不足，提供一种智能自动加温水套炉，其结构简洁，操作简单，工作效率高，大大降低了生产成本。
12.本实用新型的技术方案是：
13.一种智能自动加温水套炉，包括水套、火筒、烟管、油盘管；
14.火筒一端与伴生气管线连通，并设置有全自动点火器，火筒和油盘管设置于水套
内，水套内填充有水，烟管连通于火筒末端，烟管上端伸出水套外部，还包括多功能控制器、水加热装置、压力开关、循环泵、循环管、伴生气控制阀；
15.所述循环管一端连接于水套下游，另一端连接于水套上游，所述水加热装置和循环泵设置于循环管，所述伴生气管线上设置有伴生气控制阀和压力开关；
16.所述压力开关与多功能控制器控制信号输入端连接，所述水加热装置、循环泵与多功能控制器控制信号输出端连接。
17.进一步，所述压力开关设有两个预设压力阈值，第一压力阈值等于伴生气额定压力，第二压力阈值为伴生气燃烧的最低压力阈值；
18.若伴生气管道压力大于等于第一压力阈值，则压力开关发送停机信号到多功能控制器，多功能控制器关停水加热装置和循环泵；
19.若伴生气管道压力低于第二压力阈值，则压力开关发送开机信号到多功能控制器，多功能控制器开启水加热装置和循环泵。
20.进一步，所述伴生气管线上还设置有伴生气控制阀；
21.所述伴生气控制阀与多功能控制器控制信号输出端连接；
22.若伴生气管道压力大于等于第二压力阈值，则多功能控制器开启伴生气控制阀；
23.若伴生气管道压力低于第二压力阈值，则多功能控制器关闭伴生气控制阀。
24.进一步，所述循环管上设有温控开关，所述温控开关与所述多功能控制器控制信号输入端电连接；
25.所述多功能控制器根据温控开关发送的温度信号，调节水加热装置的功率。
26.进一步，所述水套通过旁通管装设有液位变送器，所述液位变送器与多功能控制器控制信号输入端电连接；
27.所述水套上方设有补水装置，所述补水装置由水箱、补水管、补水阀组成，水箱通过补水管连通水套，补水阀设置于补水管上；
28.所述补水阀与多功能控制器控制信号输出端电连接，当水套内液位低于所述液位变送器安装位置时，液位变送器发出液位信号到多功能控制器，多功能控制器关闭开启补水阀，当水套内液位大于等于液位变送器安装位置时，多功能控制器关闭补水阀。
29.进一步，所述多功能控制器还连接有显示器，用于显示收到的液位、压力、温度参数。
30.进一步，所述水加热装置为电磁感应式快速加热水装置。
31.本实用新型的有益效果是：本装置结构简洁，便于制作，使用成本低；
32.本装置是利用现有水套炉进行加温，加温效果好；
33.本装置中的水温传感器起到监测水温触发电磁与伴生气切换的作用，降耗效果好；
34.本装置中的电磁发生器（由整流电路和功能模块组成）产生高频电流，实现快速高效加热，降低耗电量。
35.本装置中多功能控制器（由触碰显示器和控制主机组成）实现了可视、触屏操作，提高工作效率；
36.本装置中的水泵将水套炉内的水吸入电磁加热体，通过高频电磁加热后，返回水套炉内，使水套炉内的水温均匀受热。
附图说明
37.图1是本实用新型的结构示意图；
38.图2是本实用新型水加热装置结构示意图；
39.图中：
40.1 水套，2 火筒，3 烟管，4 油盘管，5 伴生气管线，6 全自动点火器，7 多功能控制器，8 循环管，9 循环泵，10 电磁加热体，11 绕组，12 高频感应驱动电路，13 水箱，14 补水阀，15 补水管，16 显示器，17 压力开关，18 伴生气控制阀，19 温控开关，20 旁通管，21 液位变送器，23 进水口，24 密封圈，25 管状绝缘体，26 发热体料棒，27 螺旋水道，28 隔离屏蔽层，29 内绝缘层，30 外绝缘层，31 电磁屏蔽装饰层，32 出水口。
具体实施方式
41.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。
42.此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
43.下面是结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
44.实施例一：
45.一种智能自动加温水套炉，在原水套炉的结构上改造获得，包括水套炉、多功能控制器7、循环装置、水加热装置、补水装置、显示装置；
46.水套炉由水套1、火筒2、烟管3、油盘管4组成，水套1内填充有水，火筒2、烟管3、油盘管4设置于水套1内；火筒2一端与伴生气管线5连通，并设置有全自动点火器6，另一端伸入水套1内；油盘管4两端与输油管线连通，中部以螺旋式或波浪式布置于水套1内；烟管3连通于火筒2末端，烟管3上端伸出水套1外部。
47.多功能控制器7设有多组输入输出端，内部设有对应的多个控制回路，根据输入信号，输出相应的控制信号。
