取样加热器的制作方法

1.本发明涉及采油工程领域，进一步的，涉及一种取样加热器，尤其涉及一种野外工作人员对油井进行取样加热的取样加热器。


背景技术：

2.油井取样是采油工作中每日必须完成的工作之一，它为油井的动态分析提供宝贵的资料和参考。现阶段，油井取样现场是在油井的管道上连接一个四分闸门作为取样阀门，通过该取样阀门对有油井内的油液进行取样。在春、夏、秋季或者环境温度较高时，由于室外环境在0℃以上，取样时打开取样阀门即可取样，但是在冬季或者环境温度较低时，由于室外环境在0℃以下，取样时，由于取样阀门作为远离主管线的旁线，其内部的液体处于静止状态，在室外温度在0℃以下时，就会发生冻堵现象，造成无法正常取样。
3.现阶段，油井取样现场所采用的方法有以下两种：
4.一、采用热水对取样阀门进行加热。该种方法需要从站上用水桶装热水进行化冻，由于油井距站距离较远，有的油井井距在2至3公里左右，水桶内的热水带到井口位置时，热水常会变凉而起不到作用，而且费时费力，增加了工作人员的劳动强度。
5.二、对取样阀门进行火烧。该种方法常采用棉纱沾上可燃油进行点燃，通过点燃的棉纱对取样阀门进行加热，该种方法安全性低，存在一定的作业危险行。
6.针对现有技术中对取样阀门进行加热升温不便、费时费力、安全性低的问题，目前尚未给出有效的解决方案。
7.由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种取样加热器，以克服现有技术的缺陷。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于提供一种取样加热器，在取样阀门保留原有的取样功能基础上，能够在低温环境中以及寒冷的冬季对取样阀门进行快速加热升温，以达到对取样阀门内的冻液进行化冻的效果，保证取样阀门的正常使用，而且本发明的取样加热器结构简单、本体小巧、使用安全，有利于携带和在作业现场拆装，大大降低工人的劳动强度，提高工作效率，保证取样工作的顺利进行。
9.本发明的目的可采用下列技术方案来实现：
10.本发明提供了一种取样加热器，其套设于取样阀的外侧，所述取样加热器包括外壳、填装有热电解液的容液槽、对所述容液槽内的热电解液进行加热的加热电极、对热电解液所产生的热蒸汽流进行导流的风扇和电机，其中：
11.所述容液槽、所述风扇和所述电机均设置于所述外壳的内部，所述加热电极放置于所述容液槽的热电解液中，所述加热电极和所述电机的电源端分别接入电源，所述电机的输出轴与所述风扇连接，所述风扇朝向所述取样阀方向设置。
12.在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳的内部形成有第一容置腔、第二容置腔
和第三容置腔，所述取样阀位于所述第一容置腔内，所述容液槽位于所述第二容置腔内，所述风扇和所述电机位于所述第三容置腔内，所述第三容置腔与所述第一容置腔之间设置有相连通的进风口，所述第二容置腔位于所述第一容置腔和所述第三容置腔的下方，且所述第二容置腔与所述第一容置腔之间设置有相连通的回风口，所述第二容置腔与所述第三容置腔之间设置有相连通的送风口。
13.在本发明的一较佳实施方式中，所述取样阀以及所述取样阀的油样出口均位于所述外壳的内部，所述取样阀的油样进口伸出至所述外壳的外部且与油液管道连接，所述外壳上与所述油样进口相连接的位置上设置有密封套，所述密封套密封套设于所述油样进口的外侧，所述密封套的边缘与所述外壳连接。
14.在本发明的一较佳实施方式中，所述密封套采用弹性胶皮制成。
15.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一容置腔与所述第二容置腔之间设置有第一分隔板，所述回风口开设于所述第一分隔板上远离所述风扇一端。
16.在本发明的一较佳实施方式中，所述第一容置腔与所述第三容置腔之间设置有第二分隔板，所述进风口的数量为多个，各所述进风口在所述第二分隔板上均匀开设。
17.在本发明的一较佳实施方式中，所述第三容置腔与所述第二容置腔之间设置有第三分隔板，所述送风口开设于所述第三分隔板上。
18.在本发明的一较佳实施方式中，所述取样加热器还包括充电电池和电路板，所述充电电池设置于所述外壳的内部，所述电路板设置于所述外壳的外壁上，所述电路板上设置有控制电路和充电接口，所述加热电极的电源端和所述充电电池的充电端分别通过所述控制电路和所述充电接口接入电源，所述充电电池的供电端与所述电机的电源端电性连接。
19.在本发明的一较佳实施方式中，所述电路板上设置有usb接口，所述usb接口与所述充电电池的供电端电性连接。
