一种用于石油管道的超声波降粘器制造技术

一种用于石油管道的超声波降粘器，其特征是压电式声波换能器设于与石油管道相连通的导流管中，并由导流管内的环形支架定位，导流管上设有机械压密封支座。铠装电缆为其金属铠装外层上设有由聚四氟乙烯材料制作成的同轴铠装电缆，该电缆的一端与开关型功率振荡器的输出端连接，另一端通过设于导流管上的机械压密封支座与压电式声波换能器连接。（*该技术在2000年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种用于石油管道的超声波降粘器，属于石油超声波降粘设备
，它包括有作为换能器工作电源使用的开关型功率振荡器、铠装电缆和压电式声波换能器。在石油集输管道中，目前主要采用加热和化学方法对管道中的石油进行防蜡降粘，以提高石油的流动性，但其缺点是成本高、劳动强度大。石油采油井强磁防蜡器(中国专利86204993)主要用于采油井上，而用在石油集输管道上，虽有一定效果，但不理想，降粘率为46％；对石油的凝固点降低约3℃。石油采油井压电式声波换能器(中国专利8921236.8)公开了一种利用声波-超声波防止结蜡、降低粘度、提高中晚期油井回采率的换能设备。该专利技术的结构是考虑在石油采油井的情况下使用而设计的，不宜直接用于石油集输管道上对石油进行降粘。在我国至今未见到有关利用超声波换能器对石油集输管道中的石油进行降粘的技术报导。本技术的目的是研制一种适于在石油集输管道上使用的，具有对石油降粘性能好、对石油的凝固温度降低显著的超声波换能降粘器。本技术的目的可以通过以下措施来实现本技术降粘器包括有由作为换能器工作电源使用的开关型功率振荡器和铠装电缆，以及压电式声波换能器三部份。开关型功率振荡器是由单相220V/50Hz交流变直流的供电源、取样反馈变压器和开关型功率晶体管构成的自激振荡器、调谐电感器与压电式声波换能器串联谐振回路所组成的具有输出电压为1000V±200V、输出有效功率为500W、频率为25±3kHz的开关型功率振荡器。本技术的特征是压电式声波换能器设于可与石油管道相接通的其上设有机械压密封支座的导流管之中，在导流管的内壁与压电式声波换能器之间设有环形支架。环形支架的作用是使压电式声波换能器不与导流管内壁相接触和使压电式声波换能器在导流管内定位。由其上设有机械压密封支座的导流管及位于导流管内的环形支架和压电式声波换能器组成可与石油集输油管相接通的管式压电式声波换能器。铠装电缆为其金属铠装外层上设有由聚四氟乙烯材料制作而成的起绝缘和耐腐蚀作用的保护套的同轴铠装电缆，该电缆的一端与开关型功率振荡器的输出端电连接，另一端通过设于导流管上的机械压密封支座与位于导流管内的压电式声波换能器电连接。如图2所示，其电连接可以是同轴铠装电缆的金属铠装层通过压电式声波换能器的上端密封盖、上端密封座、上接头、金属锁紧环与压电陶瓷管的外壁(或内壁)形成通路而电连接，同轴铠装电缆的金属缆芯可通过转接导线、绝缘柱上的铜导体的一端，而该铜导体的另一端与压电陶瓷管内壁(或外壁)电连接。由于开关型功率振荡器产生的频率为25±3kHz的电信号通过同轴铠装电缆作用于压电式声波发射器的相互并联连接的压电陶瓷管，致使压电陶瓷管产生振动频率为25±3kHz的机械振动，这种超声振动波通过充满在压电式声波换能器内的透声硅油，传送到该换能器的具有透声性能的不锈钢外壳，超声波再作用于导流管中的流动的石油介质，石油介质中的石蜡在未凝成固相前就被超声波的能量分散为极细的颗粒而悬浮在油液中，使石油的粘度降低，从而可提高石油在导流管中的流动性。在本技术降粘器超声波作用下试验输油99750升，历时153分钟，平均排量651.96升/分，而在没有降粘器作用下的空白输油71818升，需历时130分钟，平均排量为552.44升/分。经上述对比试验证明，使用本超声波降粘器石油输油效率可提高18％。此外，本技术降粘器可对石油的降凝温度降低3～6℃。使用本技术降粘器作用于石油可使石油降粘40～80％。以下结合附图和实施例对本技术作进一步说明附图说明图1为本技术的管式压电式声波换能器结构图；图2为本技术的电路原理图；图3为呈封闭环状的环形支架示意图。由图1可知，管式压电式声波换能器由其上设有机械压密封支座(2)的导流管(3)、设于导流管(3)内的环形支架(6)和由环形支架(6)支撑定位的压电式声波换能器所组成。