油气田井口智能电磁加热装置
技术领域
本发明属于油气田井口采出物换热外输装置，特别涉及一种油气田井口智能电磁加热装置。
背景技术
油田生产井采出液中有油、气、水、沙、混合物被同时从油井中采出，通过管线输送到计量间在转输到中转站、联合站进行分离处理，从中转站到每个井口都安装有伴热热水管线，伴热管线热水在井口处与采出物混合提高温度再输送到计量间再到中转站分离，不但增加了初期建设投资，也为后续生产运行增加处理负荷，增加了管理难度，浪费人力物力。近年来，油田部分生产井至中转站之间采出液输送管线旁边伴热管线已取消，在井口上使用电加热装置直接加热或伴热用来输送采出液。而加热方式多采用的是电阻式加热，如电热棒加热、低电阻大电流加热等，这种电阻式加热用在油田油井含有易燃易爆天然气采出液环境是危险的，如果在采出液不足且天然气含量多使得加热部位呈半液半气时，裸露在天然气的部分电热棒或直接与天然气接触金属管部分处于干烧状态，不但加热效果差，还极易引发燃烧或爆炸；即使加热时始终充满液体，也会由于电阻加热部件使用寿命短而需要频繁更换和维修。也有采用电磁加热方式的，如发明专利“一种电磁加热器”申请号：202010180570.9，该专利采用电磁线圈、陶瓷管、金属棒配合使用，电磁线圈加热金属棒，把流过由金属棒与陶瓷管形成环空的采出液加热，这同样存在采出液含气充不满环空而产生干烧的隐患。发明专利“一种电磁加热油气混输方法”申请号：201910710480.3，该专利采用电磁加热,将电磁线圈缠绕在金属管道报文隔热层的外面，直接加热金属管，由金属管将热量传递到混输液中，而混输液中含有天然气，仍然存在干烧和加热效果差，降低设备使用寿命问题，特别是存在安全隐患。发明专利“一种电磁加热储能装置”申请号：201921034749.2，该专利采用电磁加热器、热媒储罐、储罐内换热盘管及热媒配合使用，属于储能设备领域，储罐内有死角，储罐内热媒有不易流动区域，热媒经储罐上下进出口存在直进直出的不足，换热不彻底。
发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足，提供了一种油气田井口智能电磁加热装置。
本发明的油气田井口智能电磁加热装置，包括导热油储罐、电磁加热器和电磁控制柜，还包括螺旋环空换热器，所述的螺旋环空换热器是在两端封闭内部中空的螺旋外套管的内部套装了螺旋内管组合而成，在螺旋外套管的两端分别设有介质进口和介质出口，螺旋内管穿过螺旋外套管的两端；导热油储罐的底部出口管路连接至螺旋外套管的一端的介质进口、在管路上安装有循环泵、另一端的介质出口管路连接至电磁加热器的一端、电磁加热器的另一端出口管路连接至导热油储罐；电磁加热器外壁上设有电磁线圈与电磁控制柜电缆连接。
作为本发明的进一步改进，在电磁加热器的壳体内设有与壳体固定的电磁感应加热管。
作为本发明的进一步改进，在电磁加热器的外部套接有护筒。
作为本发明的进一步改进，在电磁加热器外壁上覆设有螺旋换热盘管，螺旋换热盘管下端进口管路与上端出口管路均穿过护筒的筒壁与冷却水箱连接；螺旋换热盘管下端进口与冷却水箱下端出口之间的管路上设有冷却水泵、上端出口与冷却水箱上端进口之间的管路上设有散热器。
作为本发明的进一步改进，电磁控制柜上设置有风机，风机的出风口对着散热器。
作为本发明的进一步改进，导热油储罐罐壁上安装有液位传感器、顶端设有呼吸阀、底部设有排污阀，导热油储罐上端进口与电磁加热器上端出口连接的管路上设置有温度传感器。
作为本发明的进一步改进，导热油储罐下端出口与螺旋外套管进口端连接的管路上设置有循环泵。
作为本发明的进一步改进，螺旋外套管的外壁上包有保温隔热层。
作为本发明的进一步改进，螺旋内管的出口端和进口端处均设置有温度传感器。
本发明的一种油气田井口智能电磁加热装置，结构设计合理，加热装置不会直接暴露在外并且内部始终循环加热导热油，能够防止装备干烧造成危险，具有安全可靠、高效节能、环保、无人值守、远程控制、使用寿命长等特点。
附图说明
图1是本发明一种油气田井口智能电磁加热装置的结构示意图；
图2是图1中I的放大示意图；
图3为本发明另一实施例结构示意图。
具体实施方式
实施例1
本发明的一种油气田井口智能电磁加热装置，如图1、图2所示，包括导热油储罐1、电磁加热器2和电磁控制柜3和螺旋环空换热器6。所述的螺旋环空换热器6是在两端封闭内部中空的螺旋外套管7的内部套装了螺旋内管8组合而成，在螺旋外套管7的两端分别设有介质进口和介质出口，螺旋内管8穿过螺旋外套管7的两端。所述螺旋外套管7的外壁上包有保温隔热层17、螺旋内管8的出口端和进口端处均设置有温度传感器14，导热油储罐1的底部出口经循环泵16管路连接至螺旋外套管7的一端的介质进口、另一端的介质出口管路连接至电磁加热器2的下端、电磁加热器2的上端出口管路连接至导热油储罐1；所述导热油储罐1罐壁上安装有液位传感器12、顶端设有呼吸阀13具有加入导热油功能、底部设有排污阀15，导热油储罐1上端进口与电磁加热器2上端出口连接的管路上设置有温度传感器14，电磁加热器2内部设有一个以上的电磁感应加热管19、外壁上设有电磁线圈与电磁控制柜3电缆连接；所述的电磁加热器2的壳体外壁上包裹保温隔热层，电磁线圈缠绕在保温隔热层外与电磁控制柜电缆连接。电磁加热器壳体内部装有用于增大换热面积的电磁感应加热管19，两者之间留有环空，导热油从电磁加热器下端进入，经电磁加热器与电磁感应加热管19之间环隙空间以及电磁感应加热管19内部向上移动，与电磁加热器壳体内表面和电磁感应加热管19内外表面进行接触换热，最后由电磁加热器上端出口管进入导热油储罐。