20.在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳的外壁上设置有照明灯板，所述照明灯板上设置有多个led灯，所述照明灯板电源端与所述充电电池的供电端电性连接，所述照明灯板的外侧罩设有透明灯罩。
21.在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳的外壁上设置有太阳能发电板，所述太阳能发电板的供电端分别与所述加热电极的电源端和所述充电电池的充电端电性连接。
22.在本发明的一较佳实施方式中，所述加热电极的电源端与加热导线的一端连接，所述加热导线的另一端与所述控制电路和所述充电接口连接。
23.在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳的内部形成有第四容置腔，所述充电电池位于所述第四容置腔内，所述第四容置腔位于所述第三容置腔的下方。
24.在本发明的一较佳实施方式中，所述电路板上设置有分别控制所述控制电路导通和断开的启动按钮和停止按钮。
25.在本发明的一较佳实施方式中，所述控制电路包括r-s触发器、交流接触器和温控开关，所述r-s触发器的输出端与所述充电电池的充电端连接，所述r-s触发器的接地端和控制电压端接入所述电源，所述交流接触器连接于所述r-s触发器的控制电压端与所述电源之间；
26.所述加热电极接入所述电源，且所述交流接触器的常闭触点连接于所述加热电极
与所述电源之间，所述温控开关与所述加热电极串联。
27.在本发明的一较佳实施方式中，所述控制电路还包括变压器和桥式整流电路，所述变压器和桥式整流电路依次串联于所述电源与所述r-s触发器之间。
28.在本发明的一较佳实施方式中，所述桥式整流电路与所述r-s触发器之间还设置有续流二极管，所述续流二极管的正极和负极分别与所述桥式整流电路的输出端连接。
29.在本发明的一较佳实施方式中，所述r-s触发器为ic555.brc阻容元件组成的r-s触发器。
30.在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳的顶部设置有提手。
31.在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳采用45号钢淬火制成。
32.在本发明的一较佳实施方式中，所述热电解液为乙二醇和水的混合物。
33.由上所述，本发明的取样加热器的特点有优点是：将容液槽、风扇和电机设置于外壳的内部，在容液槽内填装有热电解液，将加热电极放置于容液槽的热电解液中，加热电极和电机的电源端分别接入电源，电机的输出轴与风扇连接，在对加热电极通电状态下，热电解液在加热电极的加热作用下产生热蒸汽，此时启动电机带动风扇转动，风扇使外壳内的空气进行流动，从而使热蒸汽流动至取样阀位置，通过热蒸汽对取样阀内的冻液进行解冻，使油样能够从取样阀的内部顺利流出，本发明结构简单、本体小巧，有利于携带和在作业现场拆装，本发明将取样阀套设于外壳内，在不改变取样阀的结构和原有功能的基础上，能够在低温环境中对取样阀进行快速加热升温，达到对取样阀内的冻液进行快速化冻的效果，大大降低工人的劳动强度，提高工作效率，保证取样工作的顺利进行。另外，本发明采用安全电压即可对热电解液加热产生热蒸汽，保证工作人员的使用安全。
附图说明
34.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。
35.其中：
36.图1：为本发明取样加热器的结构示意图。
37.图2：为图1中a-a位置的截面图。
38.图3：为本发明取样加热器的立体图。
39.图4：为本发明取样加热器的控制电路图。
40.本发明中的附图标号为：
41.1、外壳；
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101、第一容置腔；
42.102、第二容置腔；
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103、第三容置腔；
43.104、第四容置腔；
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105、提手；
44.106、密封套；
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2、容液槽；
45.3、电机；
