非金属敷缆复合连续加热管系统

作者:上海飞舟博源 浏览:18 发表时间:2020-06-12 00:00:00 来源:自制


非金属敷缆复合连续加热管系统

  1. 1、技术背景

目前使用的加热炉的换热器多为金属管,随着运行时间增加,金属管内结垢较为严重,降低了管壁强度,加重热阻管道压力急剧增大。目前原油集输管线最大的难题是管道内壁结蜡,金属集输管的极性较强,且内壁粗糙度较大,容易结蜡增加流阻,易腐蚀,需定期清蜡或是更换管线。井场压力不能疏通管线必须进行扫线处理,在频繁的扫线过程中也经常引发管线爆裂事故在冬季尤为严重

连续加热管系统解决了现有电加热炉存在的问题,管的内壁表面能较低、粗糙度很小,不易结垢结蜡,流阻极低,几乎可以做到免维护。该系统是一种以非金属材料由主要原料、集原油加热和输送功能于一体的换热系统,加热管内嵌加热导线,能够以合适的发热功率加热管内流通的原油,并具备抗结垢抗结蜡和耐酸碱腐蚀等特点,可以极大的减少冬季油田的管线扫线频次。系统具备实时在线监测和控制的功能,当故障发生时能及时把控各个重要环节的作业状态,而且相关的数据如压力和温度等情况均会在线集中反馈到数据分析平台。解决油田生产管理无法在线实时监测的问题,真正实现油田智能化,对于降低油田生产运行成本和提高原油的采输工作效率具有重大意义。

  1. 2、非金属敷缆复合连续加热管系统组成

连续加热管系统主要由三部分组成:加热管、金具以及加热控制柜。加热控制柜通过金具内置的多种传感器反馈信号,实时调节输出电流大小,通过连续加热管内嵌的加热电缆实现管线发热,从而实现对管线内输送的油液进行加热。


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1a 连续加热管系统示意图        1b 连续加热管系统示意图

 

(1)加热管

加热管是一种以非金属材料由主要原料、集原油加热和输送功能于一体的换热系统,本复合材料加热管内嵌加热导线,能够以合适的发热功率加热管内流通的原油,避免因温度过低导致油液固化,输送管道堵塞,并具备抗结垢抗结蜡和耐酸碱腐蚀等特点。

表1 加热管技术参数表

项 目

单 位

参数值

公称内径

mm

50±1

公称外径

mm

78±1

工作温度

-20~60

额定工作内压

MPa

10

爆破内压(60

MPa

40

管内壁特性

阻气、抗结垢、抗结蜡、耐腐蚀、耐磨

管外壁特性

耐腐蚀、耐酸碱、受压开裂稳定性好

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图2-a 加热管结构示意图             图2-b 加热管实物示意图

(2)金具

接头金具,主要承担着与井厂进出油口的连接与油液状况的监测,接头金具一端与智能管相连,另一端连接井厂管道,金具内配备有温度传感器与压力传感器,实时监测反馈管内油液的输送状态;

(3)温度控制系统

通过实时采集金具与管体各个温度传感器与压力传感器的数据,动态调节输出功率,保证出口的油液温度,监控管线压力的变化,对系统与管线进行保护。

  1. 3、产品技术优势

连续加热管系统具有以下特点:

(1)集井场原油加热和输送功能于一体,加热管内衬层导热效果好,摩擦系数小,抗结垢抗结蜡,流通效率高,长距离压力损失小,维护成本低;

(2)耐腐蚀性能良好,适用于井上原油、酸、碱等多种介质输送;

(3)质量轻,接头少,柔性好,抗冲击,施工方便,作业效率高。

(4)热效率恒定:非金属材料特性,耐腐蚀、抗结垢、抗结蜡,使得热效率衰减远远小于先用金属制品加热设备。

(5)综合成本优势明显:连续加热管系统在投产应用的过程中,能迅速的降低管线压力,油液温升较快,热效率远远高于其他传统的加热炉,在节约能耗方面可大幅削减电能开支,且该系统运行平稳,故障率低,平均每年的维护成本相比其余加热炉单套可节省0.8~1.5万;同时扫线频次降低,运营成本大幅降低。

  1. 4、产品应用情况

目前连续加热管系统已经在多处井厂顺利投产应用,在长庆油田投产的连续加热管系统运行状态良好,入口油温在8~12,出口油温均能达到30以上,平均温升范围均在20~30之间均可满足正常使用。具体应用状态统计见表。

表2 应用状态统计数据

连续加热管系统应用状态数据统计

序号

井组

投产日期

运行时长
(天)

日产液量
(m3)

综合含水
(%)

正常回压
(MPa)

未使用加热管冬季管线回压(MPa)

未使用加热管扫线频次

使用加热管冬季管线平均回压(MPa)

使用加热管后扫线频次

入口油温范围

出口油温范围

最大温升

备注

1

井1

2020/1/12

147

13.6

60.9

1.5

3.5

4天1次

1.2

未扫线

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

未扫线

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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