專利名稱：一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種管道加熱控制系統(tǒng)，具體是指一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)。
背景技術：
隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，煤層氣資源的開采在我國陜北地區(qū)的發(fā)展力度越來越大，但目前這些煤層氣資源在開采時卻始終存在管道口結冰的問題。所謂的管道口結冰是指煤層氣井在環(huán)境溫度較低的條件生產(chǎn)時，由于節(jié)流效應使得產(chǎn)出的水和燃氣在出氣口管道會出現(xiàn)結冰現(xiàn)象，從而引起煤層氣井不能正常作業(yè)。為了解決該問題，傳統(tǒng)的操作都采用以下兩種方式煤層氣井口加熱法和電網(wǎng)保溫法。所謂的煤層氣井口加熱法是指從煤層氣井口引出一定量的煤層甲烷氣，并利用煤層氣井口附近燃氣爐所產(chǎn)生的煙氣給煤層氣井口保溫，以防止煤層氣井口結冰。但該方案不僅需要對煤層氣井口燃氣管道進行改裝鋪設，而且還需要在煤層氣井口加裝一個燃氣爐。由于燃氣爐的燃燒需要能源，且燃燒爐是一個火源，因此采用該種方式不僅需要消耗較大的能源，而且存在嚴重的安全隱患。所謂的電網(wǎng)保溫法是指在煤層氣井口的管道上纏繞220V電熱帶，并包裹保溫材料的方式進行管道加熱保溫，實現(xiàn)防止結冰的目的。但由于煤層氣井大多在山區(qū)，大部分井口都沒有220V網(wǎng)電可用，因此采用電網(wǎng)保溫法的可操作性極低。綜上所述，目前人們?nèi)詿o一種較好的方法來防止煤層氣井口管道結冰的現(xiàn)狀，如何有效避免煤層氣井口管道結冰便是當務之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服目前煤層氣井口管道在低溫時會出現(xiàn)結冰現(xiàn)象，從而嚴重影響煤層氣開采進度的缺陷，提供一種結構簡單，能有效防止其管道結冰的煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)，主要由纏繞在煤層氣井口管道表面的電熱帶，包裹在該電熱帶外側的保溫層，設置在煤層氣管道表面的溫度傳感器，以及與電熱帶和溫度傳感器相連接的控制器組成。為了較好的實現(xiàn)本發(fā)明，所述電熱帶的工作電源為12V直流電源，且所述電熱帶的發(fā)熱功率為10 100瓦/米。進一步地，所述的保溫層由防燃石棉保溫材料制作而成，其厚度為10 20mm。所述溫度傳感器設置在煤層氣井口管道的軸向方向上，并位于纏繞在煤層氣井口管道的電熱帶的縫隙之間。本發(fā)明較現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點及有益效果(I)本發(fā)明徹底摒棄了傳統(tǒng)網(wǎng)電需要使用220V電壓的要求，采用煤層氣井口動力設備的12V電源，直接從動力設備處取電，因此具有明顯的節(jié)能和環(huán)保的特點。
(2)本發(fā)明在煤層氣井口管道上設有溫度傳感器，因此通過控制器能實現(xiàn)實時對管道溫度進行監(jiān)控，而且根據(jù)計算數(shù)據(jù)還可以隨時對該管道進行加熱，從而徹底解決煤層氣井口管道結冰的缺陷。(3)本發(fā)明的安裝非常簡單、制作成本低廉，因此適用于煤層氣井口動力機組和發(fā)電機組，其適用性很強。