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4、风扇；
46.5、充电电池；
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6、电路板；
47.7、启动按钮；
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8、停止按钮；
48.9、充电接口；
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10、加热电极；
49.11、加热导线；
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12、第一分隔板；
50.1201、回风口；
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13、第二分隔板；
51.1301、进风口；
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14、第三分隔板；
52.1401、送风口；
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15、取样阀；
53.1501、油样出口；
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1502、油样进口；
54.16、桥式整流电路；
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17、r-s触发器；
55.18、续流二极管；
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19、温控开关；
56.20、变压器；
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21、控制电路；
57.22、usb接口；
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23、照明灯板；
58.2301、led灯；
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24、灯罩；
59.25、太阳能发电板；
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km、交流接触器；
60.km1、常闭触点；
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u、电源。
具体实施方式
61.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
62.如图1、图2所示，本发明提供了一种取样加热器，其固定套设于取样阀15的外侧，该取样加热器包括外壳1、填装有热电解液的容液槽2、对容液槽2内的热电解液进行加热的加热电极10、对热电解液所产生的热蒸汽流进行导流的风扇4和电机3。其中：外壳1为沿水平方向设置的两端封口的筒状结构，容液槽2、加热电极10、风扇4和电机3均设置于外壳1的内部，加热电极10放置于容液槽2的热电解液中，加热电极10和电机3的电源端分别接入电源u，电机3的输出轴与风扇4连接，风扇4的出风口朝向取样阀15方向设置。
63.本发明在容液槽2内填装有热电解液，将加热电极10放置于容液槽2的热电解液中，在对加热电极10通电状态下，热电解液在加热电极10的加热作用下产生热蒸汽，此时通过启动电机3带动风扇4转动，风扇4使外壳1内的空气进行流动，由于风扇4的出风口朝向取样阀15方向设置，从而使热蒸汽流动至取样阀15位置，通过热蒸汽对取样阀15内的冻液进行解冻，使油样能够从取样阀15的内部顺利流出，本发明结构简单、本体小巧，在外壳1的顶部设置有提手105，有利于工作人员的携带和在作业现场拆装。本发明将取样阀15套设于外壳1内，在不改变取样阀15的结构和原有功能的基础上，能够在低温环境中对取样阀15进行快速加热升温，达到对取样阀15内的冻液进行快速化冻的效果，大大降低工人的劳动强度，提高工作效率，保证取样工作的顺利进行。另外，本发明采用安全电压即可对热电解液加热产生热蒸汽，保证工作人员的使用安全。
64.进一步的，外壳1可采用但不限于45号钢淬火制成。
65.进一步的，风扇4可采用但不限于塑料材质制成。
66.进一步的，热电解液可为但不限于乙二醇和水的混合物。
