[发明专利]石油输油管道自动加热卡

说明书

本发明涉及用于粘性物质的管道加热，尤其涉及到石油输油管线电加热装置。

六十年代以来，我国石油工业在管线输油过程中为了防止石油凝管(凝堵)保证原油在管道中正常流动，普通采用了火辐射方式。其特点是，投资大，耗能高，加热24小时耗原油1吨。八十年代以来，大庆油田袁相启提出了利用高电压，大电流对原油集输管线进行电加热解堵的方案，其方法是把凝堵的管线视为一个埋在地下热容量很大的“电热器”，并在这个“电热器”两端接通一较大容量的电源，使其产生热量，然后经过一定时间的吸热，散热和热量的累积使管内原油不断升温，直至重新熔化为液态为止(石油学报1983年，第2期)。由于把输油管线作为一导体，出于安全原因，该方法未能普遍应用。1988年，辽河石油勘探局油田建设设计院设计了一种直流电热解堵装置(专利申请号：88207198)该装置仍然是把输油管道视为一导体，利用可控硅整流设备，交流电经整流输出电压120伏，电流800安后进行管线加热，因此，同样存在袁相启方法的缺点，不易推广应用。1991年沧州市电气控制设备厂等单位设计了多功能工频电热石油装置(专利申请号分别是91208357.3、91208358.1)其特点是单相工频电源装置和数根电热管组成电加热器，直接作用在输油管道内，呈集肤效应加热，但是需要在输油管线施工前将电热管预置在管线内，安装、维修、更换极不方便。由于将加热管直接置于油中，即使有防爆装置，仍然存在着可能出现的安全问题。与本发明最接近的现有技术是ZL93239956.8号实用新型专利，该专利的特点是利用功能陶瓷敏感元件作发热体，以期对输油管道加热。根据该材料的伏安特性，其自身具有一定的恒温作用，目前该材料受烧结工艺和配方的影响，发热温度理论上在70°～400°左右(《电子材料》1991第12期)。根据在辽河，华北现场试验表明，一个日产20多方的生产油井，油从井里抽出输送到小站，进站油温至少要求在55℃以上，在原油密度和含水量一定的情况下，相应要求发热体温度应在600℃以上；同时，一口抽油井每日日产量是个平均数，每时每刻其原油流量很不稳定，这就要求精确控制发热体温度，并能随原油流量变化而调节温度。避免大功率地加热而造成能源浪费或功率不够影响生产。显然93239956.8号专利满足不了上述要求。

本发明的目的是根据石油工业输油管线加热的具体实际设计一种既能满足原油输送时所需的加热温度，又能精确控制大功率加热温度、节约能源，对输油管无任何要求的自动加热卡。

具体讲，本发明所说的一种石油输油管道自动加热卡，包括加热卡(1)，单片计算机及接口、译码、锁存电路(2)，驱动控制装置(3)，测温显示装置(4)。其特征在于加热卡(1)是由电加热材料与金属材料合铸成型的电加热件(1.1)和夹紧卡箍(1.3)构成，在电加热件(1.1)和夹紧卡箍(1.3)之间有一绝热材料(1.2)，绝热材料(1.2)紧紧地覆盖于电加热件(1.1)的表面。加热卡(1)上带有接口(1.4)与驱动控制装置(3)相连，所说的自动加热卡其单片机及接口，译码锁存电路(2)又分别与驱动控制装置(3)和测温显示装置(4)相连接，共同组成一自动控制回路，测温显示装置(4)采集到油温即送单片机计算处理决策，通过接口、译码、锁存电路作用于驱动控制装置(3)，驱动控制装置(3)即启动或断开加热卡所需电源，从而完成了对加热温度的精确控制。  

实施上述措施后，经国家高速水利重点试验室测试和辽河、华北油田的现场试验，该管内原油相对温度升高值Δt油已达62.4℃ 、(即把油温看作0℃，净升高了62.4℃)电热转换效率已达89.6％，总功率36KW，工作电压380伏，与现有的输油管道加热方式相比，优点是十分明显的，具体表现在：(1)加热卡不直接与原油接触，安全性能高。(2)采用先进的电脑控制技术，精确控制加热卡的加热温度，保证了输油管内原油流动所需的温度。(3)节省了大量设备投资，节约了能源，根据该项目经济效益报告，仅改造333个加热炉，一年可节约设备投资和能源消耗共达1.7亿元人民币。(4)对输油管道无任何要求，安装、使用、更新方便。完全达到了本发明所说之目的。

下面结合附图给出实施例并对发明作进一步的说明。

图1是本发明所说的自动加热卡原理方框图，

图2是本发明所说的加热卡部分结构示意图，

图3是本发明实施例选用的加热卡纵向视图，

图4是本发明实施例选用的加热卡俯视图。