专利名称：输油管道油温记录装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及输油管道温度监测的研究领域，特别涉及了一种能够对输油管道 稳定运行时沿线的轴向油温和径向油温及管道停输后某截面径向油温进行测量与记录的 装置，属于输油管道温度检测与记录技术，适用于石油的管道运输领域。
背景技术：
管道输送石油因为其安全、经济的特点目前已是全世界在输送石油时采用的最多 的一种方式。对高凝点、高粘度原油的管道输送，多采用将原油加热后再泵入管道进行输 送的方法，被加热的原油在向前流动的过程中会向周围低温环境散热，原油的温度会下降， 一旦其温度降至凝点附近时，原油就可能在管道里发生凝结，导致凝管事故。此外，输油管 道还会因为调度计划和突发事故需要停输，停输时间过长，热力损失足够大，也可能导致凝 管，对管道运输企业造成巨大的经济损失。所以开展输油管道油温的监测是很有必要的，尤 其是在目前因为能源紧缺，全世界加大石油开发力度后，出现越来越多的高凝点、高粘度原 油，而且还采用管道运输的背景下，进行输油管道油温的监测研究就显得尤为重要。输油管 道的口径一般较大，有数百毫米甚至一米多，距离也较长，达数百甚至数千千米。其沿线不 仅因为径向的散热会出现轴向温度梯度，在管道截面上，无论是正常运行还是停输后沿管 道径向方向也存在温度梯度，此温度梯度会导致管道截面呈现出不同油品物性。对含蜡原 油还可能使得其在靠近管壁的低温区域大量结蜡，影响管道的正常运行。所以在输油管道 运行管理中，既要掌握管道运行时油温的分布规律也需要掌握停输后的温降规律。而目前 在输油管道现场，油品温度的监测多通过安装固定的温度检测器来获取管道某个位置某个 时间的油温，对整个管道沿线的温度规律只能够根据经验公式进行估算，而径向油温的监 测也只能是在现场管道某处进行安装测量，往往工作量巨大、效率低下、温度规律不准确。 现迫切需要一种能够自动记录沿线轴向和径向油温的装置，从而掌握正常运行时油温的分 布规律以及管道停输后的温降规律。经过对现有技术文献的检索发现，虽然有过学者对输油管道温度记录装置进行了 研究，但是所采用的装置及方法无法对输油管道截面不同径向位置的油温进行测量和记 录。类似的国内专利公开号CN201306610Y，
公开日为2009年9月9日，专利名称为简易 输油管道测温装置，该专利自述为“本实用新型涉及输油管道使用的温度检测装置，是一 种简易输油管道测温装置，其包括壳体、密封头、前法兰、后法兰、摇臂座、摇臂、里程轮、电 路板、电源和温度传感器；壳体的两端分别有密封头，两密封头的外侧分别有前法兰和后法 兰，在密封头、前法兰和后法兰上对应壳体外侧的外置分别有不少于两个的通孔，前法兰、 后法兰和密封头通过通孔、不少于两个的连接螺栓和螺母固定安装在壳体两端。本实用新 型结构合理而紧凑，使用方便，其在管道管道中随传输流体的流动而移动，通过里程轮测距 并通过温度传感器检测沿线的温度和压力，实现对管道各点的温度实时监测并获得较准确 的测量结果，尤其适用于长输管道的管内油温检测。”其主要特点是能够对管道沿线各点的 轴向温度进行检测确定，其不足之处是首先它没有行走装置，在管道内随油流前行时压力损失较大，而且可能会因受管道变形的影响而卡死在管道内；其次它无法实现对管道径向 不同位置油温的测量与记录；最后它无法用于记录管道停输后截面上油温随时间的变化。 由此看来它测得的结果不能够充分反映管道油温的分布规律，也无法应用于管道停输后 温降的测量。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足和缺陷，提供一种输油管道油温测量 与记录的装置，能够同时获取输油管道稳定运行时不同里程处的轴向油温和径向油温，监 测输油管道的运行温度以及停输后管道某截面上不同径向位置的油温，掌握输油管道油温 分布规律及停输后温降规律，为其安全运行提供技术保障。