这里，压电式声波换能器是由上端密封盖(4)、上端密封座(5)、上接头(7)、O型密封圈(8)、具有透声性能的不锈钢外壳(9)、一端与铠装电缆(1)金属缆芯电连接，另一端与绝缘柱(11)上的铜导体电连接的转接导线(10)、相互并联的其内壁(或外壁)可用导线与绝缘柱(11)上铜导体的另一端电连接，其外壁(或内壁)可用导线压紧在金属锁紧环(13)与上接头(7)之间的压电陶瓷管(16)、缠绕在该压电陶瓷管外壁的环氧玻璃钢(17)、在各个压电陶瓷管之间设有聚四氟乙烯绝缘去耦垫圈(15)、在顺轴心线方向排列的压电陶瓷管(16)的两端头设有的聚四氟乙烯绝缘去耦垫圈(14)、内支承轴(12)、下接头(19)、端面O型密封圈(20)、下密封盖(21)、下端压盖(22)和充满在不锈钢外壳(9)内的硅油(18)所组成。可采用标准法兰与导流管(3)进行螺纹连接，安装在石油集输管道上使用。由图(3)可知，环形支架(6)由外环(23)、内环(24)和支条(25)所组成。外环(23)和内环(24)呈封闭环状或非封闭环状，位于外环(23)与内环(24)之间的支条(25)沿环面均匀分布。导流管(3)的内壁上设有可使环形支架(6)的外环(23)紧靠其台阶面的环形阶梯形台阶。在导流管(3)内可设两个环形支架(6)，其中一个环形支架(6)的内环(24)位于上密封座(5)与上接头(7)之间并由上密封座(5)与上接头(7)螺纹连接而被压紧，另一个环形支架(6)的内环(24)位于下端压盖(22)与下密封盖(21)之间并由下端压盖(22)与下密封盖(21)螺纹连接而被压紧。根据图2可对本技术的开关型功率振荡电路予以实施。它可由单相220V/50Hz电压经普通变压器B1降到100V、120V、140V，分三组抽头给出，选用其中两组作强弱档调节。变压器B1额定容量为500VA～1000VA，经二极管桥式整流器ZL、电解电容滤波器C1得到直流电压，供给功率放大器。整流桥参数为600V/10A，电容C1的值为300～700μF/450V。功率放大器输出调谐电感L选用MXO-1600～3000锰锌铁氧体磁芯，尺寸为35mm×35mm×100mm，用多股高强度漆包线绕制约5O～100匝，其电感值为0.5mH～0.9mH。功率放大器由晶体管BG1、BG2、BG3、BG4、电阻R、R1、R2、R3、R4和二极管D1、D2、电容C2、C3，以及取样变压器B2所构成，并形成一个自激式电路。通过B2取样变压器可分成相位相反的两路电压信号，经D1、R2、C2和D2、R4、C3组成加速、整形电路输入到BG1～BG4串联推挽功率放大管的基极上，放大成方波功率信号后，又反馈给功率放大器的输入端，直至达到高功率输出。BG1～BG4为开关功率晶体管，其参数为PCM＝50～100W，BVCEO≥400V；R为阻燃陶瓷功率电阻，阻值为0.5～1Ω；R1、R2为偏置电阻，阻值为20k～50kΩ；D1、D2选用普通二极管、参数为100V/1A；C2和C3电容值为0.5μF～1μF；B2取样变压器变比为1∶3、采用锰锌铁氧体磁芯MXO-2000罐型G20-30，高强度漆包线，初级绕组5匝，次级绕组15匝而成。其它D3、D4、R6、C4为输出指示电路用元件。R5为吸收电阻、BX1～BX本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于石油管道的超声波降粘器，它包括有作为换能器工作电源使用的开关型功率振荡器、铠装电缆和压电式声波换能器，其特征是压电式声波换能器设于可与石油管道相接通的其上设有机械压密封支座的导流管之中，在导流管的内壁与压电式声波换能器之间设有可使压电式声波换能器不与导流管内壁相接触和使压电式声波换能器在导流管内定位的环形支架，由其上设有机械压密封支座的导流管、以及位于导流管内的环形支架和压电式声波换能器组成可与石油集输油管相接通的管式压电式声波换能器；铠装电缆为其金属铠装外层上设有由聚四氟乙烯材料制作而成的起绝缘和耐腐蚀作用的保护套的同轴铠装电缆，该电缆的一端与开关型功率振荡器的输出端电连接，另一端通过设于导流管上的机械压密封支座与位于导流管内的压电式声波换能器电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李明海，黄晓君，
申请(专利权)人：成都传感换能技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]