48.循环装置包括循环管8、循环泵9，所述循环管8一端连接于水套1下游，另一端连接于水套1上游，循环泵9装设于循环管8。
49.水加热装置为电磁感应式快速加热水装置，由电磁加热体10、绕组11、高频感应驱动电路12，电磁加热体10装设于循环管8，绕组11绕设于电磁加热体10，绕组11两端与高频感应驱动电路12电连接；所述高频感应驱动电路12为功率可调的高频感应驱动电路12。
50.补水装置由水箱13、补水阀14、补水管15组成，水箱13通过补水管15连通于水套1上方，补水阀14装设于补水管15。
51.显示装置是与多功能控制器7连接的显示器16，用于显示温度、压力、液位参数。
52.伴生气管线5上设有压力开关17、伴生气控制阀18，循环管8上设有温控开关19，水套1通过旁通管20装设有液位变送器21。
53.所述压力开关17、温控开关19、液位变送器21与多功能控制器7的输入端电连接；所述循环泵9、高频感应驱动电路12、补水阀14、伴生气控制阀18、显示器16与多功能控制器7的输出端电连接。
54.所述压力开关17设有两个预设压力阈值，第一压力阈值等于伴生气额定压力，第二压力阈值为伴生气燃烧的最低压力阈值；若伴生气管道压力大于等于第一压力阈值，则压力开关17发送停机信号到多功能控制器7，多功能控制器7关停水加热装置和循环泵9；若伴生气管道压力低于第二压力阈值，则压力开关17发送开机信号到多功能控制器7，多功能控制器7开启水加热装置和循环泵9。
55.若伴生气管道压力大于等于第二压力阈值，则多功能控制器7开启伴生气控制阀18；
56.若伴生气管道压力低于第二压力阈值，则多功能控制器7关闭伴生气控制阀18。
57.所述多功能控制器7根据温控开关19发送的温度信号，调节水加热装置的功率。
58.当水套1内液位低于所述液位变送器21安装位置时，液位变送器21发出液位信号到多功能控制器7，多功能控制器7关闭开启补水阀14，当水套1内液位大于等于液位变送器21安装位置时，多功能控制器7关闭补水阀14。
59.本实用新型的工作原理是：
60.通过压力开关监测伴生气压力，当伴生气压力低于额定压力或低于伴生气可燃烧压力时，启动循环泵和水加热装置，同时通过温控开关控制水加热装置的加热功率，保持水温恒定，防止水温过高，造成能源浪费；同时，通过液位变送器监测水套内的液位，水套内液位过低时，及时补水，防止水加热装置出现干烧；当伴生气压力大于等于额定压力时，可通过多功能控制器关停水加热装置和循环装置。
61.实施例二：
62.本实用新型采用的水加热装置如图2所示，一种电磁感应式快速加热水装置：
63.在加热水装置中心设置发热体料棒26，发热体料棒26采用了马氏不锈钢材料制作，将马氏不锈钢的棒材用旋铣车床制作出一条类似丝杠一样深约2毫米左右的螺旋水道27，水道要略宽一些，以利水通过。
64.发热体料棒26装入一个由高温尼龙材料或其它高温工程塑料模压成型制成的管状绝缘体25内，管状绝缘体25的内径要与刻有螺旋水道27的发热体料棒26外径较紧密地配合，以利水在绝缘体与发热体组成的螺旋水道27中旋转流动，充分吸收发热体产生的热量。
65.管状绝缘体25外面用高频电磁线（多股较细的漆包铜线绞合而成）缠绕多圈制成绕组，绕组在工作时会产生一定的热量，虽然绕组产生的热量对整体效率影响较小，但会使绕组温度升高，时间长会损坏线圈，所以管状绝缘体25也不益太厚，一般在2毫米左右，这样感应线圈产生的热量绝大部分会被管状绝缘体25内流动的水通过传导方式被水吸收，可以使绕组长时间工作不会进入高温。
66.在本设计方案中考虑到绕组虽然因管状绝缘体25的存在不会于水和发热体料棒26产生直接电接触，但绕组与水和发热体料棒26之间有寄生电容存在，因绕组与水和发热体料棒26相对的面积较大，所以此寄生电容的值也较大，且为使电磁感应加热器体积小所以绕组要施加高频交变电流，此高频交变电流会通过绕组与水和发热体料棒26之间的寄生电容对水形成较高的泄露电流，影响了电磁感应加热器的安全特性，为此本实用新型设计方案在绕组与管状绝缘体25之间缠绕一层铜箔做为隔离屏蔽层28以消除绕组与水和发热体料棒26之间寄生电容的泄露电流，此隔离屏蔽层28只要接在一不变的电位上即可，本方案实例接在地线上。
67.在绕组内、外都设置有高抗电的内绝缘层29和外绝缘层30，在最外层缠绕一层由马氏不锈钢薄板制成的电磁屏蔽装饰层31，在电磁屏蔽装饰层31上安装有符合国标要求的热断路保护器。
68.加热器两端设置接头“o”型密封圈24，进水口23、出水口32采用变径转换接头，与螺旋水道27构成通路。
69.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权力要求及其等同限定。