原油集输中频加热的控制装置、原油集输中频加热设备的制作方法

[0001]
本实用新型涉及石油管道集输设备领域，具体而言，涉及一种原油集输中频加热的控制装置、原油集输中频加热设备。


背景技术：

[0002]
原油从井下高温的地层中举升到井口，然后通过集输管道输送至联合站进行油水气分离。原油在管道的沿程流动过程中，由于环境温度比原油温度低，因此原油在集输过程中的温度会逐渐降低，会出现石油凝固、堵塞管道的安全事故，这种情况在冬天尤为明显。为了避免集输管道出现堵塞的问题，一般采用沿程中频加热的方式给管道加温，从而使原油保持稳定的流动状态，确保集输的顺利进行。目前为了原油集输不出现凝固堵塞，通常将中频加热设备全天候处于开启状态，使管内原油处于过度加热状态，造成大量的电能浪费，据不完全统计，全天候开启中频加热设备，年浪费电能约16 万度。


技术实现要素：

[0003]
为了解决目前原油集输中频加热设备浪费大量电能的问题，本实用新型实施例提供了一种原油集输中频加热的控制装置、原油集输中频加热设备，能够根据抽油机井口管线内的压力变化，控制中频加热设备的启停，达到节能降耗的目的。
[0004]
第一方面，本实用新型实施例提供了一种原油集输中频加热的控制装置，包括电接点压力表和电源控制柜，所述电源控制柜包括控制模块、接收模块和中频加热电路模块，所述电接点压力表与所述电源控制柜连接；
[0005]
所述电接点压力表安装于抽油机的井口流程处，用于检测集输管道起始端的压力数据，将检测结果发送给所述接收模块；
[0006]
所述接收模块用于接收所述电接点压力表的检测结果，并将该检测结果发送给所述控制模块；
[0007]
所述控制模块用于向所述中频加热电路模块发送开启或者关闭信号，以开启或者关闭中频加热。
[0008]
其中，还包括中频电加热感应线缆，所述中频电加热感应线缆与所述中频加热电路模块连接，所述中频电加热感应线缆设置于石油管道。
[0009]
其中，所述控制模块包括arm cortex-a53处理器。
[0010]
其中，所述接收模块包括s5p6818工控主板。
[0011]
其中，所述电源控制柜还包括计时器，所述计时器与所述控制模块连接，用于记录所述中频加热电路模块的启、停时间。
[0012]
其中，所述检测结果包括所述电接点压力表的压力指针与上限触点接触的信息。
[0013]
其中，所述检测结果包括所述电接点压力表的压力指针与下限触点接触的信息。
[0014]
第二方面，本实用新型实施例提供了一种原油集输中频加热设备，包括上述任一项所述的原油集输中频加热的控制装置。
[0015]
本实用新型实施例原油集输中频加热的控制装置、原油集输中频加热设备具有如下有益效果：
[0016]
本申请原油集输中频加热的控制装置包括电接点压力表和电源控制柜，电源控制柜包括控制模块、接收模块和中频加热电路模块，电接点压力表与电源控制柜连接；电接点压力表安装于抽油机的井口流程处，用于检测集输管道的起始端压力数据，即采集集输管道的起始端(即井口流程)输送压力参数，将检测结果发送给接收模块；接收模块用于接收电接点压力表的检测结果，并将该检测结果发送给控制模块；控制模块向中频加热电路模块发送开启或者关闭信号，以开启或者关闭中频加热。本申请的控制装置通过采集抽油机的井口流程处的输送压力参数，以控制中频电加热设备的工作时间，在确保原油无凝固、无堵塞的安全输送的前提下，极大地节约了中频加热能耗，提高了集输系统的效率。
附图说明
[0017]
图1为本实用新型实施例原油集输中频加热的控制装置结构示意图；
[0018]
图2为本实用新型实施例原油集输中频加热的控制装置另一种结构示意图；
[0019]
图3为本实用新型实施例原油集输中频加热的控制装置另一种结构示意图。
具体实施方式
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为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0022]
下述讨论提供了本申请的多个实施例。虽然每个实施例代表了实用新型的单一组合，但是本申请不同实施例可以替换，或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含a、b、c，另一个实施例包含b和d的组合，那么本申请也应视为包括含有a、b、c、d的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。
[0023]
