技术领域
[0001] 本
发明属于原油加热技术领域，具体涉及一种输油管道原油电磁加热棒及加热方法。
背景技术
[0002] 目前，油田对井场和集油站输油管道里的原油加热，采用伴热带加热和各种电
热管加热方式，但是，利用伴热带对井场和集油站输油管道里的原油进行加热时，热效率较低，且在地下损坏后经常需要开挖大量土方，才能完成维修操作，维修困难。采用各种电热管加热方式对井场和集油站输油管道里的原油加热时，电热管易
结垢，结垢后热效率逐步降低，并且电热管容易损坏。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种输油管道原油电磁加热棒及加热方法，目的之一在于提供一种安全、可靠、热效率高的输油管道原油电磁加热棒及加热方法；目的之二在于提供一种使用寿命长、维修便利的输油管道原油电磁加热棒及加热方法。
[0004] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0005] 一种输油管道原油电磁加热棒，包括
[0006] 防爆
接线盒，防爆接线盒的侧面设置有
控制电缆出口；
[0007] 安装短节，安装短节的一端与防爆接线盒连接，安装短节内连接有控制电缆，控制电缆通过控制电缆出口与外接电源连接；
[0008] 电磁加热单元，电磁加热单元连接在安装短节的另一端，电磁加热单元用于将
磁场能量转化为
热能。
[0009] 还包括远程控制终端，所述的远程控制终端与电磁加热单元电
信号连接。
[0010] 所述的电磁加热单元包括护套壳体、主电磁线圈、副电磁线圈和电磁软磁
铁；所述电磁软
磁铁的一端与安装短节的另一端电缆线连接；所述主电磁线圈、副电磁线圈从外至内依次套接在电磁软磁铁上，电磁线圈和副电磁线圈之间具有间隙，电磁线圈和副电磁线圈的一端分别与安装短节连接；所述主电磁线圈、副电磁线圈和电磁软磁铁均置于护套壳体内。
[0011] 还包括测温管；所述测温管与安装短节连接且置于护套壳体内。
[0012] 所述主电磁线圈和副电磁线圈均为圆柱形且均采用的是抽芯、组合式结构。
[0013] 所述主电磁线圈是由直径为2mm，长度为20m镍铬
钛合金加工而成螺线管，所述副电磁线圈是由直径为1mm，长度为15m镍铬钛合金加工而成螺线管，所述电磁软磁铁是由直径为5mm，长度为1m钕铁
硼加工而成。
[0014] 所述的安装短节与防爆接线盒之间设置有连接
法兰；所述的防爆接线盒上设置有接地保护。
[0015] 一种输油管道原油电磁加热棒加热方法，包括如下步骤
[0016] 步骤一：安装原油电磁加热棒
[0017] 关掉抽油机油井，将输油管道原油电磁加热棒插入到输油管道中心
位置，停留8-12分钟后，将外接电源与控制电缆出口内的电缆线连接，接线完成，检查并确认接线的正确性后，启动抽油机油井；
[0018] 步骤二：原油电磁加热棒开始工作
[0019] 当步骤一完成后，按送电操作规程要求确认安全后，外接电源开始供电，原油电磁加热棒开始工作；
[0020] 步骤三：原油电磁加热棒数据获取并进行控制
[0021] 当步骤二完成后，远程控制终端通过测温管获取
温度数据，当测温管测原油温度小于一级设定温度时，远程控制终端发出指令主电磁线圈、副电磁线圈同时工作，当测温管测原油温度小于二级设定温度时，远程控制终端发出指令主电磁线圈工作，副电磁线圈停止工作；
[0022] 步骤四：原油电磁加热棒工作停止
[0023] 当步骤三中的远程控制终端获取温度数据达到预设温度后，原油电磁加热棒停止加热。
[0025] 所述的步骤二中的一级设定温度为40℃，二级设定温度为50℃。
[0026] 有益效果：
[0027] (1)本发明中的棒体
涡流发热与电磁线圈不
接触，安全可靠、加热时间短、节能效果好；
[0028] (2)本发明采用护套式棒状结构，单根长度为0.5～2m，适用于各类输油管道，使本发明的适用范围较广；
[0029] (3)本发明的主副电磁线圈采用抽芯、组合式设计，使得检修更换不清罐，更换部分棒芯即可，简单、方便；
[0030] (4)本发明内置温度
开关、温度保险、Pt100热
电阻三重
过热保护器件，有效防止了过热、干烧、过流等异常故障的发生；
[0031] (5)当本发明的加热介质温度低于设定值时，加热棒启动，高于设定温度值时，加热棒自动停机或降低输出功率，是本发明具有良好的加热效果。
[0032] (6)本发明具有安全可靠、操作简单、投入成本少、使用寿命长、免维护等特点；适合用于各类防爆或非防爆场所。
[0033] 上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照
