隔热管质量快速检测系统装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种能够实现多测点，成批快速地检测隔热管隔热质量的系统装置及方法，特别是对隔热油管进行质量检测，它是由加热管线并联流程装置，检测采集控制装置和计算机软件三个部分所组成。本发明专利技术适用于石油工业，测量各类新旧隔热油管的隔热保温性能，完程质量筛选分级。也可以应用于其它行业工业装备的热物理性能的测试评价。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种检测隔热管质量的系统装置及方法，特别是一种能够多测点成批地快速检测隔热油管的系统装置及方法。本专利技术适用于石油工业各种新旧隔热油管隔热性能及质量的测试和筛选。目前，国内外尚无在测量原理上与本专利技术相同的隔热油管质量检测装备，特别是不具备本专利技术成批地快速检测隔热油管的功能。国内现拥有隔热油管质量检测手段的辽河油田红村总机厂隔热油管生产车间，及胜利油田汽修一分厂隔热油管生产车间，其设备和技术均由青岛化工学院提供。其方法是采用电热棒器材加热隔热油管的管内空间，待温度稳定平衡后测出管内壁温度，管外壁温度和电加热功率，利用视导热系数计算公式，计算出视导热系数，做为判定隔热油管隔热性能的依据。现有的隔热油管质量检测系统装置结构如图1所示。图中1--被测隔热油管、2--对管内加热的电加热棒、3--测量管内加热温度的传感器组、4--测量管外壁表面温度的传感器组、5--测量电加热功率的电流传感器、6--电压传感器、7--微机A/D数据采集接口电路、8--微型计算机系统、9--专业计算机软件、10--电功率调节器。由于目前使用的隔热油管质量检测系统装置及方法，受电加热功率的限制，加热稳定和平衡时间长，每次只能加热和测试一根隔热油管，须8-12小时，仅限于抽样检测出厂产品，不适于油田现场测试旧的隔热油管，因为旧隔热油管管内残存的大量原油在电加热时易发生燃爆，必须对隔热油管做清洗除油等预处理，工作效率很低。本专利技术的目的在于提供一种能快速批量检测隔热管质量的系统装置及方法，它能够不受电加热功率的限制，对不同类型的新旧隔热油管实现多测点，成批地快速测量其隔热性能和质量的功能。本专利技术的目的以如下方式完成(1)将油田现场高热焓工业蒸汽，注入并加热经过管线流程“并联”组成批量的隔热油管；(2)模拟被测物体的工作温度环境控制蒸汽压力和干度，即可控制隔热油管内加热功率和温度，并迅速达到要求；(3)将带有防外界干扰工作罩的“热流/表面温度”传感器贴于隔热油管外壁的被测点上，准确测量隔热油管的热流及表面温度值；(4)具有“多路选一”功能的“多路时序步进采集控制器”，将多个传感器的测量信号按规定时序逐一送入计算机“模/数”转换接口。计算机在专门编制的软件支持下，完成对数据采集过程的控制及运算处理、鉴别分类、贮存并送出最终检测结果报告。本专利技术采用专门设计的隔热管质量快速检测系统装置，由加热管线“并联”流程装置、检测采集控制装置及计算机专用软件三部分组成，加热管线流程装置是在高热蒸汽入口处设有压力调节器、压力表、控制阀门，其后装有“并联”的管线，经快速接头与隔热管连通，并在隔热管的另一端汇总，引入回收池；检测采集控制系统主要由热流/表面温度传感器组、入口和出口温度传感器、多路时序步进采集控制器、数字式热流计、A/D模数转换电路板、三并行通讯口电路板及微型计算机系统构成，多路时序步进采集控制器的接口与热流/表面温度传感器组相接，时序步进采集控制器又与数字式热流计及三并行通讯口电路板相接，三并行通讯口电路板及A/D模数转换电路板均与微型计算机系统相接；计算机软件主要由能达到按规定时序完成数据采集、转换、计算、分析的参数设定、数据采集、打印报告、流程显示、检索数据、数据分析、采集自检及参数修改八个功能块组成。在计算机中增加三个并行通讯口，实现了增加传感器控制数量的目的，每个并行通讯口有八根数据线，其中七根数据线用于增加传感器控制数量，一根用于清零和复位，每一根数据线可以控制八传感器的工作，三个并行通讯口的21根数据线，总计可以控制168个传感器的工作，按每根隔热油管设四个检测点(传感器)计，每批最多可以测量42根隔热油管。检测结果报告自动将隔热油管分为三个质量等级Ki＜0.058W/m.℃为优级品(用于蒸汽驱油的油井)。Ki＝0.058～0.118W/m.℃为良级品(用于蒸汽吞吐的油井)。Ki＞0.118W/m.℃为劣级品(报废，禁止使用)。由于加热介质是高温蒸汽，因此在测试的同时，还可以完成隔热油管管内污物的清洗，油水分离和原油回收。