本申请提供了一种原油集输中频加热的控制装置，包括电接点压力表和电源控制柜，电源控制柜包括控制模块、接收模块和中频加热电路模块，电接点压力表与电源控制柜连接；电接点压力表安装于抽油机的井口流程处，用于检测集输管道起始端的压力数据，将检测结果发送给接收模块；接收模块用于接收电接点压力表的检测结果，并将该检测结果发送给控制模块；控制模块向中频加热电路模块发送开启或者关闭信号，以开启或者关闭中频加热。
[0024]
本申请的控制装置通过采集抽油机的井口流程处的输送压力参数，以控制中频电加热设备的工作时间，在确保原油无凝固、无堵塞的安全输送的前提下，极大地节约了中频加热能耗，提高了集输系统的效率。
[0025]
实施例一
[0026]
图1为本实用新型实施例原油集输中频加热的控制装置结构示意图，如图1所示，
本申请原油集输中频加热的控制装置包括电接点压力表21和电源控制柜22，电源控制柜22包括控制模块24、接收模块23和中频加热电路模块25，电接点压力表21与电源控制柜22连接。
[0027]
如图1所示，电接点压力表21安装于抽油机10的井口流程处，用于检测集输管道起始端的压力数据，将检测结果发送给接收模块23。抽油机是开采石油的重要设备，是主要的举升设备。根据是否有游梁，可分为游梁式抽油机和无游梁式抽油机。游梁式抽油机的工作原理为：由电动机供给动力，经减速器将电动机的高速转动变为抽油机曲柄的低速转动，并由曲柄—连杆—游梁机构将旋转运动变为抽油机驴头的上、下往复运动，经悬绳器总成带动深井泵工作。
[0028]
抽油机10的井口流程也就是集输管道的起端，抽油机10等设备将原油从井下高温的地层中举升到井口，然后通过集输管道输送至联合站进行油水气分离。正常状态下，原油在管道中顺畅流动，但由于各种原因，会出现石油凝固，堵塞集输管道的问题。原油在管道中流动是否顺畅，可以通过集输管道起始端的压力、原油的流动性来衡量，集输管道起始端的压力越小，表明原油流动越顺畅；原油的流动性越好，表明原油流动越顺畅。本申请通过电接点压力表21检测抽油机10的井口流程处压力大小，即集输管道的起始端的压力大小，根据压力大小来判断集输管道中原油流动是否顺畅，如果流动顺畅，则关闭中频加热设备，或者不开启中频加热设备；如果原油流动不顺畅，可能发生了堵塞，则启动中频加热设备对石油管道加热，从而使原油保持稳定的流动状态，确保集输的顺利进行。在另一些实施例中，也可以通过流动性传感器检测原油的流动性，进而判断原油是否流动顺畅。在另一些实施例中，也可以根据集输管道的压力和原油的流动性两个参数判断原油流动是否顺畅，两个参数的权重可以根据实际进行设置。
[0029]
电接点压力表21检测集输管道起始端的压力数据，将检测结果发送给电源控制柜22的接收模块23。电接点压力表用于测量各种流体介质压力，电接点压力表通常由测量系统、指示系统、磁助电接点装置、外壳、调整装置和插头座等组成。电接点压力表基于测量系统中的弹簧管在被测介质的压力作用下，迫使弹簧管之末端产生相应的弹性变形～位移，借助拉杆经齿轮传动机构的传动并予放大，由固定齿轮上的指示将被测值在度盘上指示出来。与此同时，当弹簧管与设定指针上的触头(上限或下限)相接触时，会发出相应信号，例如设定指针与上限触头接触的信号，设定指针与下限触头接触的信号。
[0030]
电接点压力表的特点之一为能够设置上限值和下限值，电接点压力表的表盘上包括上限指针、下限指针、压力指针。压力指针用于指示压力表检测到的集输管道的压力；上限指针指示设置的上限值，上限指针具有上限触点；下限指针指示设置的下限值，下限指针具有下限触点。本申请实施例中，检测结果包括电接点压力表的压力指针与上限触点接触的信息，或者检测结果包括电接点压力表的压力指针与下限触点接触的信息。当电接点压力表的压力指针与上限触点接触时，表明集输管道内的压力达到了上限值。当电接点压力表的压力指针与下限触点接触时，表明集输管道内的压力达到了下限值。
[0031]
如图1所示，接收模块23用于接收电接点压力表21的检测结果，并将该检测结果发送给控制模块24。控制模块24用于向中频加热电路模块25 发送开启或者关闭信号，以开启或者关闭中频加热。
[0032]
当检测结果包括电接点压力表的压力指针与上限触点接触的信息时，表明集输管
道起始端的压力达到了上限值，压力变大，管道内很有可能发生了阻塞，因此控制模块24向中频加热电路模块25发送开启信号，以开启中频加热，给集输管道加温，避免原油因为温度降低而凝固，使原油保持稳定的流动状态，确保集输的顺利进行。
[0033]
