专利名称：一种井口石油管道加热系统(间隔加热技术)的制作方法
技术领域：
输油管道加热及其自动控制技术
背景技术：
井口石油管道的加热，是北方寒冷石油产区必不可少的工艺技术措施，它是冬季 石油生产的基本装备。以往的加热，实际上是热水伴热。每个井口建有热水管道，加热站的热水，通过热 水管道注入到刚从地下提升上来的石油中，提高产油温度，保持良好的流动性，使其顺利流 入原油中转站。热水伴热有如下问题1、需要建设耗能巨大的加热站，及纵横交错的热水管道网，加大油田建设的投资 费用，拖延油田建设项目的竣工日期。2、热水掺入原油中，相当于加大原油的含水量，给后续原油处理工序增加了工作 量，会带来更多二次能源的消耗。3、热水站水的需求和消耗也必须重视，要建设充足的水源，要设计好从原油中分 离水的二次利用，这些都需要资金的支持，会增加原油生产的成本。
发明内容
①框图(见
图1)整个系统由7部分组成，它们分别是1、传感器单元，它包括五个(A. B. C. D. E)不同功能的传感器A抽油杆上限位置传感器，由霍耳开关构成，B抽油杆下限位置传感器，由霍耳开关构成，C石油入口管道温度传感器，为数字式温度传感器(18B20)，D石油出口管道温度传感器，为数字式温度传感器(18B20)，E石油管道加热电缆温度传感器，为数字式温度传感器(18B20)。2、石油管道加热电缆，由五毫米宽的碳纤维电缆构成，三相电源A相供电。3、石油管道加热电缆，由五毫米宽的碳纤维电缆构成，三相电源B相供电。4、石油管道加热电缆，由五毫米宽的碳纤维电缆构成，三相电源C相供电。5、加热控制器，根据抽油杆的运动方向，决定是否允许加热，抽油杆向上，停止加 热，抽油杆向下，允许加热。石油出口管道温度传感器送出的温度数据τ ，与目标温度T目 进行比较，决定用多大功率加热，T_T目差距大，满功率加热，差距小，可半功率加热，甚至 停止加热。石油管道加热电缆温度传感器，是因保护加热电缆而设置的。6、低压直流电源。7、三相交流电源总开关。
②发明效果1、降低油田建设的投资费用。2、减少生产和管理费用，降低原油生产成本。3、改善井口用电均衡性，提高电网功率因数。四、实施方式在详细讨论实施方案之前，先计算加热功率，以单井日产原油20吨为计算基础， 原油比热按2. 43焦耳/克.度计算，设20吨原油提高10°C所需要的电能为Q焦耳，则Q = 20 X 10 X 2. 43 X 1000000 焦耳所需加热功率为W，则W = Q/(24 X 3600) = 5630焦耳/秒(瓦)。我们取6千瓦加热功率。单井日产20吨原油，并不算高，显然，产量更高的油井需要更大的加热功率，总 之，加热功率并不是个小数，又不可能另行提供配电电路，利用原来配电电路，是必然和唯 一的选择，这就是半周期加热的原因。既保证了抽油机的正常用电，又满足了原油加热的功
率需求。实施总图如图2所示图2是井口石油管道间隔加热系统的详细电原理图系统中，每相加热功率为4KW，半周期加热，实现6KW的加热能力。温度传感器均为 数字式温度传感器(18B20)，位置传感器由霍耳开关(UGN3411)构成，其输出为数字脉冲信号。在抽油杆上，固定一小块永磁铁，永磁铁的上下限位置处分别固定上霍耳开关 (UGN3411)，调整好相互位置，保证霍耳开关送出反应抽油杆上设定点上下限位置的脉冲信 号，该信号决定了开始加热和停止加热的时间点，实现抽油杆向下，加热；抽油杆向上，停止 加热。石油管道加热电缆温度传感器，随时送出加热电缆温度，该温度于其允许温度进 行比较，相等，停止加热。石油出口管道温度的数值，通常都小于目标温度T目，只有抽油机 停止运行时，才有可能达到T目，此时，停止加热，系统获得保护。石油管道加热电缆，由五毫米宽的碳纤维电缆构成，电缆外层材料是特氟隆，最 高工作温度200°C，加热电缆每米电阻10欧姆，每根长度2. 4米，单条加热电缆功率2KW，加 热电缆两端的引出线为特氟隆电线，截面积1.5平方毫米，每相电源给两条碳纤维电缆供 电，总计6条2KW加热电缆，合计功率12KW。加热电缆缠绕在井口石油管道(直径70毫米)上，每根电缆缠绕11圈(部分引 出线缠进去)，根据井口石油管道裸露的长度确定圈间距离，一般为8-10毫米。加热电缆的缠绕一定要紧，并用特制的热缩带压紧，通常热缩管是横向热缩，本公 司定做的热缩带纵向热缩，带宽10毫米。在缠绕工艺过程中，要用高温胶带)进行 辅助定位。加热电缆缠好后，接线、总装、调试，最后敷设保温层。
权利要求
1.一种井口石油管道加热系统，功率较大(12KW)，根据抽油杆的运动方向，决定是否 允许加热，抽油杆向上，停止加热，抽油杆向下，允许加热，无需另外追加供电能力，实现井 口石油管道加热。
2.一种利用霍耳开关确定抽油杆上下限位置的测量技术。
全文摘要
一种井口石油管道加热系统，功率12KW，实际功率6KW，半周期运行加热，根据抽油杆的运动方向，决定是否允许加热，抽油杆向上，停止加热，抽油杆向下，允许加热。无需另外追加供电能力，实现井口石油管道加热。井口石油管道加热电缆为五毫米宽的碳纤维电缆，电缆外层材料是特氟隆，加热电缆每米电阻10欧姆，每根长度2.4米，加热电缆两端的引出线为特氟隆电线，截面积1.5平方毫米。为了保证加热电缆的加热效率，加热电缆的缠绕一定要紧，并用特制的热缩带压紧，通常热缩管是横向热缩，本公司定做的热缩带纵向热缩，带宽10毫米。在缠绕工艺过程中，要用高温胶带(200℃)进行辅助定位。
文档编号E21B47/09GK102147051SQ201010105139
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者李志新 申请人:哈尔滨蒙鹰科技有限公司