一种油田用相变真空加热炉的制作方法

1.本实用新型涉及电加热炉技术领域，特别涉及一种油田用相变真空加热炉。


背景技术：

2.现有在油田石油和天然气开采输送过程中，一些高凝油、高稠油、高含蜡原油及水合物较严重的自喷井，需要加热才能正常开采和输送，广泛采用燃油、燃煤、燃气水套炉，单井有的采用电热炉直接加热，这几种加热方式的核心发热体就是电阻丝和绝缘粉氧化镁组成加热管，装在炉体内，这种结构，原油或油气混合物直接流进炉体内通过加热管加热升温降粘，由于发热管温度较高，容易使原油结焦，加热管外结焦越来越厚，传热效率越来越低，最后导致炉内容积越来越小，甚至堵塞，由于加热炉为正压力，对炉体材料和厚度要求严格，也有采用燃油、燃煤、燃气真空加热炉，燃油、燃煤、燃气水套炉和真空炉的局限在于从井口至加热炉之间一段管道不能加热，容易堵塞，且加热功率不容易控制，造成频繁启动停止，噪音大，水套炉效率低，安装位置距油井井口较远有一定使用局限性。目前油田采用的真空加热炉的纯气相空间的建立，是采用两种办法：第一种“气驱气”法；第二种真空泵抽吸法，其中“气驱气”的方法是在注液完毕后，式加热炉炉体的顶部与大气相通,这时启动燃烧装置，使载体在加热过程中得以气化，从而利用生成的气相热载体的携带作用来排除炉体内的不凝起空气，当排到一定程度后，封闭露体的顶部，与打起隔离，形成封闭的气相及液相空间，而真空抽吸的方法是在注液完毕后，封闭炉体，与大气隔离，接着利用真空泵抽出炉体内的不凝气空气，当抽到一定程度后，启动燃烧装置，使热载体在加热过程中得以气化，形成封闭的气相及液相空间，但是利用这两种方法是很难达到较高纯度的气相热载体空间，蒸汽中仍然含有大量的不凝气体空气，气相空间中若含有1%的不凝气体空气是，加热盘管的关外传热系数将降低60%，而是冷凝传热系数显著下降。因为只有蒸汽方能冷凝，而空气不能冷凝仍保持为气态，且逐渐聚集在冷凝器加热盘管壁面附近，阻碍蒸汽向壁面换热，根据dalton气体分压定律，混合物的总压力po是由蒸汽分压力p1和不凝气体分压力p2相加而成，即p0=p1 p2，由于蒸汽在壁面冷凝，靠近壁面的蒸汽压力p1要比其它地方的蒸汽压力p1小，而不凝气体空气的分压力p2相反，越靠近壁面的压力越高，这说明在冷凝壁面附近的不凝气体浓度较高，形成了夹层，包裹了冷凝壁面，蒸汽分子只能靠扩散作用透过该不凝气体夹层，增加了额外阻力，降低了冷凝传热系数，更不利的是冷凝壁面附近的蒸汽压力降低导致蒸汽温度降低，这是因为饱和蒸汽温度总是和压力相对应的，进一步导致蒸汽温度与冷凝壁面温差减小，从而导致加热炉总体加热效率降低。