当检测结果包括电接点压力表的压力指针与下限触点接触的信息时，表明集输管道起始端的压力达到了下限值，集输管道内的压力较小，也就是说，管道内的原油流动比较顺畅，没有发生凝固、阻塞，因此也就不需要中频加热设备对集输管道进行加热，控制模块24向中频加热电路模块25发送关闭信号，以关闭中频加热，减少中频加热设备的耗电，达到了节能降耗的目的。
[0034]
在一些实施例中，当集输管道的起始端(即井口流程)的管内压力高于 1.3mpa时，控制模块24向中频加热电路模块25发送开启信号，以开启中频加热，给集输管道加温。压力上限值可以根据实际情况进行调整，例如也可以为1.4mpa、1.5mpa、1.6mpa等。当集输管道的起始端(即井口流程) 的管内压力在预设时间段内都低于0.7mpa时，控制模块24向中频加热电路模块25发送关闭信号，以关闭中频加热，减少中频加热设备的耗电，达到了节能降耗的目的。其中，预设时间段可以为1分钟、2分钟或者3分钟，具体可以根据实际情况进行设置。预设时间段能够过滤抽油时压力的短时频繁波动，一方面能够达到节约用电的目的，另一方面能够防止了中频加热模块的频繁启停，方便现场的管理。下限值也可以设置为0.5mpa、0.6mpa、 0.8mpa等，具体可以根据实际情况调整。
[0035]
实施例二
[0036]
图3为本实用新型实施例原油集输中频加热的控制装置另一种结构示意图，如图3所示，本实施例原油集输中频加热的控制装置与实施例一不同的是还包括中频电加热感应线缆27，本实施例与实施例一相同的部分请参见实施例一的介绍，下面介绍中频电加热感应线缆27。中频电加热感应线缆27 与中频加热电路模块25连接，中频电加热感应线缆27设置于石油管道。当控制模块24向中频加热电路模块25发送开启信号时，中频加热电路模块25 控制中频电加热感应线缆7通电，以给集输管道加温。当控制模块24向中频加热电路模块25发送关闭信号时，中频加热电路模块25控制中频电加热感应线缆7断电，以关闭中频加热，达到了节能降耗的目的。
[0037]
本申请中，中频加热工作原理为：中频加热模块将三相工频电压转换为单相中频交流电压，输出给中频电加热感应线缆，感应加热线缆缠绕在石油管道外，当感应线圈里流过的中频交变电流，在感应圈中产生高密度的磁力线，在石油管道本体中产生很大的涡流，这种涡流使石油管道不断发热，然后把热量传递给管内原油，使原油完成加热。
[0038]
实施例三
[0039]
图2为本实用新型实施例原油集输中频加热的控制装置另一种结构示意图，如图2所示，本实施例与实施例一不同的是电源控制柜22还包括计时器26，本实施例与实施例一相同的部分请参见实施例一的介绍，下面介绍计时器26。计时器26与控制模块24连接，用于记录中频加热电路模块25的启、停时间。计时器能够记录中频加热模块的启动时间、关闭时间，达到统计中频工作时间、计算中频电耗的目的。计时器26例如可以为嵌入式系统中应用的计时器。
[0040]
控制模块24例如可以包括arm cortex-a53处理器，即arm公司的 cortex-a系列处理器，计算性能较高。接收模块23例如可以包括s5p6818 工控主板，s5p6818工控主板属于
三星公司的工控主板，该主板一方面与控制模块24连接，承载控制模块24，另一方面提供与电接点压力表通讯的接口。
[0041]
本申请原油集输中频加热的控制装置利用中频加热确保集输过程中原油不会出现凝固堵塞管道，特别是在环境温度较低时，确保管道的安全输送。本申请的控制装置通过采集抽油机的井口流程处的输送压力参数，以控制中频电加热设备的工作时间，在确保原油无凝固、无堵塞的安全输送的前提下，极大地节约了中频加热能耗，提高了集输系统的效率。
[0042]
本申请还提供了一种原油集输中频加热设备，包括上述任一种原油集输中频加热的控制装置。本申请原油集输中频加热设备的效果请参见原油集输中频加热的控制装置的效果。
[0043]
在本申请中，术语“第一”、“第二”、“左”、“右”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
[0044]
本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本申请的限制。
[0045]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0046]
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。