电加热集油系统在油田生产中的应用

【摘要】电加热集油系统由于具有加热效率高、温度控制精确、安装维护方便等特点，解决了由于冬季管道温度低而产生的原油黏度增加，流速降低的难题。本文对电加热集油系统进行了简要介绍，对产品进行了认真的分析和总结。

【关键词】电加热 管输 集油 温控

对于高凝油和稠油，由于其凝固点高、油稠，给采油及输油工作带来很多困难。当原油温度低于临界流动温度时，会使管道中原油的黏度增加，流速降低，影响管道的输送量，相关的仪表指示不准并可能引起误动作。当原油温度降低到凝固点以下时，原油基本凝固，还会发生管道堵塞甚至断裂等现象[1]。因此，保持集输管道中原油的温度是一项极其重要的工作。

1 电加热集油系统概述

对于原油输出，当其温度低于凝点时，原油输送阻力增大，必须借助外热源来完成输送。传统的输送方式是在输油管道旁边铺设热水管道（双管工艺流程）或在原油管道中掺入热水（环状工艺流程）以提高油温，完成原油输送。由于现有工艺基建工程量大，运行和维修费用较高，在实际使用中存在诸多缺点。

电加热集油系统，采取单管电加热集油流程，在系统中安装电加热保温管道及井口电磁加热器，通过电加热的方式将原油加热到凝点以上进行输送，并通过无线网络对系统进行监测、数据采集及记录，实现温度监测、实时报警等功能。

2 电加热集油系统组成

电加热集油系统由电加热保温管、井口加热器、温控装置、在线监测系统组成。电加热保温管道保证原油输送中的恒定温度，井口加热器为原油提供初始输送温度，温控装置对系统各节点进行温度测量和控制，在线监测系统通过无线网络对整个系统进行监测、数据采集及记录。

2.1 电加热保温管

电加热保温管是在钢管外固定方钢，然后按照硬质聚氨酯泡沫塑料保温管标准生产，然后穿入电加热带的防腐管。其采用恒功率电热带作为电热元件。恒定功率伴热带一般适用于长距离，直管道的伴热保温[1]。

2.2 井口加热器

井口加热器利用电磁加热原理把线圈包覆的管道加热，从而达到加热原油的效果。井口加热器由电磁线圈、输油钢管、控制箱和驱动模块等部分组成。

2.3 温控装置

温控装置设有手动和自动二种操作方式。当装置需要启动、停止或需要调整输出功率时，可采用手动方式。当装置正常运行时采用自动方式。

2.4 在线监测系统

在线监测系统是电加热集油系统的控制中心，通过无线网络对所有节点进行监测、数据采集及记录。系统由PC端软件、远传终端、采集终端三部分组成。

图1？电加热集油系统布局

井口加热器两端配置阀门，并设计支线回路以便于加热器的维修。温度控制箱通过绝缘防爆接线盒与电热带连接，温度探头安装在补口处，要求和管道紧密结合，使用卡子把探头卡在管道上，涂上热硅脂，再用铝箔带缠紧，最后正常防腐补口。

3.2 电加热集油系统运行

电加热集油系统投入运行后，集油管道内的测温元件测量管壁温度，井口加热器内的测温元件测量进口和出口油温，温控装置根据测量温度实时控制加热电路，并把相关数据远传给在线监测系统。

在线监测系统中把集油管道温度、井口加热器温度和状态等信息通过PC机端系统软件显示给管理人员。管理人员通过软件不仅可以实时的监控每口油井加热器、集油管道电流、电压、温度等信息，还可以根据数据库的历史记录，对每个设备的耗电量、故障率等信息进行统计汇总。

4 电加热集油系统的优点

4.1 整体预制、施工方便、质量可靠

电加热保温管是一次成型的工厂预制产品，集防腐管材、电加热、保温为一体。它就有可靠性高，具有防爆及全天候工作性能，使用寿命长，无泄漏，有利于环保[3]等优点。施工简便，工期短，施工质量可靠，节省工程投资，完全可以取代传统的掺水或蒸汽伴热集输管道。4.2 工程费用低

电加热集油系统为单管流程，比双管掺水流程可减少一条掺水管道；比三管伴热流程减少两条伴热管道，工程投资大幅度降低。另外，由于电加热集油不需要掺水，管输量减小，集输管径也可以减小。例如大庆油田芳88-84井，把原来掺水工艺的φ60管道降为φ48电加热保温管道，降低了工程投资，综合节省管材费用在40%以上，降低工程费用至少30%。

4.3 运行、维护费用低

由于电加热集油系统为单管集输流程，其散热面积仅为双管掺水流程的一半，因此热效率及保温效果大大优于双管掺水流程。另外，由于电加热使管壁温度均匀稳定，管壁不易结蜡，管道摩阻很小，可以采取低温集油，因此综合能耗低，节电明显。采用电加热集油系统，可实现管道自解堵、减小站内系统压力，使设备的运行维护周期延长，延长设备使用寿命，节约油水分离器、混输泵等站内设备的维护费用，也减少了人员管理费用。

5 结论

综上所述，电加热集油系统不仅具有热效率高、节约能源、施工安装方便、无污染、自动控制等特点。其还克服了现有输送工艺基建工程量大，附属设备庞大、、建设费用高、运行管理维修费用高等缺点。电加热集油系统的广泛应用将为油田带来了巨大的经济效益和社会效益。

参考文献

[1] 朱仲军.电加热系统在原油处理站的应用[J].江汉石油职工大学学报，2006，2：70-72

[2] 姚传远.长距离石油输送管道的安装与维修施工应注意的一些问题探讨[J].科技创新导报，2008，20：53-55

[3] 温栋，马红军.电加热系统在西气东输管道工程中的应用[J].节能与环保，2004，12：41-43

[4] 刘宏宁.管道电加热及其安装介绍[J].机电信息，2009，30：22-24

[5] 王学国，辛秀岭.电加热保温管在超稠油管输中的应用[J].防腐保温技术，2003，2：38-40