一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道及其制造方法与流程

1.本技术涉及管道技术领域，尤其涉及一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道。


背景技术：

2.我国油田开采出的原油大多为稠油，粘度大，在低温环境下不易流通，对这种稠油进行运输通常需要对管道进行加热，以保证原油的正常流通与运输。
3.相关技术中，通常在用于稠油运输的管道外壁设置电伴热带，以用于对管道在石油运输过程中进行加热，维持石油的运输效率。
4.针对上述中的相关技术，发明人发现由于钢管在运输石油时易被腐蚀，因此石油的运输大多以非金属复合管代替钢管，而复合管的耐温和导热性远不如钢管，设置于管道外壁的电伴热带难以将热量传递至管道内，加热效率低下，故有待改善。


技术实现要素：

5.为了提高对管道的加热效率，使得管道内部的稠油能够稳定地流通与运输，本技术提供一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道及其制造方法。
6.本技术提供的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道及其制造方法采用如下的技术方案：一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，包括管道本体，所述管道本体从内至外依次包括介质输送层、增强层、第一绝缘层、第一导电层、第二绝缘层、第二导电层和包裹层，所述第一导电层和第二导电层均电连接有控制器，所述控制器朝向第一导电层和第二导电层内部通电并对管道本体进行加热。
7.通过采用上述技术方案，控制器朝向第一导电层和第二导电层内通入电流，使得第一导电层和第二导电层之间的电流流向相反，从而能够对管道本体进行加热，以保证介质输送层内的温度能够维持稠油的正常流通与运输；增强层起到维持管道本体强度的作用，降低管道本体出现形变的概率，维持稠油在低温天气下的正常输送；第一绝缘层和第二绝缘层起到防护第一导电层和第二导电层的作用，提高石油运输时的安全性；包裹层则能够对管道本体的整体外壁进行保护，以提高管道本体工作时的安全性。
8.优选的，所述管道本体还包括弹性体应力释放层，所述弹性体应力释放层设置于第二导电层和包裹层之间。
9.通过采用上述技术方案，石油在管道本体内部流通时会对管道本体产生压力，此时通过设置弹性体应力释放层便能够有效吸收部分压力，通过弹性体应力释放层自身的形变而释放压力，从而改善管道本体产生形变的幅度，提高石油流通运输的安全性和管道本体的使用寿命。
10.优选的，所述管道本体还包括光纤填充层，所述光纤填充层位于弹性体应力释放层与包裹层之间，所述光纤填充层与控制器电连接，所述光纤填充层用于检测管道本体的温度变化和形变。
11.通过采用上述技术方案，设置光纤填充层能够对管道本体内的温度进行检测，如果光纤温度过低，从而便能够通过加大控制器进入第一导电层和第二导电层内的电流，以提高管道本体的加热效果，使得石油能够稳定地进行流通与运输。
12.优选的，所述管道本体还包括保温层，所述保温层设置于光纤填充层和包裹层之间。
13.通过采用上述技术方案，设置保温层能够有效减少管道本体内部的热量流失，从而能够使得由第一导电层和第二导电层所产生的热量能够在管道本体内保留更长的时间，使得石油能够保持良好的流动状态，提高石油运输的效率。
14.优选的，所述管道本体还包括第一抗拉层和第二抗拉层，所述第一抗拉层和第二抗拉层均设置于保温层和包裹层之间，所述第一抗拉层设置于保温层外壁，所述第一抗拉层和第二抗拉层之间设置有耐磨层。
15.通过采用上述技术方案，设置第一抗拉层和第二抗拉层能够有效提高管道本体的抗拉性能，有效提高了管道本体的结构强度，能够使得管道本体能够长久地进行石油输送，具有较高的稳定性和实用性。
