一种管道预热的方法和装置与流程

本发明涉及油气集输领域，特别涉及一种管道预热的方法和装置。

背景技术：

随着油田的开发，大规模的地下油气集输管道建设并投入使用，为了防止高温油气进入低温集输管道时，因油气降温太快而出现凝管的事故，对于地下油气集输管道大都采用大排量输入预热水进行预热，预热水的温度由低到高梯度上升，当油气集输管道与周围的土壤建立热平衡后，将油气输入油气集输管道进行传输。

现有技术中，对于已经运行的油气集输管道系统中某个新建油气集输管道进行预热时，由于已经运行的油气集输管道系统的起始端已经建立的热平衡温度比较高，这样低于热平衡的温度的预热水进入该油气集输管道中时，会降低已经运行的油气集输管道系统起始端的温度，有可能导致油气在输送过程中凝管，从而会影响油气集输管道系统中其他油气集输管道的运行。

技术实现要素：

为了解决现有技术的问题，本发明实施例提供了一种管道预热的方法和装置。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种管道预热的方法，所述方法包括：

将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道；

当确定所述预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第二输入流速；

当确定所述预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第三输入流速；

当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度时， 所述油气集输管道预热完成，停止输入所述预热水；

其中，所述第一输入流速小于所述第二输入流速，所述第二输入流速小于所述第三输入流速，所述第一输入流速、所述第二输入流速、所述第三输入流速的范围为0.01m/s～1.2m/s。

可选的，所述油气集输管道使用预设厚度的硬质聚氨酯泡沫塑料保温。

这样，可以使油气集输管道保温。

可选的，所述将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道，包括：

将温度为55℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道。

这样，可以防止油气集输管道炸裂。

可选的，所述当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度时，所述油气集输管道预热完成，停止输入所述预热水，包括：

当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度，且以所述第三输入流速继续输入所述预热水72小时后，所述油气集输管道预热完成，停止输入所述预热水。

这样，可以检测油气集输管道是否裂开。

可选的，所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第三预设温度根据所述油气集输管道的长度、埋地深度确定。

第二方面，提供了一种管道预热的装置，所述装置包括：

输入模块，用于将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道；

第一调节模块，用于当确定所述预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第二输入流速；

第二调节模块，用于当确定所述预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第三输入流速；

停止模块，用于当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度时，所述油气集输管道预热完成，停止输入所述预热水；

其中，所述第一输入流速小于所述第二输入流速，所述第二输入流速小于所述第三输入流速，所述第一输入流速、所述第二输入流速、所述第三输入流 速的范围为0.01m/s～1.2m/s。

可选的，所述油气集输管道使用预设厚度的硬质聚氨酯泡沫塑料保温。

可选的，所述输入模块，用于：

将温度为55℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道。

可选的，当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度，且以所述第三输入流速继续输入所述预热水72小时后，所述油气集输管道预热完成，停止输入所述预热水。

可选的，所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第三预设温度根据所述油气集输管道的长度、埋地深度确定。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例中，将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道；当确定所述预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第二输入流速；当确定所述预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第三输入流速；当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度时，所述油气集输管道预热完成，停止输入预热水；其中，所述第一输入流速小于所述第二输入流速，所述第二输入流速小于所述第三输入流速，所述第一输入流速、所述第二输入流速、所述第三输入流速的范围为0.01m/s～1.2m/s。这样，整个油气集输管道系统中新建的油气集输管道输入的预热水的温度比较高，已经运行的油气集输管道系统中正在运行的油气集输管道的温度不会变化，从而该油气集输管道系统中正在运行的油气集输管道可以正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种管道预热的方法流程图；

图2是本发明实施例提供的管道预热过程中水流前端预热水温度的变化的示意图；

图3是本发明实施例提供的一种管道预热的装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例中提供了一种管道预热的方法，该方法中涉及了电动调节阀门，电动调节阀门可以用于调节预热水的输入流速，本发明实施例以油气集输管道长度为2500米，与外界的传热系数为3.0w/(m².℃)，管线埋深自然地坪以下1.5m，地温0℃说明，如图1所示，该方法的处理流程可以包括如下的步骤：

步骤101中，将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道。

在实施中，技术人员可以根据将要被预热的油气集输管道的长度、埋地深度、与外界的传热系数确定第一输入流速，。预热水可以是油田采出水，在油气集输管道系统中，有新建的油气集输管道建成时，要对新建的油气集输管道预热时，技术人员可以操作开启电动调节阀门，并且将温度在温度范围为50℃～70℃的预热水，以第一输入流速输入到油气集输管道。例如，集输人员根据油气集输管道的长度为2500米，与外界的传热系数为3.0w/(m².℃)，管线埋深自然地坪以下1.5m，地温0℃，可以计算确定第一输入流速是0.02m/s。

