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          非金屬敷纜復合連續加熱管系統

          作者:上海飛舟博源 瀏覽: 發表時間:2020-06-12 00:00:00 來源:自制


          非金屬敷纜復合連續加熱管系統

          1. 1、技術背景

          目前使用的加熱爐的換熱器多為金屬管,隨著運行時間增加,金屬管內結垢較為嚴重,降低了管壁強度,加重熱阻,管道壓力急劇增大。目前原油集輸管線最大的難題是管道內壁結蠟,金屬集輸管的極性較強,且內壁粗糙度較大,容易結蠟增加流阻,易腐蝕,需定期清蠟或是更換管線。井場壓力不能疏通管線,必須進行掃線處理,在頻繁的掃線過程中也經常引發管線爆裂事故,在冬季尤為嚴重。

          連續加熱管系統解決了現有電加熱爐存在的問題,管的內壁表面能較低、粗糙度很小,不易結垢結蠟,流阻極低,幾乎可以做到免維護。該系統是一種以非金屬材料由主要原料、集原油加熱和輸送功能于一體的換熱系統,加熱管內嵌加熱導線,能夠以合適的發熱功率加熱管內流通的原油,并具備抗結垢抗結蠟和耐酸堿腐蝕等特點,可以極大的減少冬季油田的管線掃線頻次。系統具備實時在線監測和控制的功能,當故障發生時能及時把控各個重要環節的作業狀態,而且相關的數據如壓力和溫度等情況均會在線集中反饋到數據分析平臺。解決油田生產管理無法在線實時監測的問題,真正實現油田智能化,對于降低油田生產運行成本和提高原油的采輸工作效率具有重大意義。

          1. 2、非金屬敷纜復合連續加熱管系統組成

          連續加熱管系統主要由三部分組成:加熱管、金具以及加熱控制柜。加熱控制柜通過金具內置的多種傳感器反饋信號,實時調節輸出電流大小,通過連續加熱管內嵌的加熱電纜實現管線發熱,從而實現對管線內輸送的油液進行加熱。


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          1a 連續加熱管系統示意圖        1b 連續加熱管系統示意圖

           

          (1)加熱管

          加熱管是一種以非金屬材料由主要原料、集原油加熱和輸送功能于一體的換熱系統,本復合材料加熱管內嵌加熱導線,能夠以合適的發熱功率加熱管內流通的原油,避免因溫度過低導致油液固化,輸送管道堵塞,并具備抗結垢抗結蠟和耐酸堿腐蝕等特點。

          表1 加熱管技術參數表

          項 目

          單 位

          參數值

          公稱內徑

          mm

          50±1

          公稱外徑

          mm

          78±1

          工作溫度

          -20~60

          額定工作內壓

          MPa

          10

          爆破內壓(60

          MPa

          40

          管內壁特性

          阻氣、抗結垢、抗結蠟、耐腐蝕、耐磨

          管外壁特性

          耐腐蝕、耐酸堿、受壓開裂穩定性好

          d6d005d61c39d67822cc5344545ec64

          圖2-a 加熱管結構示意圖             圖2-b 加熱管實物示意圖

          (2)金具

          接頭金具,主要承擔著與井廠進出油口的連接與油液狀況的監測,接頭金具一端與智能管相連,另一端連接井廠管道,金具內配備有溫度傳感器與壓力傳感器,實時監測反饋管內油液的輸送狀態;

          (3)溫度控制系統

          通過實時采集金具與管體各個溫度傳感器與壓力傳感器的數據,動態調節輸出功率,保證出口的油液溫度,監控管線壓力的變化,對系統與管線進行保護。

          1. 3、產品技術優勢

          連續加熱管系統具有以下特點:

          (1)集井場原油加熱和輸送功能于一體,加熱管內襯層導熱效果好,摩擦系數小,抗結垢抗結蠟,流通效率高,長距離壓力損失小,維護成本低;

          (2)耐腐蝕性能良好,適用于井上原油、酸、堿等多種介質輸送;

          (3)質量輕,接頭少,柔性好,抗沖擊,施工方便,作業效率高。

          (4)熱效率恒定:非金屬材料特性,耐腐蝕、抗結垢、抗結蠟,使得熱效率衰減遠遠小于先用金屬制品加熱設備。

          (5)綜合成本優勢明顯:連續加熱管系統在投產應用的過程中,能迅速的降低管線壓力,油液溫升較快,熱效率遠遠高于其他傳統的加熱爐,在節約能耗方面可大幅削減電能開支,且該系統運行平穩,故障率低,平均每年的維護成本相比其余加熱爐單套可節省0.8~1.5萬;同時掃線頻次降低,運營成本大幅降低。

          1. 4、產品應用情況

          目前連續加熱管系統已經在多處井廠順利投產應用,在長慶油田投產的連續加熱管系統運行狀態良好,入口油溫在8~12,出口油溫均能達到30以上,平均溫升范圍均在20~30之間,均可滿足正常使用。具體應用狀態統計見表。

          表2 應用狀態統計數據

          連續加熱管系統應用狀態數據統計

          序號

          井組

          投產日期

          運行時長
          (天)

          日產液量
          (m3)

          綜合含水
          (%)

          正?;貕?/span>
          (MPa)

          未使用加熱管冬季管線回壓(MPa)

          未使用加熱管掃線頻次

          使用加熱管冬季管線平均回壓(MPa)

          使用加熱管后掃線頻次

          入口油溫范圍

          出口油溫范圍

          最大溫升

          備注

          1

          井1

          2020/1/12

          147

          13.6

          60.9

          1.5

          3.5

          4天1次

          1.2

          未掃線

          7.3~18.6

          37.6~39.2

          31.4


          2

          井2

          2020/1/4

          155

          16.0

          63.5

          1.6

          3.5

          4天1次

          1.2

          未掃線

          8.6~22.4

          30.4~39.6

          29.5


          3

          井3

          2019/10/26

          225

          4

          30.0

          1.7

          3.3

          每周一次

          1.8

          35天一次

          11.2~15.4

          35.6~38.3

          24.8


          4

          井4

          2019/12/24

          166

          7.89

          22.4

          1.0

          4.0

          每周一次

          3.2

          40天一次

          11.1~16.8

          36~39.6

          27.2


          5

          井5

          2019/12/26

          164

          15.36

          24.3

          2.0

          3.6


          2.2


          10.6~15.7

          33.5~38.7

          26.9


          6

          井6

          2019/12/19

          171

          18.92

          63.4

          0.8

          3.0


          1.1


          10.2~22.5

          32.6~37.5

          18.6


          7

          井7

          2020/1/1

          158

          14.2

          64.1

          1.0

          3.8


          1.6


          13.5~28.3

          30.3~42.9

          30.7


          8井8

          2020/1/2

          157

          12.7

          66.9

          1.5

          3.2


          1.7


          11.9~15.7

          31.2~39

          24.8



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