技术实现要素：

3.针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供了一种油田用相变真空加热炉，包括炉体，所述炉体下部为矩形结构，且上部为等腰三角形结构，所述炉体下侧壁与四侧壁下侧内部设有加热板，所述炉体外侧连接设有保温层，所述炉体一侧壁下部穿过设有液位传感器一和液位传感器二，所述液位传感器一位于加热板上端的上方，所述液位传感器二位
于加热板上端的下方，所述炉体一侧壁且位于液位传感器一上方穿过设有入水管，所述入水管位于炉体外部设有控水阀，所述炉体上部最高尖角处穿过设有排水管，所述排水管上设有防逆流控水阀,所述排水管位于防逆流控水阀上方连接设有高位膨胀水箱，所述炉体上侧壁穿过设有压力传感器，所述炉体一侧壁上穿过设有加热盘管，所述加热盘管位于炉体外部的一端连接设有汇流体，所述汇流体另一侧分别连接设有介质入口和介质出口，所述加热盘管上下侧分别连接设有温度传感器。
4.作为改进：所述保温层一侧外壁下部连接设有温度控制器。
5.作为改进：所述排水管位于高位膨胀水箱内侧的部分设有若干个通孔。
6.作为改进：所述排水管下端与炉体内壁在同一水平线上。
7.作为改进：所述排水管上端穿出高位膨胀水箱的上侧。
8.作为改进：所述加热盘管高度高于液位传感器一高度。
9.本实用新型与现有技术相比优点在于：炉体内前期通过液体挤压将空气全部排出，通过炉体下半部加热板进行加热，使液体受热更均匀，形成气相液相分界，通过液位传感器一和液位传感器二进行监控液位，确保加热炉正常运行；炉体顶部为等腰三角形结构，排水管在炉体上部最高尖角处，防止炉体顶部出现无法气泡，使炉体中的空气无法全部排出，影响加热盘管的外传热系数；真空加热炉炉体是在微负压状态下运行，安全可靠，炉体在完全密闭状态下运行不需要补水，加热炉运行安全、可靠、平稳，热效率高。
附图说明
10.图1为本实用新型一种油田用相变真空加热炉的结构示意图；
11.图2为本实用新型一种油田用相变真空加热炉的排水管结构示意图；
12.附图标记对照表：
13.1、炉体；2、加热板；3、保温层；4、液位传感器一；5、液位传感器二；6、入水管；7、控水阀；8、排水管；9、高位膨胀水箱；10、防逆流控水阀；11、压力传感器；12、加热盘管；13、介质入口；14、介质出口；15、汇流体；16、温度传感器；17、温度控制器；18、通孔。
具体实施方式
14.下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。
15.如图1-图2所示，一种油田用相变真空加热炉，包括炉体1，所述炉体1下部为矩形结构，且上部为等腰三角形结构，所述炉体1下侧壁与四侧壁下侧内部设有加热板2，所述炉体1外侧连接设有保温层3，所述炉体1一侧壁下部穿过设有液位传感器一4和液位传感器二5，所述液位传感器一4位于加热板2上端的上方，所述液位传感器二5位于加热板2上端的下方，所述炉体1一侧壁且位于液位传感器一4上方穿过设有入水管6，所述入水管6位于炉体1外部设有控水阀7，所述炉体1上部最高尖角处穿过设有排水管8，所述排水管8上设有防逆流控水阀10,所述排水管8位于防逆流控水阀10上方连接设有高位膨胀水箱9，所述炉体1上侧壁穿过设有压力传感器11，所述炉体1一侧壁上穿过设有加热盘管12，所述加热盘管12位于炉体1外部的一端连接设有汇流体15，所述汇流体15另一侧分别连接设有介质入口13和介质出口14，所述加热盘管12上下侧分别连接设有温度传感器16。
16.所述保温层3一侧外壁下部连接设有温度控制器17。
17.所述排水管8位于高位膨胀水箱9内侧的部分设有若干个通孔18。
18.所述排水管8下端与炉体1内壁在同一水平线上。
19.所述排水管8上端穿出高位膨胀水箱9的上侧。
20.所述加热盘管12高度高于液位传感器一4高度。
21.本实用新型在具体实施时，打开入水管6上的控水阀7，通过入水管6向炉体1内部，打开排水管8上的防逆流控水阀10，当炉体1内部的液体充满时，将炉体1的空气通过排水管8先排至炉体1外部，继续向炉体1充入液体，当液体通过排水管8上的通孔18排入高位膨胀水箱9中，直至高位膨胀水箱9中的水通过排水管8上端溢出，关闭控水阀7，此时炉体1内部的空气全部被排出，关闭防逆流控水阀10，开启加热板2，通过温度控制器17调整加热板2加热温度，使炉体1内部的水分逐渐蒸发，通过压力传感器11检测炉体1内的压力，将信号通过信号线传输到温度控制器17中，通过温度控制器17控制加热板2的加热温度，当炉体1内的压力达到最高限定压力值后，打开防逆流控水阀10，通过气体排出来调整炉体1内的压力，通过多次反复调整，直到炉体1内的液面位于液位传感器一4和液位传感器二5之间，将防逆流控水阀10关闭，这时炉体1内为高纯度的气相热载体空间，打开加热盘管12，使被加热流体流入，通过炉体1内的气相热载体将加热盘管12内的被加热流体进行加热，放热后的气相热载凝结成液滴后落回，如此循环往复，实现连续加热的目的，通过加热盘管12上下两侧的温度传感器16感应当前加热盘管12的受热温度，将信号传输到温度控制器17中，通过温度控制器17控制加热板2的加热温度，进行调整。
22.以上所述仅为本实用新型专利的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型专利，凡在本实用新型专利的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型专利的保护范围之内。