说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳
实施例并配合
附图详细说明如后。
附图说明
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例或
现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035] 图1是本发明结构示意图；
[0037] 图中：1-防爆接线盒；2-连接法兰；3-安装短节；4-测温管；5-护套壳体；6-主电磁线圈；7-副电磁线圈；8-电磁软磁铁；9-控制电缆出口；10-接地保护。
具体实施方式
[0038] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039] 实施例一：
[0040] 根据图1所示的一种输油管道原油电磁加热棒，包括
[0041] 防爆接线盒1，防爆接线盒1的侧面设置有控制电缆出口9；
[0042] 安装短节3，安装短节3的一端与防爆接线盒1连接，安装短节3内连接有控制电缆，控制电缆通过控制电缆出口9与外接电源连接；
[0043] 电磁加热单元，电磁加热单元连接在安装短节3的另一端，电磁加热单元用于将磁场能量转化为热能。
[0044] 在实际使用时，将防爆接线盒1、安装短节3和电磁加热单元进行连接，然后通电，电磁加热单元迅速产生强烈
磁滞涡流及磁阻热效应热，此热量是加热棒的主要热量。电磁
感应加热通过磁场能量直接使发热外传，加热效率要比电加热管效率高。本发明操作简单、投入成本少且使用寿命长。本发明适用于各类防爆或非防爆环境场所，常用于油田井场、集油站输油管道原油加热体。
[0045] 实施例二：
[0046] 根据图1所示的一种输油管道原油电磁加热棒，与实施例一不同之处在于：还包括远程控制终端，所述的远程控制终端与电磁加热单元
电信号连接。
[0047] 在实际使用时，远程控制终端的设置，使得本发明能够实现远程、自动控制，节省人
力。本实施例中的远程控制终端采用的是现有技术的计算机。
[0048] 实施例三：
[0049] 根据图1所示的一种输油管道原油电磁加热棒与实施例一不同之处在于：所述的电磁加热单元包括护套壳体5、主电磁线圈6、副电磁线圈7和电磁软磁铁8；所述电磁软磁铁8的一端与安装短节3的另一端电缆线连接；所述主电磁线圈6、副电磁线圈7从外至内依次套接在电磁软磁铁8上，电磁线圈6和副电磁线圈7之间具有间隙，电磁线圈6和副电磁线圈7的一端分别与安装短节3连接；所述主电磁线圈6、副电磁线圈7和电磁软磁铁8均置于护套壳体5内。
[0050] 在实际使用时，将主电磁线圈6、副电磁线圈7套入护套壳体5内部，副电磁线圈7放在主电磁线圈6内，电磁软磁铁8穿过副电磁线圈7和主电磁线圈6，形成闭合磁场，通电后线圈
电流使
钢质的护套壳体5迅速产生强烈磁滞涡流及磁阻热效应热，此热量是加热棒的主要热量；而线圈释放的
杂散磁场经钢质的护套壳体5屏蔽吸收并产生圆环内
集肤效应热。安装短节3用于固定电磁软磁铁8；防爆接线盒1与主电磁线圈6和副电磁线圈7电连接。
[0051] 当测温管测原油温度小于一级设定温度时，主电磁线圈、副电磁线圈同时工作，当测温管测原油温度小于二级设定温度时，主电磁线圈工作，副电磁线圈停止工作。
电磁感应加热通过磁场能量直接使钢质的护套壳体5发热，没有热传递过程，因此电磁加热效率要比电加热管效率高。
[0052] 实施例四：
[0053] 根据图1所示的一种输油管道原油电磁加热棒，与实施例三不同之处在于：还包括测温管4；所述测温管4与安装短节3连接且置于护套壳体5内。
[0054] 在实际使用时，所采用的测温管4内置有温度开关、温度保险、Pt100热电阻三重过热保护器件，一级保护失效后，加热温度持续升高，达到最高极限温度时，内部温度保险动做切断控制
电路电源，加热器停止工作，有效防止了过热、干烧和过流等异常故障的发生。提高了原油电磁加热棒使用的寿命。
[0055] 实施例五：
[0056] 根据图1所示的一种输油管道原油电磁加热棒，与实施例三不同之处在于：所述主电磁线圈6和副电磁线圈7均为圆柱形且均采用的是抽芯、组合式结构。
[0057] 优选的是所述主电磁线圈6是由直径为2mm，长度为20m镍铬钛合金加工而成螺线管，所述副电磁线圈7是由直径为1mm，长度为15m镍铬钛合金加工而成螺线管，所述电磁软磁铁8是由直径为5mm，长度为1m钕铁硼加工而成。
