專(zhuān)利名稱(chēng)：輸油管道油溫記錄裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輸油管道溫度監(jiān)測(cè)的研究領(lǐng)域，特別涉及了一種能夠?qū)斢凸艿?穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)沿線(xiàn)的軸向油溫和徑向油溫及管道停輸后某截面徑向油溫進(jìn)行測(cè)量與記錄的 裝置，屬于輸油管道溫度檢測(cè)與記錄技術(shù)，適用于石油的管道運(yùn)輸領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
管道輸送石油因?yàn)槠浒踩⒔?jīng)濟(jì)的特點(diǎn)目前已是全世界在輸送石油時(shí)采用的最多 的一種方式。對(duì)高凝點(diǎn)、高粘度原油的管道輸送，多采用將原油加熱后再泵入管道進(jìn)行輸 送的方法，被加熱的原油在向前流動(dòng)的過(guò)程中會(huì)向周?chē)蜏丨h(huán)境散熱，原油的溫度會(huì)下降， 一旦其溫度降至凝點(diǎn)附近時(shí)，原油就可能在管道里發(fā)生凝結(jié)，導(dǎo)致凝管事故。此外，輸油管 道還會(huì)因?yàn)檎{(diào)度計(jì)劃和突發(fā)事故需要停輸，停輸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熱力損失足夠大，也可能導(dǎo)致凝 管，對(duì)管道運(yùn)輸企業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。所以開(kāi)展輸油管道油溫的監(jiān)測(cè)是很有必要的，尤 其是在目前因?yàn)槟茉淳o缺，全世界加大石油開(kāi)發(fā)力度后，出現(xiàn)越來(lái)越多的高凝點(diǎn)、高粘度原 油，而且還采用管道運(yùn)輸?shù)谋尘跋?，進(jìn)行輸油管道油溫的監(jiān)測(cè)研究就顯得尤為重要。輸油管 道的口徑一般較大，有數(shù)百毫米甚至一米多，距離也較長(zhǎng)，達(dá)數(shù)百甚至數(shù)千千米。其沿線(xiàn)不 僅因?yàn)閺较虻纳釙?huì)出現(xiàn)軸向溫度梯度，在管道截面上，無(wú)論是正常運(yùn)行還是停輸后沿管 道徑向方向也存在溫度梯度，此溫度梯度會(huì)導(dǎo)致管道截面呈現(xiàn)出不同油品物性。對(duì)含蠟原 油還可能使得其在靠近管壁的低溫區(qū)域大量結(jié)蠟，影響管道的正常運(yùn)行。所以在輸油管道 運(yùn)行管理中，既要掌握管道運(yùn)行時(shí)油溫的分布規(guī)律也需要掌握停輸后的溫降規(guī)律。而目前 在輸油管道現(xiàn)場(chǎng)，油品溫度的監(jiān)測(cè)多通過(guò)安裝固定的溫度檢測(cè)器來(lái)獲取管道某個(gè)位置某個(gè) 時(shí)間的油溫，對(duì)整個(gè)管道沿線(xiàn)的溫度規(guī)律只能夠根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，而徑向油溫的監(jiān) 測(cè)也只能是在現(xiàn)場(chǎng)管道某處進(jìn)行安裝測(cè)量，往往工作量巨大、效率低下、溫度規(guī)律不準(zhǔn)確。 現(xiàn)迫切需要一種能夠自動(dòng)記錄沿線(xiàn)軸向和徑向油溫的裝置，從而掌握正常運(yùn)行時(shí)油溫的分 布規(guī)律以及管道停輸后的溫降規(guī)律。經(jīng)過(guò)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，雖然有過(guò)學(xué)者對(duì)輸油管道溫度記錄裝置進(jìn)行了 研究，但是所采用的裝置及方法無(wú)法對(duì)輸油管道截面不同徑向位置的油溫進(jìn)行測(cè)量和記 錄。類(lèi)似的國(guó)內(nèi)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN201306610Y，