67.在本发明的一个可选实施例中，如图1、图2所示，外壳1的内部形成有第一容置腔101、第二容置腔102和第三容置腔103，取样阀15位于第一容置腔101内，容液槽2位于第二容置腔102内，风扇4和电机3位于第三容置腔103内，第一容置腔101与第三容置腔103在水平方向位于同一高度，且第三容置腔103与第一容置腔101之间设置有相连通的进风口1301，第二容置腔102位于第一容置腔101和第三容置腔103的下方，且第二容置腔102与第一容置腔101之间设置有相连通的回风口1201，第二容置腔102与第三容置腔103之间设置
有相连通的送风口1401。通过进风口1301、回风口1201和送风口1401使得第一容置腔101、第二容置腔102和第三容置腔103相连通，热蒸汽能够在第一容置腔101、第二容置腔102和第三容置腔103之间进行循环流动，保证对取样阀15的快速加热效果。
68.进一步的，如图1所示，第一容置腔101与第二容置腔102之间设置有第一分隔板12，第一分隔板12沿水平方向设置，且第一分隔板12的边缘与外壳1的内壁连接，回风口1201开设于第一分隔板12上远离风扇4一端。第一容置腔101内的热蒸汽在通过回风口1201流至第二容置腔102时，需要经过整个第一容置腔101，使得热蒸汽能够与取样阀15充分接触，提高对取样阀15的加热效果。
69.进一步的，如图1所示，第一容置腔101与第三容置腔103之间设置有第二分隔板13，第二分隔板13沿竖直方向设置，且第二分隔板13的边缘与外壳1的内壁连接，进风口1301的数量为多个，各进风口1301在第二分隔板13上均匀开设。第三容置腔103内的热蒸汽在流至第一容置腔101时，各进风口1301对热蒸汽起到了匀布和导流的作用，保证热蒸汽能够与取样阀15充分接触，提高对取样阀15的加热效果。
70.进一步的，如图1所示，第三容置腔103与第二容置腔102之间设置有第三分隔板14，第三分隔板14沿水平方向设置，且第三分隔板14的边缘与外壳1的内壁连接，送风口1401开设于第三分隔板14上。
71.进一步的，第一分隔板12、第二分隔板13和第三分隔板14均可采用但不限于45号钢淬火制成。
72.在本发明的一个可选实施例中，如图1所示，取样阀15以及取样阀15的油样出口1501均位于外壳1的内部，取样阀15的油样进口1502伸出至外壳1的外部且与油液管道连接，外壳1上与油样进口1502相连接的位置上设置有密封套106，密封套106上开设有密封孔(未示出)，密封套106通过密封孔固定套设于油样进口1502的外侧，且密封套106与油样进口1502的外壁密封连接，密封套106的边缘与外壳1密封连接。通过密封套106可对不同的取样阀15进行密封，保证热蒸汽在外壳1内对取样阀15进行充分加热，避免热蒸汽的外漏，而且能够扩大取样加热器的适用范围。
73.进一步的，密封套106可采用但不限于弹性胶皮制成，在密封过程中，密封套106会产生一定的形变，保证良好的密封效果。
74.在本发明的一个可选实施例中，如图1、图4所示，取样加热器还包括充电电池5和电路板6，充电电池5设置于外壳1的内部，电路板6设置于外壳1的外壁上，电路板6上设置有控制电路21和充电接口9，加热电极10的电源端和充电电池5的充电端分别通过控制电路21和充电接口9接入电源u，充电电池5的供电端与电机3的电源端电性连接。通过电源u为加热电极10进行供电，同时为充电电池5进行充电，通过充电电池5为电机3进行供电，保证风扇4的正常运行。
75.进一步的，如图1所示，电路板6上还设置有usb接口22，usb接口22与充电电池5的供电端电性连接。充电电池5可起到临时充电宝的作用，在野外作业电力不足的情况下，可通过usb接口22外接其他用电设备，用于临时供电。
76.进一步的，如图1、图3所示，外壳1的下部外壁上设置有照明灯板23，照明灯板23上设置有多个led灯2301，照明灯板23电源端与充电电池5的供电端电性连接，照明灯板23的外侧罩设有透明灯罩24。通过照明灯板23的设置方便夜间照明，便于工作人员在夜间进行
生产作业。
77.进一步的，如图2、图3所示，外壳1的外壁上设置有太阳能发电板25，太阳能发电板25的供电端分别与加热电极10的电源端和充电电池5的充电端电性连接。在本取样加热器停用时，将其放置于阳光下或者工作人员携带其在阳光下作业，8小时即可自动完成对充电电池5的充电，而且保证对加热电极10进行供电，大幅度增加了本取样加热器的工作实效。
