基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置及控制方法，用于石油井抽油管清洗。清洗装置与修井机就地配套使用，免于运输；利用抽油管下放势能回馈储能供修井机使用；利用双循环加热的方式清洗油管，有效利用余热。与现有技术相比，减少了运输成本，污染排放少，节能环保；清洗装置内设置双循环加热通道，使热量得到充分利用，最大限度降低热损失，能量利用率高；不间断作业，提高效率。

【技术实现步骤摘要】
基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置及控制方法
本专利技术涉及石油输采设备
，特别涉及一种基于能量回收的双循环加热式石油抽油管清洗系统及控制方法。
技术介绍
石油是由多种成分组成的，一般都含石油蜡。石油蜡在油管中的聚积是石油工业中需要重点解决的问题。石油蜡是一种固态烃，主要成分是石蜡，它存在于原油、馏分油和渣油中，具有蜡的分子结构，熔点高于30～35℃。在油田未开发之前，原油是埋藏在地层中的。在地层的高温、高压条件下，原油大多呈液态存在，石油蜡完全溶解在原油之中。但在原油开采过程中，当原油从油层流入井底，再从井底沿抽油管抽升到井口时，随着压力和温度的降低，蜡就会从原油中离析出来，形成结晶颗粒在一定条件下聚积增大，并且不断地黏结在油管壁上，这就是油井的结蜡。结蜡现象导致抽油管内孔越来越小，影响油井的抽产量，因此需要对结蜡过多的抽油管进行清洗。目前，国内抽油管清洗方式主要有将抽油管拉至厂区，利用锅炉蒸汽露天清洗和加碱液浸泡清洗等方法，清洗完毕后再将抽油管送到井口。其缺点是运输抽油管使修井的周期加长，降低油田的生产效率和经济效益，且露天蒸汽清洗过程热量损失大，加减浸泡同样也需要加热否则冷水清洗效果不好，同样存在热量损失问题，因此导致生产成本增加。随着国家对环保和排放的要求越来越高，原有油管清洗方式已经越来越不适应环保的要求。
技术实现思路
本专利技术着力于解决上述现有技术存在的难题，提供一种基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置、系统及控制方法。清洗装置与修井机配套使用，就地由修井机供电工作，抽油管免于运输；利用抽油管下放势能回馈给井厂电网和超级电容联合储能，供修井机使用；利用双循环微波加热的方式清洗油管，有效利用余热。本专利技术解决以上技术问题所采取的技术方案如下：首先，本专利技术提供一种基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置，包括一保温箱体，一条传送带从箱体中穿过，用于传送抽油管；在箱体内，按温度区间顺序划分有预热区、升温区、加热区、降温区、冷却区，所述预热区、升温区、加热区、降温区、冷却区彼此之间均由风帘隔开；在所述加热区设置一加热装置，所述加热区温度最高；在所述降温区设置第一风机，并由所述第一风机引出一循环管路接至所述升温区；在所述冷却区设置第二风机，并由所述第二风机引出一循环管路接至所述预热区。进一步地，所述预热区前端接进料区，所述冷却区后端接出料区；所述进料区与预热区之间、所述冷却区与出料区之间均设置有门帘。进一步地，所述预热区与升温区之间由第一风帘隔开，所述升温区与加热区之间由第二风帘隔开，所述加热区与降温区之间由第二风帘隔开，所述降温区与冷却区之间由第一风帘隔开，所述第一风帘、第二风帘可移动。进一步地，所述清洗装置自进料方向至出料方向由上向下倾斜。进一步地，在所述传送带下方设置有引流板，接收融化的石蜡。其次，本专利技术提供一种基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗系统，包括所述的清洗装置，所述清洗装置安装于卡车上，卡车上备有n根干净的抽油管，卡车旁设置修井机，所述修井机为清洗装置供电。再次，本专利技术提供一种所述清洗装置的控制方法，其特征在于：定义抽油管当前清洁满意度表达式：f＝KBT/V，f为当前清洁满意度，K为调节系数，V为传送带速度，B为加热区宽度，T为加热区温度；定义抽油管清洁满意度阈值C0；当f>C0时，表示当前清洗装置清洗能力满足需求；设定加热区温度保持在T1～T2；通过调节传送带速度V和加热区宽度B，以满足加热区温度在T1～T2时f>C0的要求。进一步地：1)当加热区温度不足T1，但也足以使抽油管中石蜡融合时，若加热区宽度已达到设定的最大宽度Bmax，则进入传送带降速模式；若加热区宽度没有达到最大宽度Bmax，则进入加热区宽度增宽模式；2)当加热区温度在T1～T2时，进入传送带调速模式；3)当加热区温度高于T2时，若加热区宽度没有达到设定的最小宽度Bmin，则进入加热区宽度减宽模式；若加热区宽度已达到最小宽度Bmin，则进入升温区至降温区宽度增宽模式。再进一步地：1)当系统处于传送带降速模式时，此时加热区宽度为最大宽度Bmax，当前清洗满意度f＝KBmaxT/V，1-1)若传送带速度V小于传送带标准最小速度Vmin，则传送带速度V不变；1-2)若传送带速度V大于传送带标准最小速度Vmin，则计算加热区宽度B＝C0Vmin/KT，若加热区宽度B大于标准宽度B0，则调节加热区宽度为B0，并退出该模式；若加热区宽度B小于标准宽度B0，则保持当前加热区宽度B，并退出该模式；2)当系统处于加热区宽度增宽模式时，此时传送带速度为标准最小速度Vmin，计算加热区宽度B＝C0Vmin/KT，判断加热区宽度B与标准宽度B0的关系：2-1)若加热区宽度B小于标准宽度B0，则调节加热区宽度为B0，并退出该模式；2-2)若加热区宽度B大于标准宽度B0而小于最大宽度Bmax，则调节加热区宽度为B，并随T变化循环监测；2-3)若加热区宽度B大于最大宽度Bmax，则调节加热区宽度为Bmax，并退出该模式；3)当系统处于传送带调速模式时，此时加热区宽度为标准宽度B0，3-1)若加热区温度不处于设定的区间T1～T2，则退出该模式；3-2)若加热区温度处于设定的区间T1～T2，则根据当前温度计算当前传送带速度V＝KB0T/C0，调节至该速度，并随T变化循环监测；4)当系统处于加热区宽度减宽模式时，此时加热区温度高于90℃，传送带速度达到最大值Vmax，首先计算加热区宽度B＝C0Vmax/KT，然后判断加热区宽度B与最小宽度Bmin关系：4-1)若加热区宽度B小于最小宽度Bmin，则调节加热区宽度为Bmin，并退出该模式；4-2)若加热区宽度B大于最小宽度Bmin，再判断加热区宽度B与标准宽度B0关系：当加热区宽度B大于标准宽度B0时，调节加热区为标准宽度B0，并退出该模式；当加热区宽度B小于标准宽度B0时，调节加热区宽度为B，并随T变化循环监测；5)当系统处于升温区至降温区宽度增宽模式时，此时传送带速度达到最大值Vmax，加热区宽度达到最小值Bmin，首先计算当前清洁满意度f＝KBminT/Vmax，然后判断f与清洁满意度阈值C0的关系：若f<C0，则调整升温区至降温区宽度为标准宽度，并退出该模式；若f≥C0，则调整升温区至降温区宽度为最大宽度，并随温度变化循环监测。再次，本专利技术提供一种所述清洗系统的控制方法，其特征在于：卡车上预先至少备有n根干净的抽油管，首先提供下放势能转换为电能给修井机，下放势能转换为的电能和电网电能之和，足以使所述清洗装置能够启动，清洗至少1根抽油管；然后随清洗随下放，不断循环；其中，计算n的方法如下：设电网提供电能为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置，其特征在于：包括一保温箱体，一条传送带从箱体中穿过，用于传送抽油管；/n在箱体内，按温度区间顺序划分有预热区、升温区、加热区、降温区、冷却区，所述预热区、升温区、加热区、降温区、冷却区彼此之间均由风帘隔开；/n在所述加热区设置一加热装置，所述加热区温度最高；/n在所述降温区设置第一风机，并由所述第一风机引出一循环管路接至所述升温区；/n在所述冷却区设置第二风机，并由所述第二风机引出一循环管路接至所述预热区。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置，其特征在于：包括一保温箱体，一条传送带从箱体中穿过，用于传送抽油管；
在箱体内，按温度区间顺序划分有预热区、升温区、加热区、降温区、冷却区，所述预热区、升温区、加热区、降温区、冷却区彼此之间均由风帘隔开；
在所述加热区设置一加热装置，所述加热区温度最高；
在所述降温区设置第一风机，并由所述第一风机引出一循环管路接至所述升温区；
在所述冷却区设置第二风机，并由所述第二风机引出一循环管路接至所述预热区。