圖1為本發(fā)明安裝在管道上時的剖面結構示意圖。圖2為本發(fā)明的原理結構框圖。以上附圖中的附圖標記名稱分別為I —電熱帶，2—保溫層，3—溫度傳感器，4一控制器。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例如圖1、2所示，本發(fā)明加熱控制系統(tǒng)主要包括有用于加熱管道的電熱帶1，用于保溫的保溫層2，用于實時監(jiān)測管道溫度的溫度傳感器3和用于分析計算并控制加熱的控制器4。所述的電熱帶I均勻的纏繞在煤層氣井口管道靠近節(jié)流裝置處的管道表面上，而保溫層2則包裹在電熱帶I的外側。溫度傳感器3則設置在煤層氣井口管道的軸向方向上，且位于所纏繞的電熱帶I的縫隙之間，即該溫度傳感器3既與煤層氣井口管道相接觸，又內(nèi)嵌于電熱帶I的縫隙處?？刂破?則分別與該電熱帶I和溫度傳感器3相連接，以便實時收集溫度傳感器3采集到的溫度信號，并通過邏輯運算來實時控制電熱帶I的加熱狀態(tài)?？紤]到實際需求，該電熱帶I采用工作電源為12V直流電源，以確保電熱帶I可以直接采用煤層氣井口管道旁的動力設備的電源。同時，該電熱帶I的發(fā)熱功率可以為10 100瓦/米，其最佳發(fā)熱功率為50瓦/米。由于在煤層氣井口管道處要絕對避免明火的出現(xiàn)，因此保溫層2優(yōu)先采用由防燃石棉保溫材料制作而成的保溫層，其最佳厚度為10 20mm。所述用于管道加熱的控制器4，根據(jù)溫度傳感器3實時反饋的當前管道溫度，通過智能算法確定當前需要的加熱控制PWM占空比。具體算法如下用于管道加熱的控制器4通過滯回算法判斷是否進行加熱控制。例如，系統(tǒng)設定加熱起始溫度為10度，停止加熱溫度為15度。則當溫度傳感器3反饋的溫度低于10度時，用于管道加熱的控制器4進行加熱控制；當溫度傳感器3反饋的溫度高于15度時，用于管道加熱的控制器4停止加熱控制。同時，用于管道加熱的控制器4進行加熱控制時，根據(jù)溫度傳感器3反饋溫度值與系統(tǒng)設定加熱起始溫度值之差計算PWM占空比；溫度差越大，PWM占空比越大，加熱功率更大。同時，當井口動力設備上的發(fā)電機不工作時系統(tǒng)不進行加熱操作。如上所述，便可以很好的實現(xiàn)本發(fā)明。
權利要求
1.一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:主要由纏繞在煤層氣井口管道表面的電熱帶(1)，包裹在該電熱帶(I)外側的保溫層(2)，設置在煤層氣管道表面的溫度傳感器(3 )，以及與電熱帶(I)和溫度傳感器(3 )相連接的控制器(4)組成。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電熱帶(I)的工作電源為12V直流電源。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述電熱帶(I)的發(fā)熱功率為10 100瓦/米。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的保溫層(2)由防燃石棉保溫材料 制作而成，其厚度為10 20mm。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器(3)設置在煤層氣井口管道的軸向方向上，并位于纏繞在煤層氣井口管道的電熱帶(!)的縫隙之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種煤層氣井口管道加熱控制系統(tǒng)，其特征在于主要由纏繞在煤層氣井口管道表面的電熱帶(1)，包裹在該電熱帶(1)外側的保溫層(2)，設置在煤層氣管道表面的溫度傳感器(3)，以及與電熱帶(1)和溫度傳感器(3)相連接的控制器(4)組成。本發(fā)明徹底摒棄了傳統(tǒng)網(wǎng)電需要使用220V電壓的要求，采用煤層氣井口動力設備的12V電源，直接從動力設備處取電，因此具有明顯的節(jié)能和環(huán)保的特點。同時，本發(fā)明在煤層氣井口管道上設有溫度傳感器，因此通過控制器能實現(xiàn)實時對管道溫度進行監(jiān)控，而且根據(jù)計算數(shù)據(jù)還可以隨時對該管道進行加熱，從而徹底解決煤層氣井口管道結冰的缺陷。
文檔編號E21B36/04GK103075129SQ201310030589
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月25日 優(yōu)先權日2013年1月25日
發(fā)明者郝守剛, 姜澤軍, 李中, 方成, 張科勛 申請人:常州易控汽車電子有限公司