78.进一步的，太阳能发电板25可采用但不限于石墨烯opv(即：可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池)制成。
79.进一步的，如图1所示，加热电极10的电源端与加热导线11的一端连接，加热导线11的另一端与控制电路21和所述充电接口9连接。
80.进一步的，如图1所示，外壳1的内部形成有第四容置腔104，充电电池5位于第四容置腔104内，第四容置腔104位于第三容置腔103的下方，且第四容置腔104与第二容置腔102在水平方向位于同一高度。
81.进一步的，如图1所示，电路板6上设置有分别控制控制电路21导通和断开的启动按钮7和停止按钮8。
82.在本发明的一个可选实施例中，如图4所示，控制电路21包括r-s触发器17、交流接触器km和温控开关19，r-s触发器17的输出端(3引脚)与充电电池5的充电端连接，r-s触发器17的接地端(1引脚)和控制电压端(5引脚)接入电源u，交流接触器km连接于r-s触发器17的控制电压端与电源u之间；加热电极10接入电源u，且交流接触器km的常闭触点km1连接于加热电极10与电源u之间，温控开关19与加热电极10串联。
83.进一步的，如图4所示，控制电路21还包括变压器20和桥式整流电路16，变压器20和桥式整流电路16依次串联于电源u与r-s触发器17之间。通过变压器20将220v交流电压转变为15v工作电压，并通过桥式整流电路16将交流电转变为直流电进行供电，通过变压器20和桥式整流电路16配合形成lm317三端稳压电路，可对输出电压进行调节。
84.进一步的，如图4所示，桥式整流电路16与r-s触发器17之间还设置有续流二极管18，续流二极管18的正极和负极分别与桥式整流电路16的输出端连接。在对电压进行调节时，通过续流二极管18保证电压平缓的变化，避免突波电压的发生。
85.进一步的，r-s触发器17可为但不限于ic555.brc阻容元件组成的r-s触发器。
86.本发明中控制电路21的工作方式为：当电源u接通瞬间，r-s触发器17的处于低电压位，r-s触发器17的输出端(3引脚)输出高电位，r-s触发器17上的红色led灯点亮，充电电池5处于充电状态。此时，交流接触器km得电，交流接触器km的常闭触点km1断开，加热电极10不接入电源u，不对热电解液进行加热。随着对充电电池5的充电，充电电池5的电位上升，当充电电池5的端电压大于9v时，r-s触发器17发生翻转，r-s触发器17的输出端(3引脚)输出低电位，向充电电池5充电自动停止，红色led灯熄灭，交流接触器km失电，交流接触器km的常闭触点km1恢复闭合状态，加热电极10接入电源u，对热电解液进行加热。当温度达到温控开关19预设的动作温度时，温控开关19自动断开，电源u不向加热电极10进行供电，加热电极10停止对热电解液进行加热。
87.本发明的取样加热器的工作原理为：工作前，需要对充电电池5进行充电并对加热电极10进行加热，加热电极10对热电解液进行加热产生热蒸汽，加热电极10的加热功率为700w，3至5分钟即可将外壳1内的温度加热至75℃至80℃。达到作业现场后，首先将外壳1固
定套设于取样阀15的外侧，密封套106变形后密封套设于取样阀15的油样进口1502处，起到密闭作用。按启动按钮7，控制电机3运转，通过电机3带动风扇4旋转，将热电解液产生的热蒸汽吹到取样阀15位置，从而将取样阀15内的冻液进行解冻，使油样顺利流出。
88.本发明的取样加热器的特点及优点是：
89.一、该取样加热器通过加热电极10对热电解液加热使其产生热蒸汽，并通过风扇4使热蒸汽在外壳1内进行流动，从而使热蒸汽流动至取样阀15位置，通过热蒸汽对取样阀15内的冻液进行解冻，使油样能够从取样阀15的内部顺利流出，本发明结构简单、本体小巧，在外壳1的顶部设置有提手105，有利于工作人员的携带和在作业现场拆装。
90.二、该取样加热器将取样阀15套设于外壳1内，在不改变取样阀15的结构和原有功能的基础上，能够在低温环境中对取样阀15进行快速加热升温，仅需工作3至5分钟，即可将外壳1内的温度加热至75℃至80℃，由于外壳1的内部为密封设置，加热后外壳1内的温度最少可保持2小时，达到对取样阀15内的冻液进行快速化冻的效果，大大降低工人的劳动强度，提高工作效率，可有效保证井口取样加热的需要。
91.三、该取样加热器采用控制电路21和加热电极10对热电解液进行加热，采用15v安全电压作为工作电压，即可对热电解液加热产生热蒸汽，又能够保证工作人员的使用安全。
92.以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。