同时，所述电磁加热器2，在电磁加热器2电磁感应线圈外覆设覆设有螺旋换热盘管5并留有间隙、外部套接有护筒4，螺旋换热盘管5下端进口管路与上端出口管路均穿过护筒4的筒壁与冷却水箱11连接；螺旋换热盘管5下端进口与冷却水箱11下端出口之间的管路上设有冷却水泵18、上端出口与冷却水箱11上端进口之间的管路上设有散热器10，冷却水箱11内的水流进入螺旋换热盘管5内对电磁加热器2进行换热降温；所述电磁控制柜3分普通和防爆型，冷却方式风冷或水冷，上设置有风机9，风机9的出风口对着散热器10，风机9和散热器10对流回冷却水箱11的水进行降温。所述的液位传感器12、温度传感器14、循环泵16、冷却水泵18均电磁控制柜与总控制系统数据库连接，可通过手机或电脑远程检测数据并对装置进行控制。
本发明的一种油气田井口智能电磁感应加热装置可置于撬装板房内，启动循环泵16，导热油储罐1内部的导热油经过管道进入螺旋外套管7和螺旋内管8形成的环形空间内，再通过管道进入电磁加热器2内，经过电磁加热器2的加热后再经过导热油储罐1进入螺旋外套管7，使螺旋外套管7内部充满加热后的导热油，再将螺旋内管8的进口与油气井出口连接、螺旋内管8的出口与外输管线连接，可通过加热后的导热油对采出的介质进行加热，将热量传递给采出的介质后，再经循环泵送到电磁加热器2内加热，换热后的导热油再被送到导热油储罐1内，通过对温度传感器设定值，电磁加热器2电磁线圈在半负荷至满负荷之间自动工作，升温或降温，如此循环往复，当采出的介质加热不需要原设定的温度值时，可通过手机或电脑无线远程操作修改，具有故障报警，控制启停，打印报表等功能。当导热油长时间使用变质需要更换时，通过导热油储罐1底部排污阀15排出。当电磁加热器2工作时，螺旋换热盘管5就同时对其进行降温，打开冷却水箱11，水流经冷却水泵18送入螺旋换热盘管5，通过螺旋换热盘管5内充满的冷水对电磁加热器2进行降温，水流通过管路回到冷却水箱11的过程中会经过散热器10，风机9和散热器10会对流回冷却水箱11的水进行降温，使冷却水箱11内的水始终保持较低的温度。外部套接有护筒4起到阻挡螺旋换热盘管5冷却温度向外散发达到充分换热效果，延长电磁线圈使用寿命。
本装置通过电磁加热器2将导热油加热，加热的导热油经循环泵输入由两根套装在一起金属管制作成的螺旋环空换热器6，将螺旋内管8内采出液加热。采取换热而不是直接加热方式，既无需考虑天然气在换热管内变化，也避免干烧现象，高压气液混合介质流经螺旋环空换热器6中心的螺旋内管8选用厚壁无缝钢管制作以适应高压运行条件，由于两根金属管制作的螺旋环空换热器均匀无死角，不存在导热油不流动区域，换热效果好。螺旋环空换热器与U形换热器对比有以下优点：不用弯头连接、焊缝少、隐患少，介质流动方向稳定，不产生逆流不阻流。当螺旋内管8高压气液混合介质由高压经油嘴释放变低压需要吸收大量热量时，螺旋环空换热器6完全满足螺旋内管8高压气液混合介质吸热需要，避免了油嘴冻堵造成油田气井停产必须施工作业进行解堵问题，安全可靠，环保节能，节省大量人力物力。
螺旋环空换热器的螺旋内管8进口与油气井出口连接，螺旋内管8出口与外输管线连接。螺旋环空换热器6的螺旋外套管7套装在螺旋内管8的外侧，螺旋外套管7与螺旋内管8形成环形空间，螺旋外套管7进口与导热油储罐1出口连接，导热油储罐1放置螺旋环空换热器6上方，导热油储罐1入口与电磁加热器2出口通过管路连接，电磁加热器2出口管路上装有温度传感器，循环泵16安装在导热油储罐1出口与螺旋外套管7入口的管路上。呼吸阀、液位传感器、排污阀安装在储油箱的油罐上。温度传感器、液位传感器与智能控制系统连接。导热油装在储油罐、管路及内外螺旋环空管内。整个导热油系统管线及设备外壁包有保温隔热层。
油气井采出液经螺旋环空换热器的螺旋内管8进口进入，在螺旋内管8内吸热由螺旋内管8出口输出，导热油储罐1内的导热油经油泵通过管路流入螺旋外套管7和螺旋内管8环空管内，将热量传递给螺旋内管8内的采出液后流出，再经循环泵送到电磁加热器加热，加热后导热油再被送到导热油储罐1内，如此循环往复。
实施例2
根据油气井需要，螺旋环空换热器6也可以做成"Z"字形，如图3所示，上半部分与井口连接，下半部分向计量站方向埋在地下，整体智能电磁加热装置距井口一定距离换热器末端旁边。其它同实施例1。