16.优选的，所述包裹层包括隔离层和外保护层，所述隔离层设置于第二抗拉层外壁，所述外保护层设置于隔离层外壁。
17.通过采用上述技术方案，将包裹层设置为隔离层和外保护层，一方面能够通过隔离层对第一抗拉层等进行初步防护，与外界进行隔绝，另一方面增设外保护层则是对隔离层及内部的其他层次进行防护，由此使得外保护层能够承受并吸收外界的各种压力，保护管道本体的结构安全性，延长管道本体的使用寿命。
18.优选的，所述增强层包括第一钢帘带和第二钢帘带，所述第一钢帘带和第二钢帘带均呈螺旋状绕设于介质输送层外壁，所述第一钢帘带和第二钢帘带相互交错设置。
19.通过采用上述技术方案，将第一钢帘带和第二钢帘带通过螺旋缠绕的方式连接于介质输送层外壁，能够给介质输送层外壁提供稳定的压力，从而能够有效降低石油在介质输送层内部运输流通时对介质输送层产生的压力，同时又能够抵消一部分外来的冲击，降低介质输送层发生形变的概率，提高本技术的管道本体对石油运输的稳定性和安全性。
20.一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的制造方法，包括：分别制备介质输送层、增强层、第一绝缘层、第一导电层、第二绝缘层、第二导电层，将增强层、第一绝缘层、第一导电层、第二绝缘层、第二导电层依次组装至介质输送层外壁；分别制备弹性体应力释放层和光纤填充层，将弹性体应力释放层和光纤填充层依次组装于第二导电层外壁；制备保温层，将保温层组装于光纤填充层外壁；分别制备第一抗拉层、耐磨层和第二抗拉层，将第一抗拉层、耐磨层和第二抗拉层依次组装于保温层外壁；分别制备隔离层和外保护层，将隔离层和外保护层依次组装于第二抗拉层外壁。
21.通过采用上述技术方案，由内向外依次制作管道本体的各个层面，能够有效提高管道本体制作的工作效率，使得层与层之间能够形成稳定的连接配合，从而能够实现管道本体在实际运用过程中各层之间连接的稳定性和安全性。
22.优选的，所述分别制备弹性体应力释放层和光纤填充层，将弹性体应力释放层和光纤填充层依次组装于第二导电层外壁，包括：通过挤出或缠绕工序制成弹性体应力释放层并组装于第二导电层外壁；采用绕包机将铠装光纤按一定角度缠绕在弹性体应力释放层外壁，并将缠绕好的半成品通过t型挤出模具完成光纤填充层的制备与组装。
23.通过采用上述技术方案，弹性体应力释放层通过挤出或缠绕的方式连接于第二导电层外壁，能够有效提高弹性体应力释放层与第二导电层之间连接的稳定性，使得弹性体应力释放层能够稳定地吸收来自两侧的应力，并保护管道本体，降低管道本体产生形变的概率。
24.优选的，所述分别制备弹性体应力释放层和光纤填充层，将弹性体应力释放层和光纤填充层依次组装于第二导电层外壁，包括：将弹性体材料和铠装光纤通过挤出模具设计的流道，通过一次性挤出涂覆于第二导电层外壁，一次成型弹性体应力释放层和光纤填充层；所述制备保温层，将保温层组装于光纤填充层外壁，包括：将保温材料通过缠绕的方式缠绕于光纤填充层外壁，缠绕方式采用2个或4个带盘正向或反向缠绕叠加而成，缠绕步骤进行两次，第二层保温材料缠绕叠加在第一层缠绕的保温材料的间隙上。
25.通过采用上述技术方案，将弹性体应力释放层与光纤填充层相互结合，从而提高两层的制备效率，两层相互结合，既能够通过原本光纤填充层内的填充材料增大弹性体应力释放层的弹性力，使得弹性体应力释放层能够更好地吸收来自管道本体内外压力，当管道本体受压时，通过弹性体应力释放层自身的形变对管道本体进行缓冲，保护管道本体的结构完整性；另一方面两者一体成型，有助于光纤填充层能够对内部的第一导电层和第二导电层进行更好地温度检测，也能够更加明显地感知到介质输送层产生的形变，以及时反馈给控制器，通过控制器控制输入第一导电层和第二导电层的电流，达到加控制介质输送层温度的效果，使得本技术的管道本体能够进行更加灵敏便捷的加热，具有较高的实用性。
