CN103410487B - 稠油的热采减压方法 - Google Patents

Abstract

一种稠油的热采减压方法，同时适用于中高压蒸汽锅炉与中低压蒸汽锅炉进行稠油的热采，热采的热源通过减压装置提供蒸汽：热采减压装置的减压***由高压区减压阀和中压区二级减压阀两部分组成，具有二级减压结构，适用于稠油热采的各种的工况条件；高压蒸汽减压阀后设有阀控制的并且并联的中高压蒸汽输出管，中高压蒸汽锅炉蒸汽通过高压蒸汽减压阀或中压区二级减压阀均有输出蒸汽管；分别适用于蒸汽驱或低压蒸汽驱或热水驱。本发明可适时监控蒸汽管道内的蒸汽压力，操作方便，且通过分别在蒸汽管道的进汽口处设置二个截止阀，在放汽口处设置一个截止阀，确保注汽管道和用汽设备的安全。

Description

稠油的热采减压方法

一、技术领域

本发明涉及石油采油的方法与设备，尤其是稠油的热采减压方法与装置。 

二、背景技术

稠油亦称重质原油或高粘度原油（英文名为heavy oil），按粘度分类，把在油层温度下粘度高于100mps的脱气原油称为稠油。据估计世界常规石油的总资源量为3000亿吨，此外还有稠油、油砂及油页岩等非常规石油资源，它们的储量折合为石油估计有八九千亿吨之多，这些将成为21世纪石油的重要来源。据有关资料报道，我国稠油的储量在世界上居第七位，迄今已发现有9个大中型含油盆地和数量众多的稠油油藏区块。近年来，我国也加速了稠油的开发，目前稠油的产量已经占全国石油年产量的十分之一以上。在油田的石油开采中，稠油具有特殊的高粘度和高凝固点特性，在开发和应用的各个方面都遇到一些技术难题。就开采技术而言，胶质、沥青质和长链石蜡造成原油在储层和井筒中的流动性变差，要求实施高投入的三次采油工艺方法。高粘、高凝稠油的输送必须采用更大功率的泵送设备，并且为了达到合理的泵送排量，要求对输送***进行加热处理或者对原油进行稀释处理。热力采油是稠油采出的主要方法。 

热力采油之所以能居于EOR中的特殊地位，是由于它具有以下优点。 

（1）使用的工作介质是到处都可以取得的水和空气。该类方法的应用范围不受制备大试剂技术条件的限制。 

（2）在各种不同的油田地质埋藏条件下，热采方法通常都可得到较高的原油采收率。 

（3）热采方其它EOR方法比较，经济效益最优。美国能源部的一份关于EOR可行性报告中指出，热采费用指数最低，净附加采收率最高。 

（4）常规的热采方法（注蒸汽和火烧油层）是以消耗部分能源（燃料和电能）为代价，开采更多原由的能量密集型工艺技术。各种各样的节能技术，如热电联产，原煤的地下煤气化，劣质煤的流化床燃烧技术等相继运用于热采工艺，能降低热采成本，使之更具吸引力。 

注蒸汽（包括蒸汽吞吐和整齐驱）和火烧油层组成热采的两大工艺。都是工业化的采油方法，（1）能量利用效率上，连续注蒸汽不仅有向上下盖层的导热损失，而且在进入油层之前，还有一定数量的能量损耗在地面和井筒的输汽过程中。 

（2）经济分析技术费用和附加采收率的高低可以衡量哪一中可采工艺更可取。技术费用包括一般性开支和特殊性开支。一般性开支主要是钻井和完井、注采设备、地面装置、施工和维修费。特殊性开支是指与所用工艺法所用的费用，主要包括蒸汽发生器、压缩机和泵等设备所耗的能源及投资。在大多数的情况下，注蒸汽占有绝对的优势地位。 