可选的，将温度为55℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道。

在实施中，技术人员可以操作开启电动调节阀门将温度为55℃的预热水，以第一输入流速输入油气集输管道，55℃的预热水可以是油田中的采出水。

可选的，油气集输管道使用预设厚度的硬质聚氨酯泡沫塑料保温。

在实施中，油气集输管道的四周使用预设厚度的硬质聚氨酯泡沫塑料包裹，这样可以保证油气集输管道中的预热水在预热管道时，可以对预热水保温。并且当油气集输管道正式输入油气时，也可以进行保温，防止出现凝管现象。

步骤102中，确定预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，将预热水的输入流速调节为第二输入流速。

在实施中，技术人员可以根据将要被预热的油气集输管道的长度、埋地深度、与外界的传热系数确定第二输入流速。技术人员可以根据预热水的温度、油气集输管道的长度、埋地深度、以及与外界的传热系数，计算预热水以第一 输入流速传输，经过第一传输时长后水流前端的温度为第一预设温度，当确定预热水以第一输入流速输入到油气集输管道的时长为第一传输时长时，技术人员可以确定第一传输时间后预热水水流前端的温度为第一预设温度。例如，油气集输管道的长度为2500米，与外界的传热系数为3.0w/(m².℃)，管线埋深自然地坪以下1.5m，地温0℃，计算得到的第一传输时长为6小时，第一预设温度为30℃，第二输入流速为0.1m/s，预热水的水流前端到达距离油气集输管道起始位置500m处。

当预热水以第一输入流速输入到油气集输管道的预热水的传输时长为第一传输时长时，可以确定预热水的水流前端的温度为第一预设温度，当确定预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，技术人员可以控制电动调节阀门，将预热水的输入流速调节为第二输入流速。

步骤103中，当确定预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，将预热水的输入流速调节为第三输入流速。

在实施中，技术人员可以根据将要被预热的油气集输管道的长度、埋地深度、与外界的传热系数确定第三输入流速。技术人员可以根据预热水的温度、油气集输管道的长度、埋地深度、以及与土壤的传热系数，计算预热水以第二输入流速传输，经过第二传输时长后预热水的水流前端的温度为第二预设温度，当确定预热水以第二输入流速输入到油气集输管道的时长为第二传输时长时，可以确定第二传输时间后预热水的水流前端的温度为第二预设温度。例如，油气集输管道的长度为2500米，初始传热系数为3.0w/(m².℃)，管线埋深自然地坪以下1.5m，地温0℃，计算得到的第一传输时长为2.5小时，第一预设温度为26℃，第三输入流速为0.4m/s，预热水的水流前端到达距离油气集输管道起始位置1300m处。

当预热水以第二输入流速输入到油气集输管道的预热水的传输时长为第二传输时长时，可以确定预热水的水流前端的温度为第二预设温度，当确定预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，技术人员可以控制电动调节阀门，将预热水的输入流速调节为第三输入流速。

步骤104中，当确定油气集输管道的末端处预热水的温度为第三预设温度时，油气集输管道预热完成，停止输入预热水。

其中，第三预设温度为油气可以在油气集输管道中正常传输的温度。

在实施中，技术人员可以在油气集输管道的末端安装温度传感器，温度传感器可以用于检测油气集输管道的末端预热水的温度。预热水以第三输入流速输入油气集输管道，当预热水到达油气集输管道末端时，温度传感器可以持续检测油气集输管道末端处预热水的温度，当确定油气集输管道的末端处预热水的温度为第三预设温度时，技术人员可以确定油气集输管道预热完成，然后可以控制电动调节阀门，将预热水的输入流速调节为0，也就是停止输入预热水。例如，预热水以第三输入流速为0.4m/s传输2小时后，预热水的水流前端到达油气集输管道的末端，也就是预热水的水流前端到达距离油气集输管道起始位置2500m处，水流前端的温度为20℃，继续以第三输入流速输入预热水，当温度传感器检测到油气集输管道的末端的预热水温度为第三预设温度时，停止输入预热水，其中第三预设温度高于20℃。