26.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过在管道本体内部设置设置第一导电层和第二导电层，可以通过控制器朝向第一导电层和第二导电层输入电流，以使得第一导电层和第二导电层通电发热，从管道本体内部进行加热，使得介质输送层内的石油能够更好地吸收热量，提高了加热效率；2.通过在管道本体内部设置光纤填充层，能够实时对第一导电层和第二导电层散发的热量和介质输送层的形变进行监测，以达到实时控制输入电流，保持介质输送层内部温度稳定的目的，有效提高了稠油的流通运输效率。
附图说明
27.图1是本技术实施例的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的结构示意图。
28.图2是本技术实施例的管道本体的爆炸结构示意图。
29.附图标记说明：1、管道本体；11、介质输送层；12、增强层；121、第一钢帘带；122、第二钢帘带；13、第一绝缘层；14、第一导电层；15、第二绝缘层；16、第二导电层；17、包裹层；171、隔离层；172、外保护层；2、弹性体应力释放层；3、光纤填充层；4、保温层；5、第一抗拉
层；6、第二抗拉层；7、耐磨层。
具体实施方式
30.以下结合附图1-2对本技术作进一步详细说明。
31.本技术实施例公开一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道。参照图1和图2，一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，包括管道本体1，管道本体1包括介质输送层11、增强层12、第一绝缘层13、第一导电层14、第二绝缘层15、第二导电层16、弹性体应力释放层2、光纤填充层3、保温层4、第一抗拉层5、耐磨层7、第二抗拉层6和包裹层17。
32.参照图1和图2，介质输送层11为管道本体1的最内壁，介质输送层11采用塑料挤出的形式制成，本实施例中，介质输送层11采用pe-x交联聚乙烯或其他耐温高熔点塑料，从而能够在后续对管道本体1进行加热时，确保介质输送层11不会融化，使得石油能够在介质输送层11内进行稳定运输，提高管道本体1使用过程中的安全性和实用性。
33.参照图1和图2，增强层12套设于介质输送层11外壁，增强层12包括第一钢帘带121和第二钢帘带122，第一钢帘带121和第二钢帘带122均呈螺旋状绕设于介质输送层11外壁，第一钢帘带121和第二钢帘带122相互交错设置，第一钢帘带121和第二钢帘带122均通过胶粘粘合于介质输送层11外壁，从而能够对介质输送层11提供压力，使得介质输送层11在运输石油的过程中保持内外压力平衡，减小介质输送层11的形变程度，维持管道本体1使用过程中的安全性能。本实施例中，增强层12采用断裂伸长率低于5%的高强度钢丝或合成纤维，以提高增强层12及管道本体1的强度。
34.参照图1和图2，第一绝缘层13通过胶粘连接于增强层12外壁，第一导电层14套设于第一绝缘层13外壁，第二绝缘层15套设于第一导电层14外壁，第二导电层16套设于第二绝缘层15外壁，本实施例中，第一绝缘层13和第二绝缘层15均采用塑料片材，以提高绝缘效果，保持管道本体1的安全性；第一导电层14和第二导电层16均为扁丝钢丝网，且均电连接有外部控制器，通过控制器朝向第一导电层14和第二导电层16内部通电，使得第一导电层14和第二导电层16通电发热，从管道本体1内部进行加热，提高热传递效率并降低热量损耗，使得石油能够得到稳定的流通运输。本实施例中，第一导电层14和第二导电层16均采用0.1mm-0.6mm钢丝以40
°‑
80
°
编织而成，第一导电层14和第二导电层16的电流方向相反，从而能够实现对管道本体1更加有效的加热。
35.参照图1和图2，弹性体应力释放层2设置于第二导电层16外壁，本实施例中，弹性体应力释放层2采用厚度为2-10mm的聚氨酯或同类热塑性弹性体构成，以提高弹性体应力释放层2的弹性，从而能够对石油或外部因素对管道本体1产生的应力进行吸收，由此通过自身弹性体的形变代替管道本体1的形变，由此保护管道本体1结构完整性，延长管道本体1的使用寿命。