公開(kāi)日為2009年9月9日，專(zhuān)利名稱(chēng)為簡(jiǎn)易 輸油管道測(cè)溫裝置，該專(zhuān)利自述為“本實(shí)用新型涉及輸油管道使用的溫度檢測(cè)裝置，是一 種簡(jiǎn)易輸油管道測(cè)溫裝置，其包括殼體、密封頭、前法蘭、后法蘭、搖臂座、搖臂、里程輪、電 路板、電源和溫度傳感器；殼體的兩端分別有密封頭，兩密封頭的外側(cè)分別有前法蘭和后法 蘭，在密封頭、前法蘭和后法蘭上對(duì)應(yīng)殼體外側(cè)的外置分別有不少于兩個(gè)的通孔，前法蘭、 后法蘭和密封頭通過(guò)通孔、不少于兩個(gè)的連接螺栓和螺母固定安裝在殼體兩端。本實(shí)用新 型結(jié)構(gòu)合理而緊湊，使用方便，其在管道管道中隨傳輸流體的流動(dòng)而移動(dòng)，通過(guò)里程輪測(cè)距 并通過(guò)溫度傳感器檢測(cè)沿線(xiàn)的溫度和壓力，實(shí)現(xiàn)對(duì)管道各點(diǎn)的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并獲得較準(zhǔn)確 的測(cè)量結(jié)果，尤其適用于長(zhǎng)輸管道的管內(nèi)油溫檢測(cè)?！逼渲饕攸c(diǎn)是能夠?qū)艿姥鼐€(xiàn)各點(diǎn)的 軸向溫度進(jìn)行檢測(cè)確定，其不足之處是首先它沒(méi)有行走裝置，在管道內(nèi)隨油流前行時(shí)壓力損失較大，而且可能會(huì)因受管道變形的影響而卡死在管道內(nèi)；其次它無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)管道徑向 不同位置油溫的測(cè)量與記錄；最后它無(wú)法用于記錄管道停輸后截面上油溫隨時(shí)間的變化。 由此看來(lái)它測(cè)得的結(jié)果不能夠充分反映管道油溫的分布規(guī)律，也無(wú)法應(yīng)用于管道停輸后 溫降的測(cè)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提供一種輸油管道油溫測(cè)量 與記錄的裝置，能夠同時(shí)獲取輸油管道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)不同里程處的軸向油溫和徑向油溫，監(jiān) 測(cè)輸油管道的運(yùn)行溫度以及停輸后管道某截面上不同徑向位置的油溫，掌握輸油管道油溫 分布規(guī)律及停輸后溫降規(guī)律，為其安全運(yùn)行提供技術(shù)保障。本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種輸油管道油溫記錄裝置，包括溫 度傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)接口、行走輪、支腳、彈簧、支架、螺紋蓋、輪軸、 小磁鐵、計(jì)數(shù)器、霍爾開(kāi)關(guān)、電源裝置、計(jì)時(shí)器與圓柱形腔體，其特征在于行走輪、支腳、彈 簧與支架構(gòu)成管內(nèi)行走裝置的支架結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集卡、處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)接口、電源裝置 以及計(jì)時(shí)器固定在圓柱形腔體內(nèi)，溫度傳感器分布在圓柱形腔體的端面和支架上。所述的管內(nèi)行走裝置是由行走輪、支腳、彈簧、支架、小磁鐵、計(jì)數(shù)器和霍爾開(kāi)關(guān)組 成，行走輪的靠邊緣處圓周上等間距布置2個(gè)小磁鐵，支腳上靠近小磁鐵的一端安裝霍爾 開(kāi)關(guān)，把信號(hào)傳送給裝在支腳上的計(jì)數(shù)器。支腳與支架之間包括彈簧，在遇到管道變徑和彎曲時(shí)能夠發(fā)生壓縮和變形保持裝 置的穩(wěn)定運(yùn)行，支腳上固定有霍爾開(kāi)關(guān)和計(jì)數(shù)器，行走輪上設(shè)置有小磁鐵，能夠?qū)崿F(xiàn)里程記錄。每個(gè)支架上各布置2個(gè)溫度傳感器，圓柱形腔體兩端面上各布置1個(gè)溫度傳感器， 且每個(gè)溫度傳感器距離圓柱形腔體軸線(xiàn)的垂直距離不同。其數(shù)據(jù)接口能夠與計(jì)算機(jī)連接。其輔助裝置包括由高能電池組構(gòu)成的為需要電能的裝置提供電能的電源裝置， 以及用來(lái)隔離油流的圓柱形腔體，它的一個(gè)端面靠螺紋蓋封閉，并受油流的沖擊為裝置提 供動(dòng)力，它的另一個(gè)斷面呈錐形以減小阻力。本實(shí)用新型工作時(shí)油流沖擊裝置尾部端面提供動(dòng)力，裝置通過(guò)6個(gè)行走輪向前 行走，在前行過(guò)程中由支腳上彈簧的壓縮變形來(lái)應(yīng)對(duì)管道的變徑和彎曲。電源裝置為檢測(cè) 和處理裝置提供電能。檢測(cè)油品溫度時(shí)，溫度傳感器將檢測(cè)的信號(hào)傳給數(shù)據(jù)采集卡采集， 再傳給處理器處理并導(dǎo)入存儲(chǔ)器儲(chǔ)存。