張明(中石油煤層氣有限責(zé)任公司,山西 太原 030000)
油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場電伴熱帶安全性能分析與應(yīng)用
張明(中石油煤層氣有限責(zé)任公司,山西 太原 030000)
自控溫電熱帶的原理是導(dǎo)電聚合物具有很高的電阻正溫度系數(shù)特性,能隨溫度變化自動調(diào)節(jié)輸出功率,同時自動限制加熱溫度。自控溫電熱裝置具有安全可靠、節(jié)能環(huán)保、便于控制等優(yōu)點(diǎn),避免了因?yàn)榧竟?jié)變化等原因?qū)е聝龆略O(shè)備管線情況的出現(xiàn),從而影響生產(chǎn)的狀況,該裝置在石油天然氣工程中得到了廣泛的應(yīng)用。本文通過對現(xiàn)場選用的用于防止井口采油樹及氣管線水管線凍堵的DBR-P/J-25-220低溫自限溫電熱帶工作原理,結(jié)合用于冬防保溫的電伴熱帶使用現(xiàn)狀,對運(yùn)行過程中出現(xiàn)的故障原因進(jìn)行了分析,介紹了故障點(diǎn)定位監(jiān)測方法,最后對伴熱帶使用運(yùn)行中提出幾點(diǎn)保障電伴熱帶正常運(yùn)行的注意事項(xiàng)。
電伴熱帶;安全性能;分析與應(yīng)用
電伴熱帶可以廣泛地應(yīng)用于液態(tài)氣態(tài)物體在管道中輸送和罐體的防凍保溫、維持工藝溫度、加熱公路、坡道、人行橫道、屋檐及地板等[1]。油氣田生產(chǎn)現(xiàn)場排采井的井口采油樹、管線及容器內(nèi)介質(zhì)的溫度是保證冬季生產(chǎn)工作過程中比較重要的控制參數(shù)。目前部分單位管線保溫的設(shè)備選用的是DBR-P/J-25-220型低溫自限溫電熱帶,用電能來維持管線和容器內(nèi)部介質(zhì)的操作溫度。
1.1 工作原理
DBR-P/J-25-220,是低溫自限溫基本屏蔽型電伴熱帶,由導(dǎo)電聚合物做的兩條平行的金屬導(dǎo)線和發(fā)熱體及絕緣保護(hù)套構(gòu)成。其特點(diǎn)是導(dǎo)電聚合物能隨溫度變化自動調(diào)節(jié)輸出功率和加熱的溫度。電接通電源后,通電流后使導(dǎo)電聚合物升溫,其電阻隨即增加,當(dāng)溫度升至某值之后,電阻大到可以阻斷電流,這時溫度不再升高。當(dāng)溫度升高時,導(dǎo)電聚合物微分子膨脹,碳粒漸漸分開,導(dǎo)致電路中斷,電阻增加,伴熱帶功率輸出自動降低;當(dāng)溫度降低時,導(dǎo)電聚合物微粒間距收縮變小,碳粒相應(yīng)連接起來形成電路,伴熱帶發(fā)熱功率自動上升;當(dāng)溫度處于某一穩(wěn)定區(qū)間時,系統(tǒng)的熱輸出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),使得其具有溫度自限性[1]。
圖1 電伴熱帶工作原理圖
1.2 DBR-P/J-25-220技術(shù)指標(biāo)
DBR-P/J-25-220伴熱帶溫度范圍:最高工作溫度65±5℃;絕緣電阻:電纜長度100m,恒溫水域75時,測試絕緣電阻最小值20兆歐,有屏蔽或者防爆防護(hù)型,室溫20時用2500VDC在屏蔽層與導(dǎo)電纖芯之間搖試1分鐘,絕緣電阻最小值為1200兆歐。
電伴熱帶的常見故障主要是在施工、保溫過程中會經(jīng)常造成伴熱帶損傷。在保溫過程中經(jīng)常會出現(xiàn)伴熱帶絕緣層破損的情況,破損處絕緣下降甚至直接造成對管線接地,形成伴熱故障,伴熱帶包在保溫層內(nèi)側(cè),故障點(diǎn)很難查找。
電伴熱帶故障點(diǎn)的精確查找一直是電伴熱應(yīng)用中的難點(diǎn),目前部分單位采用的電伴熱故障排查方法是最傳統(tǒng)的分段斷開排查法,根據(jù)故障表現(xiàn)判斷故障大概位置,人為的段開電伴熱帶。此種方法存在判斷不準(zhǔn)確需要反復(fù)斷開電伴熱帶的問題,同影響和縮短了電伴熱帶的使用效率和使用壽命,嚴(yán)重影響冬季生產(chǎn)安全。
在安裝使用過程中根據(jù)電伴熱帶自身特點(diǎn),加強(qiáng)對其的檢查維護(hù),避免施工過程中的人為損傷,對減少維修次數(shù)延長電伴熱帶的使用壽命和提高工作效率有很大幫助。
由于電伴熱帶彎曲半徑-20℃時為25.4mm,-30℃時為35.00mm,所以施工放電伴熱帶時不要打硬折或長距離的在地面拖拉,以防損壞。電伴熱帶的最大敷設(shè)使用長度應(yīng)小于100米;電伴熱帶安裝時最小彎曲半徑應(yīng)不小于其厚度的5倍;電伴熱帶安裝時必須使用尾端盒,防止尾端芯線連接造成短路;在容器上安裝時,電伴熱帶應(yīng)纏繞在容器中下部,通常不超過容器高度的2/3,一般為l/3。
對管道電伴熱系統(tǒng)應(yīng)每年進(jìn)行至少一次例行檢查,入冬前必須進(jìn)行一次全面電路檢查;對發(fā)現(xiàn)任何電熱帶、配件、保溫層或防水罩有損壞處應(yīng)立即進(jìn)行更換和維修。
電伴熱帶因其節(jié)能顯著、能耗低、可靠性高、沒有“跑、冒、滴、漏”現(xiàn)象等優(yōu)點(diǎn)已應(yīng)用于油氣生產(chǎn)集輸管網(wǎng),伴隨著電伴熱的廣泛應(yīng)用,投產(chǎn)井排采時間延長,保障電伴熱帶連續(xù)運(yùn)行的技術(shù)和措施越來越重要,其檢測和維護(hù)技術(shù)也需要更多的探討研究和實(shí)踐摸索。
[1]丁艷慧.電伴熱帶在液體物料管線上的應(yīng)用[J].安全、健康和環(huán)境,2011,10(7):26:28.
[2]管維鈞,張帥,劉國豪等.輸油管道站場電伴熱帶能耗測試與分析[J].石油石化節(jié)能,2015,1(3):4:5.
[3]鞏方正.串聯(lián)型電伴熱帶故障查找及施工注意事項(xiàng)[J].廣東化工,2015,42(296):122:123.