36.参照图1和图2，光纤填充层3设置于弹性体应力释放层2外壁，光纤填充层3采用发泡材料制成，可选用发泡聚氨酯或发泡材料带、气凝胶毛毡或玻璃微珠毛毡，其厚度为3mm-30mm；光纤填充层3与控制器电连接，以用于检测管道本体1的温度变化和形变，若温度交底或介质输送层11产生较大形变，则能够通过控制器加大输入至第一导电层14和第二导电层16的电流，以提高第一导电层14和第二导电层16的发热效果，实现对介质输送层11的加热，使得石油能够在介质输送层11内进行稳定输送，提高输送效率及管道本体1的使用安全性。
本实施例中，光纤填充层3采用多根多模光纤沿管道方向均部而成，缠绕角度一般为20
°
—80
°
，且光纤之间设置有弹性体材料填充，以保护光纤安全性。
37.参照图1和图2，保温层4设置于管钱填充层外壁，本实施例中，保温层4采用发泡材料制成，可选用发泡聚氨酯或发泡材料带、气凝胶毛毡或玻璃微珠毛毡，其厚度为3mm-30mm，由此能够有效对第一导电层14和第二导电层16所散发的热量进行保留，以提高介质输送层11及管道本体1的加热效率，本实施例中，保温发泡层采用缠绕方式缠绕在光纤填充层3上，缠绕方式采用2个或4个带盘正向或反向缠绕叠加而成，第二层缠绕叠加在第一层缠绕的缝隙上，保证全覆盖。
38.参照图1和图2，第一抗拉层5设置于保温层4外壁，耐磨层7设置于第一抗拉层5外壁，第二抗拉层6设置于耐磨层7外壁，本实施例中，第一抗拉层5和第二抗拉层6均为圆钢丝，第一抗拉层5缠绕于保温层4外壁，第二抗拉层6缠绕于耐磨层7外壁，耐磨层7选用尼龙布，以降低第一抗拉层5和第二抗拉层6之间的磨损，并有效提高管道本体1的抗拉强度，使得管道本体1在使用过程中更加稳定和安全。
39.参照图1和图2，包裹层17设置于第二抗拉层6外壁，包裹层17包括隔离层171和外保护层172，隔离层171通过胶粘设置于第二抗拉层6外壁，外保护层172通过胶粘设置于设置于隔离层171外壁，本实施例中，隔离层171为塑料膜，以防止第二抗拉层6对外保护层172造成的划伤，外保护层172为橡胶，从而能够有效吸收外部环境对管道本体1的冲击，以保护管道本体1的安全性。
40.本技术实施例一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的实施原理为：通过控制器朝向第一导电层14和第二导电层16内通入电流，使得第一导电层14和第二导电层16通电发热，从管道本体1内部实现加热功能，对管道本体1最内部的介质输送层11进行加热，相较于在管道本体1外部设置电伴热带，能够有效提高介质输送层11的吸热效率，由此使得稠油能够得到加热，并在管道本体1内进行高效且稳定的流动与输送，具有较高的便捷性和实用性。
41.本技术还公开了一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的制造方法，包括：s1：分别制备介质输送层11、增强层12、第一绝缘层13、第一导电层14、第二绝缘层15、第二导电层16，将增强层12、第一绝缘层13、第一导电层14、第二绝缘层15、第二导电层16依次组装至介质输送层11外壁；s2：分别制备弹性体应力释放层2和光纤填充层3，将弹性体应力释放层2和光纤填充层3依次组装于第二导电层16外壁；s3：制备保温层4，将保温层4组装于光纤填充层3外壁；s4：分别制备第一抗拉层5、耐磨层7和第二抗拉层6，将第一抗拉层5、耐磨层7和第二抗拉层6依次组装于保温层4外壁；s5：分别制备隔离层171和外保护层172，将隔离层171和外保护层172依次组装于第二抗拉层6外壁。
42.实施例1：在s2：分别制备弹性体应力释放层2和光纤填充层3，将弹性体应力释放层2和光纤填充层3依次组装于第二导电层16外壁这一工序当中：a：通过挤出或缠绕工序制成弹性体应力释放层2并组装于第二导电层16外壁；