本专利技术采用部颁标准的计算公式，根据径向传热原理，隔热油管视导热系数方程为Ki=QlnRciRto2π·L(Tto-Tc)]]>式中Ki为隔热油管视导热系数(w/℃.m2)。Q为径向热流速度(W)。Tto为隔热油管内管管内温度(℃)。Tc为隔热油管外管外表面温度(℃)。Rto为隔热油管内管内半径(m)。Rci为隔热油管外管外半径(m)。L为被测隔热油管长度(m)。本专利技术具有如下优点(1)、批测量大设计测量点最多可达168点(传感器)，按每管四测点计，每批最多可测量42根隔热油管。而现有技术只能测出一根。(2)、批测时间短装卸一个传感器仅需五秒钟，从加热到测量完成。每批测试时间不超过0.5小时。而现有的技术测量一根隔热油管须8-12小时。(3)、节约电能加热隔热油管的工业蒸汽通常取自注汽井供汽管线，用量小，间歇使用，不增加锅炉负担，不影响正常生产，也不增加油田日益紧张的电网负担。而现有的技术，每测试一根隔热油管即消耗电能50度。(4)、适应性强本专利技术所涉装置及方法，不仅可以在生产厂快速检测新隔热油管，还可以在油田现场建站使用，筛选旧隔热油管和检测修复的旧管。(5)、应用领域广阔本专利技术由于采用了测量“热流/表面温度”的基本测量原理和相应手段，因此可以广泛应用于石油、化工、冶金、热力、能源等行业，测量其工业装备、管线流程的热物理性能，评价其节能效果，也可以应用于某些工业隔热材料产品的质量和性能的检测评价方面，这些对节约能源消耗都有积极意义。 附图说明图2为隔热油管质量快速检测系统装置及流程图；图3为多路时序步进采集控制器电路原理图；图4为热流/表面温度传感器工作罩结构示意图；图5为计算机专业软件工作流程图。其中图5a为主程序流程图；图5b为子程序1(参数设定)流程图；图5c为子程序2(四测点数据系集)流程图；图5d为子程序3(显示四测点检测报告)流程图；图5e为子程4流程图；图5f为子程5流程图；图5g为子程6流程图；(其中子程序A为均衡度分析及显示打印；子程序B为相关性分析及显示打印；子程序C为数据库分析及显示打印)图5h为子程序7(系统自检)流程图(其中子程序D逐点检查继电器及发光管；子程序E检查采集通道板；子程序F定位检查继电器及晶体管)。附图2--5中1--隔热油管、2--蒸汽管线流程、3--蒸汽压力调节器、4--蒸汽压力表、5--供汽控制阀门、6--“并联”分流管路、7--快速装卸接头、8--油水排放管线、9--油水回收池、10--工业蒸汽锅炉、11--管线入口蒸汽温度测量传感器、12--管线出口蒸汽温度传感器、13--蒸汽温度传感器变送器、14--蒸汽温度传感器变送器20V直流电源、15--热流/表面温度传感器组、16--多路时序步进采集控制器、17--数字式热流计、18--微型计算机系统、19--显示器、20--打印机、21--计算机专业软件、22--A/D模数转换电路板、23--并行通讯口电路板、24--三并行通讯口电路板、25--“八或非”门电路、26--“双四”移位寄存器、27--与左边双点划线框内电路相同、28--键盘、29--本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔热管质量快速检测方法，特别是隔热油管质量的检测方法，它包括下列步骤：（１）以工业高热焓蒸汽为热源，注入并加热经过管线流程并联的多根隔热油管的管内空间；（２）模拟被测物体的工作温度环境，控制蒸汽压力（可在０～２２１兆帕内选定）和 干度（在１０％～９０％）达到控制压力为一定值（如隔热油管压力选定在４兆帕），使隔热管内壁和外壁快速升到一恒定温度（如隔热油管其蒸汽温度达到２５０℃）；（３）在每根隔热管外壁的被测点上贴“热流／表面温度”传感器，所设测点个数根据被测管的长 短而定（如隔热油管可设４或８个测点）；（４）分别在蒸汽管线入口和出口处设置蒸汽管线入口和出口传感器，测量并取得蒸汽温度数据，蒸汽温度传感器送出电信号，经蒸汽温度传感器变送器放大，送入计算机Ａ／Ｄ模数转换电路板；（５）各路传感器通过具 有“多路选一”功能的“时序步进循环采集多路控制电路”依次与热流计接通，同时微机接受热流计输出的各点的热流温度电信号，按规定时序逐一送入计算机模／数转换接口，由计算机对各根隔热管的热流和温度进行计算；（６）根据经向传热原理，隔热油管视导热 系数方程得出各隔热油管的视导热系数，由此确定隔热管的质量等级。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：宋龙，沈燮泉，陈亚平，陈继业，
申请(专利权)人：石油勘探开发科学研究院热力采油研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]