2.根据权利要求1所述的基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置，其特征在于：所述预热区前端接进料区，所述冷却区后端接出料区；所述进料区与预热区之间、所述冷却区与出料区之间均设置有门帘。


3.根据权利要求1所述的基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置，其特征在于：
所述预热区与升温区之间由第一风帘隔开，
所述升温区与加热区之间由第二风帘隔开，
所述加热区与降温区之间由第二风帘隔开，
所述降温区与冷却区之间由第一风帘隔开，
所述第一风帘、第二风帘可移动。


4.根据权利要求1所述的基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置，其特征在于：所述清洗装置自进料方向至出料方向由上向下倾斜。


5.根据权利要求1所述的基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗装置，其特征在于：在所述传送带下方设置有引流板，接收融化的石蜡。


6.一种基于能量回收的双循环加热式抽油管清洗系统，其特征在于：包括如权利要求1～5之一所述的清洗装置，所述清洗装置安装于卡车上，卡车上备有n根干净的抽油管，卡车旁设置修井机，所述修井机为清洗装置供电。


7.一种根据权利要求1～5之一所述清洗装置的控制方法，其特征在于：
定义抽油管当前清洁满意度表达式：f＝KBT/V，f为当前清洁满意度，K为调节系数，V为传送带速度，B为加热区宽度，T为加热区温度；定义抽油管清洁满意度阈值C0；当f>C0时，表示当前清洗装置清洗能力满足需求；
设定加热区温度保持在T1～T2；
通过调节传送带速度V和加热区宽度B，以满足加热区温度在T1～T2时f>C0的要求。


8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：
1)当加热区温度不足T1，但也足以使抽油管中石蜡融合时，
若加热区宽度已达到设定的最大宽度Bmax，则进入传送带降速模式；
若加热区宽度没有达到最大宽度Bmax，则进入加热区宽度增宽模式；
2)当加热区温度在T1～T2时，进入传送带调速模式；
3)当加热区温度高于T2时，
若加热区宽度没有达到设定的最小宽度Bmin，则进入加热区宽度减宽模式；
若加热区宽度已达到最小宽度Bmin，则进入升温区至降温区宽度增宽模式。


9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：
1)当系统处于传送带降速模式时，此时加热区宽度为最大宽度Bmax，当前清洗满意度f...

【专利技术属性】
技术研发人员：范久臣，冯素丽，富丽，乔廷婷，李阳，
申请(专利权)人：北华大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22