專利名稱：一種基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及油田地面工程中的污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種基于油田 聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置。
背景技術(shù)：
油田聯(lián)合站內(nèi)的污水處理管線結(jié)垢是油田生產(chǎn)中存在的普遍問題，管線結(jié)垢將造 成管線堵塞，加速管線腐蝕，嚴重地影響了油田的正常生產(chǎn)。目前一般采用化學方法清垢、 防垢，需要連續(xù)不斷地加入，不僅成本高，而且對于油品產(chǎn)生不利的影響，增大了后續(xù)的處 理難度。超聲波防垢是純粹的物理方法防垢，對水體、環(huán)境無污染，對管線無腐蝕，符合企業(yè) 節(jié)能和環(huán)保的政策。中國專利ZL 200720015825公布了一種數(shù)字超聲波除垢裝置，除垢、防垢效果好， 無環(huán)境污染并能實現(xiàn)在線操作。中國專利ZL 94227197公布了一種高溫高聲強超聲波管道 防垢器，其工作頻率為15 40KHz，發(fā)射聲強為5 8W/cm2，最高工作溫度為200°C，防垢效 果明顯優(yōu)于其它防垢方法，可以完全解決Φ377以下管道的結(jié)垢。上述專利所陳述的超聲 波防垢器安裝結(jié)構(gòu)均為內(nèi)置式，即超聲波的換能器置于管道內(nèi)，同介質(zhì)直接接觸，即上述陳 述的超聲波防垢器如應(yīng)用在油田聯(lián)合站的污水處理管線上，在安裝過程中需對管道進行動 火處理，因此，存在巨大的安全隱患，另外，由于換能器設(shè)備同油田污水介質(zhì)直接接觸，對設(shè) 備的腐蝕有一定的影響。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供一種基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，實 現(xiàn)油田聯(lián)合站內(nèi)污水管線的在線防、除垢，保障了污水管線的安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行。一方面，本實用新型實施例提供了一種基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防 垢裝置，所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置包括污水管線、卡架、超聲 波換能器、超聲波電源發(fā)生器、控制柜、磁性測厚傳感器、溫度傳感器和流量傳感器，其中所述超聲波換能器通過卡架外置于所述污水管線的外壁上，所述控制柜通過磁性 測厚傳感器、溫度傳感器和流量傳感器采集所述污水管線內(nèi)介質(zhì)的管壁結(jié)垢厚度、溫度及 流量信號，控制超聲波電源發(fā)生器的超聲參數(shù)，以控制所述超聲波換能器進行所述油田聯(lián) 合站污水管線的在線防垢作業(yè)。可選的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波換能器為倒喇叭形超聲波換能
ο可選的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波換能器通過多根條形卡架外置 于所述污水管線的外壁上。可選的，在本實用新型的一實施例中，所述控制柜通過磁性測厚傳感器、溫度傳感 器和流量傳感器采集所述污水管線內(nèi)介質(zhì)的管壁結(jié)垢厚度、溫度及流量信號，控制的超聲 波電源發(fā)生器的超聲參數(shù)包括超聲聲強、頻率、間歇比、超聲功率。[0010]可選的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波電源發(fā)生器利用鎖相法進行超 聲波頻率信號跟蹤，通過電流型恒功率控制技術(shù)向超聲波換能器輸出額定的電功率?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波換能器將電能轉(zhuǎn)換成超聲波式 的機械能以進行所述油田聯(lián)合站污水管線的在線防垢作業(yè)。上述技術(shù)方案具有如下有益效果因為采用外置式超聲波防垢器的技術(shù)手段，所 以實現(xiàn)了油田聯(lián)合站內(nèi)污水管線的在線防、除垢，保障了污水管線的安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例 或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前 提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本實用新型實施例一種基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置 結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型圖1中裝置的管道截面示意圖；圖3為本實用新型鎖相法工作原理圖；圖4為本實用新型電流型恒功率控制圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖1所示，為本實用新型實施例一種基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防 垢裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置包括污水管線 1、卡架2、超聲波換能器3、超聲波電源發(fā)生器4、控制柜5、磁性測厚傳感器6、溫度傳感器7 和流量傳感器8，其中所述超聲波換能器3通過卡架2外置于所述污水管線1的外壁上，所述控制柜5 通過磁性測厚傳感器6、溫度傳感器7和流量傳感器8采集所述污水管線1內(nèi)介質(zhì)的管壁結(jié) 垢厚度、溫度及流量信號，控制超聲波電源發(fā)生器4的超聲參數(shù)，以控制所述超聲波換能器 3進行所述油田聯(lián)合站污水管線1的在線防垢作業(yè)?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波換能器3為倒喇叭形超聲波換 能器。可選的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波換能器3通過多根條形卡架2外 置于所述污水管線1的外壁上?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述控制柜5通過磁性測厚傳感器6、溫度 傳感器7和流量傳感器8采集所述污水管線1內(nèi)介質(zhì)的管壁結(jié)垢厚度、溫度及流量信號，控 制的超聲波電源發(fā)生器4的超聲參數(shù)包括超聲聲強、頻率、間歇比、超聲功率?