[0058] 在实际使用时，所述主电磁线圈6和副电磁线圈7均为圆柱形，电磁软磁铁8与电磁线圈不接触，安全可靠、加热时间短、节能效果好，因此电磁加热效率要比电加热管效率高。主电磁线圈6和副电磁线圈7采用的是抽芯、组合式结构，当检修需要更换时，只需检修更换部分棒芯即可，电磁软磁铁加强了电磁加热效果。主电磁线圈由直径为2mm，长度为20m镍铬钛合金加工而成螺线管，副电磁线圈由直径为1mm，长度为15m镍铬钛合金加工而成螺线管，电磁软磁铁由直径为5mm，长度为0.5～2m钕铁硼加工而成，保证了本发明具有练好的加热效果。
[0059] 实施例六：
[0060] 根据图1所示的一种输油管道原油电磁加热棒，与实施例一不同之处在于：所述的安装短节3与防爆接线盒1之间设置有连接法兰2；所述的防爆接线盒1上设置有接地保护10。
[0061] 在实际使用时，采用技术方案，使得加热的过程更加安全。
[0062] 实施例七：
[0063] 根据图2所示的一种输油管道原油电磁加热棒加热方法，包括如下步骤[0064] 步骤一：安装原油电磁加热棒
[0065] 关掉抽油机油井，将输油管道原油电磁加热棒插入到输油管道中心位置，停留8-12分钟后，将外接电源与控制电缆出口9内的电缆线连接，接线完成，检查并确认接线的正确性后，启动抽油机油井；
[0066] 步骤二：原油电磁加热棒开始工作
[0067] 当步骤一完成后，按送电操作规程要求确认安全后，外接电源开始供电，原油电磁加热棒开始工作；
[0068] 步骤三：原油电磁加热棒数据获取并进行控制
[0069] 当步骤二完成后，远程控制终端通过测温管4获取温度数据，当测温管测原油温度小于一级设定温度时，远程控制终端发出指令主电磁线圈、副电磁线圈同时工作，当测温管测原油温度小于二级设定温度时，远程控制终端发出指令主电磁线圈工作，副电磁线圈停止工作；
[0070] 步骤四：原油电磁加热棒工作停止
[0071] 当步骤三中的远程控制终端获取温度数据达到预设温度后，原油电磁加热棒停止加热。
[0072] 优选的是所述的步骤一中的停留时间为10分钟。
[0073] 在实际使用时，加热体开机60秒可使国标金属管道温度达到100℃以上。热效率高达98％以上，同等条件下，比电阻式加热方式节能30％－80％，预热时间缩短1/2－2/3。对人体没有影响，另外，因为是非接触电磁加热，所以不存在漏电等安全隐患和温度过高的可能性。
[0074] 本发明的技术参数如下：
[0075] (1)额定工作电源：AC380V三相、50Hz；
[0076] (2)额定功率：20kw(单根)；
[0077] (3)热效能利用率≥0.98％；
[0078] (4)棒体表面热负荷≥1.0W/cm2；
[0079] (5)绝缘电阻：冷态＞200MΩ，热态＞0.2MΩ；
[0080] (6)防爆等级：IIB、IIC级；
[0081] (7)防护等级：(IP)IP65；
[0082] (8)防腐等级：WF、WF1、WF2；
[0083] (9)护套壳体压力：1.5MPa不
泄漏、不
变形；
[0084] (10)保护元件：温度保险、温度开关、热电阻、
热电偶；
[0085] (12)安装方式：标准法兰，标准HG/T 20592；
[0086] (13)电磁加热棒规格：DN50～DN300；
[0087] (14)电磁加热棒长度：0.5～2m；
[0088] (15)护套壳体材质：
不锈钢、钛合金。
[0089] 采用本发明投入成本少，安全、可靠、热效率高且维修便利，且使本发明的电磁加热棒使用寿命较长。
[0090] 实施例八：
[0091] 根据图2所示的一种输油管道原油电磁加热棒加热方法，与实施例六不同之处在于：所述的步骤二中的一级设定温度为40℃，二级设定温度为50℃。
[0092] 在实际使用时，当测温管4测得的原油温度小于一级设定温度时，主电磁线圈6和副电磁线圈7同时工作，当测温管4测得的原油温度小于二级设定温度时，主电磁线圈6工作，副电磁线圈7停止工作。根据不同油温采用不同的加热控制方法，与传统电阻式加热器相比可节能20％以上。
[0093] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0094] 在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
[0095] 需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0096] 另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
[0097] 以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