同時(shí)，管內(nèi)行走裝置的計(jì)數(shù)器信號(hào)也由數(shù)據(jù)采集卡 采集后傳給處理器處理，實(shí)現(xiàn)與檢測(cè)到的溫度數(shù)據(jù)同步，即可以使得里程數(shù)據(jù)與溫度數(shù)據(jù) 相對(duì)應(yīng)。管道停輸后，裝置停在管道內(nèi)，計(jì)時(shí)器和傳感器同時(shí)將時(shí)間數(shù)據(jù)和溫度數(shù)據(jù)儲(chǔ)存起 來(lái)，即可得到停輸后不同時(shí)間截面上不同徑向位置的溫度。本實(shí)用新型的突出特點(diǎn)是能夠獲得管道截面上不同位置的溫度，能夠反映出輸油 管道穩(wěn)定運(yùn)行及停輸后截面上徑向的溫度分布規(guī)律，采用的帶彈簧的管內(nèi)行走裝置能使得 本實(shí)用新型裝置在管內(nèi)安全可靠地行走，并獲取軸向距離即管道的里程數(shù)據(jù)，采用的高靈 敏度的溫度傳感器能夠保證在裝置快速前行過(guò)程中和停輸靜止時(shí)均能較好得檢測(cè)到油品 溫度的變化，采用的存儲(chǔ)裝置記錄了不同里程、時(shí)間的油品溫度，而且還可以通過(guò)數(shù)據(jù)接口將數(shù)據(jù)傳到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行讀取和處理，以獲得輸油管道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)溫度分布規(guī)律及管道停 輸后溫降規(guī)律。該裝置簡(jiǎn)單可靠，也符合我國(guó)輸油管道目前對(duì)溫度監(jiān)測(cè)的需求。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2(a)、(b)為本實(shí)用新型的管內(nèi)行走裝置示意圖。圖3為本實(shí)用新型的電路方框圖。
具體實(shí)施方式
一種輸油管道油溫記錄裝置，系藉由一套布置有溫度傳感器和計(jì)數(shù)器的行走裝 置、計(jì)時(shí)器、數(shù)據(jù)處理裝置實(shí)現(xiàn)在管道內(nèi)沿油流行走或停輸靜置后獲取溫度、時(shí)間和里程數(shù) 據(jù)。為了更好的理解本實(shí)用新型的裝置，
以下結(jié)合附圖作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)用新型包括溫度傳感器(1)、數(shù)據(jù)采集卡(2)、處理器(3)、存儲(chǔ) 器(4)、數(shù)據(jù)接口 (5)、行走輪(6)、支腳(7)、彈簧(8)、支架(9)、螺紋蓋(10)、輪軸(11)、小 磁鐵(12)、計(jì)數(shù)器(13)、霍爾開(kāi)關(guān)(14)、電源裝置(15)、計(jì)時(shí)器(16)、圓柱形腔體(17)。其 中，行走輪(6)、支腳(7)、彈簧(8)與支架(9)構(gòu)成管內(nèi)行走裝置的支撐結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集卡 (2)、處理器(3)、存儲(chǔ)器(4)、數(shù)據(jù)接口(5)、電源裝置(15)以及計(jì)時(shí)器(16)固定在圓柱形 腔體(17)內(nèi)，溫度傳感器⑴分布在圓柱形腔體(17)的端面和支腳(7)和支架(9)上。圓柱形腔體(17)尾部靠螺紋蓋(10)密封，支架(9)焊接在其上。圓柱形腔體(17) 能夠保護(hù)其內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集卡(2)、處理器(3)、存儲(chǔ)器(4)、數(shù)據(jù)接口(5)、電源裝置(15) 以及計(jì)時(shí)器(16)隔離管內(nèi)油品。當(dāng)管道停輸時(shí)本實(shí)用新型裝置靜置在管道內(nèi)，溫度傳感器(1)和計(jì)時(shí)器(16)將信 號(hào)傳給數(shù)據(jù)采集卡(2)供其采集。如圖2(a)、(b)所示，所述的管內(nèi)行走裝置包括行走輪(6)、支腳(7)、彈簧⑶、支 架(9)、小磁鐵(12)、計(jì)數(shù)器(13)和霍爾開(kāi)關(guān)(14)，行走輪(6)的靠邊緣處圓周上等間距布 置2個(gè)小磁鐵(12)，支腳(7)上靠近小磁鐵的一端安裝霍爾開(kāi)關(guān)(14)，當(dāng)帶小磁鐵(12)的 行走輪(6)向前行走轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾開(kāi)關(guān)(14)會(huì)把脈沖信號(hào)傳送給裝在支腳(7)上的計(jì)數(shù)器 (13)，計(jì)數(shù)器(13)再把信號(hào)傳給數(shù)據(jù)采集卡(2)采集。