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波電源發(fā)生器4利用鎖相法進行超聲波頻率信號跟蹤，通過電流型恒功率控制技術(shù)向超聲波換能器3輸出額定的電功率?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述超聲波換能器3將電能轉(zhuǎn)換成超聲波 式的機械能以進行所述油田聯(lián)合站污水管線1的在線防垢作業(yè)。油田聯(lián)合站內(nèi)污水管線用的外置式超聲波在線防垢裝置工作時，超聲波電源發(fā)生 器4，通過內(nèi)置的匹配電路使電源向超聲波換能器3輸出額定的電功率，超聲波換能器3通 過多根條形卡架2固定在污水管線1上，如圖2所示，為本實用新型圖1中裝置的管道截面 示意圖。超聲波換能器3為倒喇叭形超聲波換能器，裝配特定形狀的變幅器，通過改變能量 輸出端形狀和面積，達到聚能目的，更高效的將電功率轉(zhuǎn)換為超聲波式的機械能。超聲波電源發(fā)生器4利用鎖相法進行超聲波頻率信號跟蹤，通過電流型恒功率控 制技術(shù)向超聲波換能器3輸出額定的電功率。為了保證超聲系統(tǒng)高效穩(wěn)定地工作，對頻率 跟蹤設(shè)計方案利用的是鎖相法，如圖3所示，為本實用新型鎖相法工作原理圖，其中VCO為 壓控振蕩器，其可以有效的將帶外不需要的信號濾掉，防止系統(tǒng)誤跟蹤在非諧振頻率的信 號上。功率的控制采用的是電流型恒功率控制方案，如圖4所示，為本實用新型電流型恒 功率控制圖，即采集直流側(cè)的電流信號與給定的電流信號進行比較，將偏差輸入數(shù)字Pl調(diào) 節(jié)器，從而改變移相控制的移相角，進而改變逆變單元的輸出電壓?？刂乒?通過溫度傳感器7、流量傳感器8及磁性測厚傳感器6得到管道內(nèi)介質(zhì)溫 度、流量及管壁結(jié)垢厚度信息，控制系統(tǒng)根據(jù)采集的信號可調(diào)整超聲聲強(0. 2 4W/cm2)、 頻率05 50kHz)及間歇比(3 5)、超聲功率(彡5KW)等超聲參數(shù)，從而實現(xiàn)聯(lián)合站內(nèi) 污水管線的在線防、除垢。外置式超聲波在線防垢器在實際應(yīng)用中可以取得很好的防垢效果，防垢距離大于 2000米，減少化學藥劑摻入量15%以上。該裝置能針對油田污水的特點，在線調(diào)整超聲參 數(shù)，安裝簡單，有效的保證了聯(lián)合站內(nèi)污水處理管線的安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行，具有很好的應(yīng) 用前景。以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進 一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于 限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替 換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，其特征在于，所述基于油田 聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置包括污水管線(1)、卡架O)、超聲波換能器(3)、 超聲波電源發(fā)生器G)、控制柜(5)、磁性測厚傳感器(6)、溫度傳感器(7)和流量傳感器 ⑶，其中所述超聲波換能器C3)通過卡架( 外置于所述污水管線(1)的外壁上，所述控制柜 (5)通過磁性測厚傳感器(6)、溫度傳感器(7)和流量傳感器(8)采集所述污水管線(1)內(nèi) 介質(zhì)的管壁結(jié)垢厚度、溫度及流量信號，控制超聲波電源發(fā)生器的超聲參數(shù)，以控制所 述超聲波換能器(3)進行所述油田聯(lián)合站污水管線(1)的在線防垢作業(yè)。
2.如權(quán)利要求1所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，其特征在于， 所述超聲波換能器(3)為倒喇叭形超聲波換能器。
3.如權(quán)利要求1所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，其特征在于， 所述超聲波換能器( 通過多根條形卡架( 外置于所述污水管線(1)的外壁上。
4.如權(quán)利要求1所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，其特征在于， 所述控制柜( 通過磁性測厚傳感器(6)、溫度傳感器(7)和流量傳感器(8)采集所述污水管線(1)內(nèi)介質(zhì)的管壁結(jié)垢厚度、溫度及流量信號，控制的超聲波電源發(fā)生器(4)的超 聲參數(shù)包括超聲聲強、頻率、間歇比、超聲功率。
5.如權(quán)利要求1所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，其特征在于， 所述超聲波電源發(fā)生器(4)利用鎖相法進行超聲波頻率信號跟蹤，通過電流型恒功率控制技術(shù)向超聲波換能器C3)輸出額定的電功率。
6.如權(quán)利要求1所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，其特征在于， 所述超聲波換能器( 將電能轉(zhuǎn)換成超聲波式的機械能。
專利摘要本實用新型實施例提供了一種基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置，所述基于油田聯(lián)合站污水管線的超聲波在線防垢裝置包括污水管線、卡架、超聲波換能器、超聲波電源發(fā)生器、控制柜、磁性測厚傳感器、溫度傳感器和流量傳感器，其中所述超聲波換能器通過卡架外置于所述污水管線的外壁上，所述控制柜通過磁性測厚傳感器、溫度傳感器和流量傳感器采集所述污水管線內(nèi)介質(zhì)的管壁結(jié)垢厚度、溫度及流量信號，控制超聲波電源發(fā)生器的超聲參數(shù)，以控制所述超聲波換能器進行所述油田聯(lián)合站污水管線的在線防垢作業(yè)。本實用新型實施例實現(xiàn)油田聯(lián)合站內(nèi)污水管線的在線防、除垢，保障了污水管線的安全、經(jīng)濟、環(huán)保運行。
文檔編號B08B3/12GK201875357SQ20102058861
公開日2011年6月22日 申請日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者宋志軍, 李廣富, 楊建平, 楊文軍, 楊顯志, 王曉華, 穆磊, 袁天瑜, 高本成 申請人:中國石油天然氣股份有限公司