另外，技术人员也可以根据将要被预热的油气集输管道的长度、埋地深度、与外界的传热系数，计算预热水以第三输入流速传输，经过第三传输时长后油气集输管道的末端预热水温度为第三预设温度，当确定预热水以第三输入流速输入到油气集输管道的时长为第三传输时长时，技术人员可以确定预热水传输第三传输时长后水流前端的温度为第三预设温度，这样，当技术人员确定油气集输管道的末端处预热水的温度为第三预设温度时，可以确定油气集输管道预热完成，并且可以控制电子阀门，将预热水的输入流速调节为0，也就是停止输入预热水。

可选的，当确定油气集输管道的末端处预热水的温度为第三预设温度，且以第三输入流速继续输入预热水72小时后，油气集输管道预热完成，停止输入预热水。

在实施中，技术人员可以在油气集输管道的末端安装温度传感器，温度传感器可以用于检测油气集输管道的末端预热水的温度。预热水以第三输入流速输入油气集输管道，当预热水到达油气集输管道末端时，温度传感器可以持续检测油气集输管道末端处预热水的温度，当确定油气集输管道的末端处预热水的温度为第三预设温度时，技术人员可以控制电动调节阀门，保持该输入流速持续预热72小时，以检测油气集输管道是否出现变形，如果72小时后，油气集输管道没有裂开，则油气集输管道预热完成。

其中，在管道预热过程中第一输入流速小于第二输入流速，第二输入流速 小于第三输入流速，第一输入流速、第二输入流速、第三输入流速的范围为0.01m/s～1.2m/s，这样，可以阶梯变速预热，可以保证油气集输管道均匀预热，而且可以防止油气集输管道因高温的预热水进入而变形。例如，第一输入流速为0.02m/s、第二输入流速为0.1m/s、第三输入流速为0.2m/s，如图2所示，预热水的水流前端的温度随预热水的水流前端距离油气集输管道起始位置的变化关系。

本发明实施例中，将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道；当确定所述预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第二输入流速；当确定所述预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第三输入流速；当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度时，所述油气集输管道预热完成，停止输入预热水；其中，所述第一输入流速小于所述第二输入流速，所述第二输入流速小于所述第三输入流速，所述第一输入流速、所述第二输入流速、所述第三输入流速的范围为0.01m/s～1.2m/s。这样，已经运行的油气集输管道系统中新建的油气集输管道输入的预热水的温度比较高，已经运行的油气集输管道系统中正在运行的油气集输管道的温度不会变化，从而油气集输管道系统中正在运行的油气集输管道可以正常运行。

基于相同的技术构思，本发明实施例还提供了一种管道预热的装置，如图3所示，该装置包括：

输入模块310，用于将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道；

第一调节模块320，用于当确定所述预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第二输入流速；

第二调节模块330，用于当确定所述预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第三输入流速；

停止模块340，用于当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度时，所述油气集输管道预热完成，停止输入所述预热水；

其中，所述第一输入流速小于所述第二输入流速，所述第二输入流速小于所述第三输入流速，所述第一输入流速、所述第二输入流速、所述第三输入流 速的范围为0.01m/s～1.2m/s。

可选的，所述油气集输管道使用预设厚度的硬质聚氨酯泡沫塑料保温。

可选的，所述输入模块310，用于：

将温度为55℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道。

可选的，所述停止模块340，用于：

当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度，且以所述第三输入流速继续输入所述预热水72小时后，所述油气集输管道预热完成，停止输入所述预热水。

可选的，所述第一预设温度、所述第二预设温度、所述第三预设温度根据所述油气集输管道的长度、埋地深度确定。

需要说明的是：上述实施例提供的管道预热的装置在管道预热时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的管道预热的装置与管道预热的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。

本发明实施例中，将温度在温度范围在50℃～70℃的预热水以第一输入流速输入油气集输管道；当确定所述预热水的水流前端的温度为第一预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第二输入流速；当确定所述预热水的水流前端的温度为第二预设温度时，将所述预热水的输入流速调节为第三输入流速；当确定所述油气集输管道的末端处所述预热水的温度为第三预设温度时，所述油气集输管道预热完成，停止输入预热水；其中，所述第一输入流速小于所述第二输入流速，所述第二输入流速小于所述第三输入流速，所述第一输入流速、所述第二输入流速、所述第三输入流速的范围为0.01m/s～1.2m/s。这样，已经运行的油气集输管道系统中新建的油气集输管道输入的预热水的温度比较高，已经运行的油气集输管道系统中正在运行的油气集输管道的温度不会变化，从而油气集输管道系统中正在运行的油气集输管道可以正常运行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成的程序可以存储于一种计 算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。