當(dāng)本實(shí)用新型的裝置向前行走時(shí)遇到變徑、凸起的焊縫與彎曲時(shí)，彈簧(8)會(huì)被 壓縮或變形不至于卡死在管道內(nèi)，油流沖擊其腔體尾部螺紋蓋(10)端面繼續(xù)穩(wěn)定前進(jìn)。如圖3所示，本發(fā)明上分布的溫度傳感器⑴、計(jì)數(shù)器(13)和計(jì)時(shí)器(16)的信號(hào) 同時(shí)由數(shù)據(jù)采集卡(2)采集后送到處理器(3)處理，把相對(duì)應(yīng)的里程、時(shí)間與溫度數(shù)據(jù)導(dǎo)入 存儲(chǔ)器(4)儲(chǔ)存記錄，其上的數(shù)據(jù)接口(5)可以連接到計(jì)算機(jī)，供其讀取與處理數(shù)據(jù)。所述的電源裝置(15)由可充電鋰電池組成，供檢測(cè)和存儲(chǔ)裝置長(zhǎng)期使用。
權(quán)利要求一種輸油管道油溫記錄裝置，包括溫度傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)接口、行走輪、支腳、彈簧、支架、螺紋蓋、輪軸、小磁鐵、計(jì)數(shù)器、霍爾開(kāi)關(guān)、電源裝置、計(jì)時(shí)器與圓柱形腔體，其特征在于行走輪、支腳、彈簧與支架構(gòu)成管內(nèi)行走裝置的支架結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)采集卡、處理器、存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)接口、電源裝置以及計(jì)時(shí)器固定在圓柱形腔體內(nèi)，溫度傳感器分布在圓柱形腔體的端面和支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸油管道油溫記錄裝置，其特征是，所述的管內(nèi)行走裝置是 由行走輪、支腳、彈簧、支架、小磁鐵、計(jì)數(shù)器和霍爾開(kāi)關(guān)組成，行走輪的靠邊緣處圓周上等 間距布置2個(gè)小磁鐵，支腳上靠近小磁鐵的一端安裝霍爾開(kāi)關(guān)，把信號(hào)傳送給裝在支腳上 的計(jì)數(shù)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸油管道油溫記錄裝置，其特征是，支腳與支架之間包括彈 簧，在遇到管道變徑和彎曲時(shí)能夠發(fā)生壓縮和變形保持裝置的穩(wěn)定運(yùn)行，支腳上固定有霍 爾開(kāi)關(guān)和計(jì)數(shù)器，行走輪上設(shè)置有小磁鐵，能夠?qū)崿F(xiàn)里程記錄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸油管道油溫記錄裝置，其特征是，每個(gè)支架上各布置2個(gè)溫 度傳感器，圓柱形腔體兩端面上各布置1個(gè)溫度傳感器，且每個(gè)溫度傳感器距離圓柱形腔 體軸線(xiàn)的垂直距離不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輸油管道油溫記錄裝置，其特征是，其數(shù)據(jù)接口能夠與計(jì)算 機(jī)連接。
專(zhuān)利摘要輸油管道油溫記錄裝置，主要包括溫度檢測(cè)裝置、數(shù)據(jù)處理裝置、計(jì)時(shí)器、管內(nèi)行走裝置和其他輔助裝置，其特征是在一個(gè)圓柱形腔體的兩端設(shè)置兩個(gè)帶行走輪的行走裝置，行走裝置上布置有計(jì)數(shù)器；腔體內(nèi)布置有計(jì)時(shí)器，腔體兩端和支架上布置有傳感器，其檢測(cè)信號(hào)由安裝在腔體內(nèi)的數(shù)據(jù)采集卡采集后傳到腔體內(nèi)的處理器進(jìn)行處理，再傳到存儲(chǔ)器上進(jìn)行存儲(chǔ)。這樣做的目的是使得輸油管道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)沿線(xiàn)不同里程處對(duì)應(yīng)的軸向和徑向油溫，或者是管道發(fā)生停輸后管道某截面的徑向油溫均被準(zhǔn)確地記錄。
文檔編號(hào)F17D5/00GK201688140SQ200920268648
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月31日
發(fā)明者萬(wàn)廣, 付在國(guó), 宇波, 雷飛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)