b：采用绕包机将铠装光纤按一定角度缠绕在弹性体应力释放层2外壁，并将缠绕好的半成品通过t型挤出模具完成光纤填充层3的制备与组装。
43.本技术实施例1的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的制造方法的实施原理为：弹性体应力释放层2和光纤填充层3均通过挤出模具绕卷于第二导电层16外壁，能够有效提高与第二导电层16之间连接的稳定性，使得弹性体应力释放层2能够稳定地吸收来自两侧的应力，并保护管道本体1，降低管道本体1产生形变的概率，光纤填充层3也能够更加准确且稳定地检测第一导电层14和第二导电层16的温度以及介质输送层11的形变度，快速反馈至控制器，提高本技术的管道本体1的灵敏度及工作效率。
44.实施例2：在s2：分别制备弹性体应力释放层2和光纤填充层3，将弹性体应力释放层2和光纤填充层3依次组装于第二导电层16外壁这一工序当中：将弹性体材料和铠装光纤通过挤出模具设计的流道，通过一次性挤出涂覆于第二导电层16外壁，一次成型弹性体应力释放层2和光纤填充层3；在s3：制备保温层4，将保温层4组装于光纤填充层3外壁这一工序中：将保温材料通过缠绕的方式缠绕于光纤填充层3外壁，缠绕方式采用2个或4个带盘正向或反向缠绕叠加而成，缠绕步骤进行两次，第二层保温材料缠绕叠加在第一层缠绕的保温材料的间隙上。
45.本技术的实施例2一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的制造方法的实施原理为：将弹性体应力释放层2与光纤填充层3相互结合，从而提高两层的制备效率，既能够通过原本光纤填充层3内的填充材料增大弹性体应力释放层2的弹性力，使得弹性体应力释放层2能够更好地吸收来自管道本体1内外压力，又有助于光纤填充层3更加贴近第一导电层14和第二导电层16，能够对内部的第一导电层14和第二导电层16进行更好地温度检测，也能够更加明显地感知到介质输送层11产生的形变，以及时反馈给控制器，通过控制器控制输入第一导电层14和第二导电层16的电流，达到加控制介质输送层11温度的效果。
46.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，包括管道本体(1)，其特征在于：所述管道本体(1)从内至外依次包括介质输送层(11)、增强层(12)、第一绝缘层(13)、第一导电层(14)、第二绝缘层(15)、第二导电层(16)和包裹层(17)，所述第一导电层(14)和第二导电层(16)均电连接有控制器，所述控制器朝向第一导电层(14)和第二导电层(16)内部通电并对管道本体(1)进行加热。2.根据权利要求1所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，其特征在于：所述管道本体(1)还包括弹性体应力释放层(2)，所述弹性体应力释放层(2)设置于第二导电层(16)和包裹层(17)之间。3.根据权利要求2所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，其特征在于：所述管道本体(1)还包括光纤填充层(3)，所述光纤填充层(3)位于弹性体应力释放层(2)与包裹层(17)之间，所述光纤填充层(3)与控制器电连接，所述光纤填充层(3)用于检测管道本体(1)的温度变化和形变。4.根据权利要求3所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，其特征在于：所述管道本体(1)还包括保温层(4)，所述保温层(4)设置于光纤填充层(3)和包裹层(17)之间。5.根据权利要求4所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，其特征在于：所述管道本体(1)还包括第一抗拉层(5)和第二抗拉层(6)，所述第一抗拉层(5)和第二抗拉层(6)均设置于保温层(4)和包裹层(17)之间，所述第一抗拉层(5)设置于保温层(4)外壁，所述第一抗拉层(5)和第二抗拉层(6)之间设置有耐磨层(7)。