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种输油管道油温记录装置，包括温 度传感器、数据采集卡、处理器、存储器、数据接口、行走轮、支脚、弹簧、支架、螺纹盖、轮轴、 小磁铁、计数器、霍尔开关、电源装置、计时器与圆柱形腔体，其特征在于行走轮、支脚、弹 簧与支架构成管内行走装置的支架结构，数据采集卡、处理器、存储器、数据接口、电源装置 以及计时器固定在圆柱形腔体内，温度传感器分布在圆柱形腔体的端面和支架上。所述的管内行走装置是由行走轮、支脚、弹簧、支架、小磁铁、计数器和霍尔开关组 成，行走轮的靠边缘处圆周上等间距布置2个小磁铁，支脚上靠近小磁铁的一端安装霍尔 开关，把信号传送给装在支脚上的计数器。支脚与支架之间包括弹簧，在遇到管道变径和弯曲时能够发生压缩和变形保持装 置的稳定运行，支脚上固定有霍尔开关和计数器，行走轮上设置有小磁铁，能够实现里程记录。每个支架上各布置2个温度传感器，圆柱形腔体两端面上各布置1个温度传感器， 且每个温度传感器距离圆柱形腔体轴线的垂直距离不同。其数据接口能够与计算机连接。其辅助装置包括由高能电池组构成的为需要电能的装置提供电能的电源装置， 以及用来隔离油流的圆柱形腔体，它的一个端面靠螺纹盖封闭，并受油流的冲击为装置提 供动力，它的另一个断面呈锥形以减小阻力。本实用新型工作时油流冲击装置尾部端面提供动力，装置通过6个行走轮向前 行走，在前行过程中由支脚上弹簧的压缩变形来应对管道的变径和弯曲。电源装置为检测 和处理装置提供电能。检测油品温度时，温度传感器将检测的信号传给数据采集卡采集， 再传给处理器处理并导入存储器储存。同时，管内行走装置的计数器信号也由数据采集卡 采集后传给处理器处理，实现与检测到的温度数据同步，即可以使得里程数据与温度数据 相对应。管道停输后，装置停在管道内，计时器和传感器同时将时间数据和温度数据储存起 来，即可得到停输后不同时间截面上不同径向位置的温度。本实用新型的突出特点是能够获得管道截面上不同位置的温度，能够反映出输油 管道稳定运行及停输后截面上径向的温度分布规律，采用的带弹簧的管内行走装置能使得 本实用新型装置在管内安全可靠地行走，并获取轴向距离即管道的里程数据，采用的高灵 敏度的温度传感器能够保证在装置快速前行过程中和停输静止时均能较好得检测到油品 温度的变化，采用的存储装置记录了不同里程、时间的油品温度，而且还可以通过数据接口将数据传到计算机上进行读取和处理，以获得输油管道稳定运行时温度分布规律及管道停 输后温降规律。该装置简单可靠，也符合我国输油管道目前对温度监测的需求。
图1为本实用新型的结构示意图。图2(a)、(b)为本实用新型的管内行走装置示意图。图3为本实用新型的电路方框图。
具体实施方式
一种输油管道油温记录装置，系藉由一套布置有温度传感器和计数器的行走装 置、计时器、数据处理装置实现在管道内沿油流行走或停输静置后获取温度、时间和里程数 据。为了更好的理解本实用新型的装置，
以下结合附图作进一步的说明。如图1所示，本实用新型包括温度传感器(1)、数据采集卡(2)、处理器(3)、存储 器(4)、数据接口 (5)、行走轮(6)、支脚(7)、弹簧(8)、支架(9)、螺纹盖(10)、轮轴(11)、小 磁铁(12)、计数器(13)、霍尔开关(14)、电源装置(15)、计时器(16)、圆柱形腔体(17)。其 中，行走轮(6)、支脚(7)、弹簧(8)与支架(9)构成管内行走装置的支撑结构，数据采集卡 (2)、处理器(3)、存储器(4)、数据接口(5)、电源装置(15)以及计时器(16)固定在圆柱形 腔体(17)内，温度传感器⑴分布在圆柱形腔体(17)的端面和支脚(7)和支架(9)上。圆柱形腔体(17)尾部靠螺纹盖(10)密封，支架(9)焊接在其上。圆柱形腔体(17) 能够保护其内部的数据采集卡(2)、处理器(3)、存储器(4)、数据接口(5)、电源装置(15) 以及计时器(16)隔离管内油品。当管道停输时本实用新型装置静置在管道内，温度传感器(1)和计时器(16)将信 号传给数据采集卡(2)供其采集。如图2(a)、(b)所示，所述的管内行走装置包括行走轮(6)、支脚(7)、弹簧⑶、支 架(9)、小磁铁(12)、计数器(13)和霍尔开关(14)，行走轮(6)的靠边缘处圆周上等间距布 置2个小磁铁(12)，支脚(7)上靠近小磁铁的一端安装霍尔开关(14)，当带小磁铁(12)的 行走轮(6)向前行走转动时，霍尔开关(14)会把脉冲信号传送给装在支脚(7)上的计数器 (13)，计数器(13)再把信号传给数据采集卡(2)采集。当本实用新型的装置向前行走时遇到变径、凸起的焊缝与弯曲时，弹簧(8)会被 压缩或变形不至于卡死在管道内，油流冲击其腔体尾部螺纹盖(10)端面继续稳定前进。如图3所示，本发明上分布的温度传感器⑴、计数器(13)和计时器(16)的信号 同时由数据采集卡(2)采集后送到处理器(3)处理，把相对应的里程、时间与温度数据导入 存储器(4)储存记录，其上的数据接口(5)可以连接到计算机，供其读取与处理数据。所述的电源装置(15)由可充电锂电池组成，供检测和存储装置长期使用。
权利要求一种输油管道油温记录装置，包括温度传感器、数据采集卡、处理器、存储器、数据接口、行走轮、支脚、弹簧、支架、螺纹盖、轮轴、小磁铁、计数器、霍尔开关、电源装置、计时器与圆柱形腔体，其特征在于行走轮、支脚、弹簧与支架构成管内行走装置的支架结构，数据采集卡、处理器、存储器、数据接口、电源装置以及计时器固定在圆柱形腔体内，温度传感器分布在圆柱形腔体的端面和支架上。
2.根据权利要求1所述的输油管道油温记录装置，其特征是，所述的管内行走装置是 由行走轮、支脚、弹簧、支架、小磁铁、计数器和霍尔开关组成，行走轮的靠边缘处圆周上等 间距布置2个小磁铁，支脚上靠近小磁铁的一端安装霍尔开关，把信号传送给装在支脚上 的计数器。
3.根据权利要求1所述的输油管道油温记录装置，其特征是，支脚与支架之间包括弹 簧，在遇到管道变径和弯曲时能够发生压缩和变形保持装置的稳定运行，支脚上固定有霍 尔开关和计数器，行走轮上设置有小磁铁，能够实现里程记录。
4.根据权利要求1所述的输油管道油温记录装置，其特征是，每个支架上各布置2个温 度传感器，圆柱形腔体两端面上各布置1个温度传感器，且每个温度传感器距离圆柱形腔 体轴线的垂直距离不同。
5.根据权利要求1所述的输油管道油温记录装置，其特征是，其数据接口能够与计算 机连接。
专利摘要输油管道油温记录装置，主要包括温度检测装置、数据处理装置、计时器、管内行走装置和其他辅助装置，其特征是在一个圆柱形腔体的两端设置两个带行走轮的行走装置，行走装置上布置有计数器；腔体内布置有计时器，腔体两端和支架上布置有传感器，其检测信号由安装在腔体内的数据采集卡采集后传到腔体内的处理器进行处理，再传到存储器上进行存储。这样做的目的是使得输油管道稳定运行时沿线不同里程处对应的轴向和径向油温，或者是管道发生停输后管道某截面的径向油温均被准确地记录。
文档编号F17D5/00GK201688140SQ200920268648
公开日2010年12月29日 申请日期2009年10月31日 优先权日2009年10月31日
发明者万广, 付在国, 宇波, 雷飞 申请人:中国石油大学(北京)