6.根据权利要求5所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，其特征在于：所述包裹层(17)包括隔离层(171)和外保护层(172)，所述隔离层(171)设置于第二抗拉层(6)外壁，所述外保护层(172)设置于隔离层(171)外壁。7.根据权利要求1所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道，其特征在于：所述增强层(12)包括至少一层的第一钢帘带(121)和至少一层的第二钢帘带(122)，所述第一钢帘带(121)和第二钢帘带(122)均呈螺旋状绕设于介质输送层(11)外壁，所述第一钢帘带(121)和第二钢帘带(122)相互交错设置。8.一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的制造方法，其特征在于：包括：分别制备介质输送层(11)、增强层(12)、第一绝缘层(13)、第一导电层(14)、第二绝缘层(15)、第二导电层(16)，将增强层(12)、第一绝缘层(13)、第一导电层(14)、第二绝缘层(15)、第二导电层(16)依次组装至介质输送层(11)外壁；分别制备弹性体应力释放层(2)和光纤填充层(3)，将弹性体应力释放层(2)和光纤填充层(3)依次组装于第二导电层(16)外壁；制备保温层(4)，将保温层(4)组装于光纤填充层(3)外壁；分别制备第一抗拉层(5)、耐磨层(7)和第二抗拉层(6)，将第一抗拉层(5)、耐磨层(7)和第二抗拉层(6)依次组装于保温层(4)外壁；分别制备隔离层(171)和外保护层(172)，将隔离层(171)和外保护层(172)依次组装于第二抗拉层(6)外壁。9.根据权利要求8所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的制造方法，其特征在于：所述分别制备弹性体应力释放层(2)和光纤填充层(3)，将弹性体应力释放层(2)和光纤填充层(3)依次组装于第二导电层(16)外壁，包括：
通过挤出或缠绕工序制成弹性体应力释放层(2)并组装于第二导电层(16)外壁；采用绕包机将铠装光纤按一定角度缠绕在弹性体应力释放层(2)外壁，并将缠绕好的半成品通过t型挤出模具完成光纤填充层(3)的制备与组装。10.根据权利要求8所述的一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道的制造方法，其特征在于：所述分别制备弹性体应力释放层(2)和光纤填充层(3)，将弹性体应力释放层(2)和光纤填充层(3)依次组装于第二导电层(16)外壁，包括：将弹性体材料和铠装光纤通过挤出模具设计的流道，通过一次性挤出涂覆于第二导电层(16)外壁，一次成型弹性体应力释放层(2)和光纤填充层(3)；所述制备保温层(4)，将保温层(4)组装于光纤填充层(3)外壁，包括：将保温材料通过缠绕的方式缠绕于光纤填充层(3)外壁，缠绕方式采用2个或4个带盘正向或反向缠绕叠加而成，缠绕步骤进行两次，第二层保温材料缠绕叠加在第一层缠绕的保温材料的间隙上。

技术总结
本申请涉及一种低能耗闭环控制恒温油气输送管道及其制造方法，涉及管道技术领域。其包括管道本体，所述管道本体从内至外依次包括介质输送层、增强层、第一绝缘层、第一导电层、第二绝缘层、第二导电层和包裹层，所述第一导电层和第二导电层均电连接有控制器，所述控制器朝向第一导电层和第二导电层内部通电并对管道本体进行加热。本申请具有对复合管道提供加热效果，以保障稠油的稳定流通与运输的效果。果。果。


技术研发人员：夏平原 许晓红 陆小敏 李辉
受保护的技术使用者：江苏高升特种管业有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/20