蒸汽吞吐和蒸汽驱，蒸汽吞吐通常的过程是：在几周（2～4周）内每天向该井注入一定数量的蒸汽，停注后关井数天使蒸汽凝结，浸泡油层使热量扩散，然后开井生产。待产量减至一定限度时，再重复上述过程，因此它又被称为循环注蒸汽、蒸汽浸泡或蒸汽激励。蒸汽吞吐提高产量的可能因素有：（1）注入蒸汽的热量提高了油层温度，因降粘增加原油流动性。（2）油层流体热膨胀。（3）溶解气体压缩。（4）减少残余油饱和度。（5）井筒和近井地带清洗解堵效应。由原油增产的第一个因素（降粘）可知，该工艺特别适用于对温度很敏感的高粘原油。从其它因素可以预计，它对轻质原油业有增产效果。 

蒸汽吞吐工艺的主要参数有：注入蒸汽的热力参数（压力或温度和干度），注入速率（t/h），总注气量（t/循环）和焖井时间（d）。 

（1）蒸汽热力参数它们往往受蒸汽发生器和井深等条件限制。在上述条件许可下，尽可能注以高干度的饱和蒸汽，因为干度提高0.1相当于温度提高30～40℃的热量，在蒸汽发生器无法提高干度的场合下，可在地面采用汽水分离器。 

（2）注汽速率它时常受限于蒸汽发生器容量和油层吸气能力，尽可能大的注汽速率不仅减少地面和井筒热量损失，而且缩短油井非生产时间，油层高度上热量分布也更均匀些。 

（3）总注汽量对不太厚的油藏，它应当与油层厚度成正比，成功地蒸汽吞吐油井，每米油层的注汽量为40～100t/m。油层有效厚度大，取较低值，以使总注汽时间不超过一个月，以2～3周为宜。 

（4）焖井时间焖井的作用是使注入蒸汽的热量在油层内充分扩散，焖井的时间较短，开井后油井可能有几天自喷，这部一定是好的生产方式，这意味着大量的蒸汽带走热量。但焖井的时间过长，不能利用蒸汽注入使压力提高驱动能量，特别对能量不足的油藏，焖井的时间应适当短些，以2～3d，最长不超过8d；蒸汽吞吐之所以被广泛应用是由于： 

（1）有较高的采油速度，产量响应快，注汽2～4周焖井几天后即可投入生产，采油时间几个月，甚至可高达一年。 

（2）经济效益较高，作为成本标志之一的油汽比高达1以上。但它只是一种激励措施，很少增加油层驱动能量，最高采收率不超过30%，因此为了提高油藏的最终采收率，一般在蒸汽吞吐若干次后实施蒸汽驱。 

蒸汽驱：蒸汽驱是一种类似于注水的提高采收率方法，需要选择适当的井网，影响蒸汽驱效果的主要参数是：蒸汽热力参数、注入速率、井网大小和几何形状。 

（1）蒸汽热力参数蒸汽驱通常是在吞吐已采出相当数量的原油，油层压力降低后进行的，因此蒸汽压力比吞吐小，相应的饱和度也低，至于蒸汽干度，汽驱干度应高些，汽驱初期宜高些，注入蒸汽体积大，接触原油的体积也多，但气相粘度远比水相小，使水蒸汽混合粘度降低，不利的流度比会导致驱替效率和波及效率变差，因此存在着一个最佳蒸汽干度。汽驱后期，被驱替的原油后面已形成蒸汽冷凝的热水带，宜注干度低的蒸汽甚至可考虑注热水或冷水，防止蒸汽在采油井的突破，减少产液带走过多热量，提高蒸汽驱的油汽比。 

（2）注入速率与蒸汽吞吐不同，为了消除井网尺寸的影响，蒸汽驱以单位油层的体积为基准衡量注入速率，虽然数值模拟计算表明，注入速率对原油采收率几乎没有影响，不存在最佳注入速率问题，但从减少地面和井筒热损失着眼，以较大的注入速率为宜。 

（3）井网尺寸和几何形状布井方式与油藏特性有关，对于稠油油藏蒸汽驱而言，应该遵守下列规则： 

井距不宜太大，以减少上下盖层热损失，并能有利于防止蒸汽超覆，当油藏较深时，采用小井距在经济上不可取。 

高生产井/注水井比的井网将有较高的采收率，故常用反五点，反七点的布井方式。 

井网的注入井和采油井，汽驱前都应当进行吞吐，或者在注入井汽驱初期采油井同时进行吞，减小驱油通道阻力。稠油油藏开发一般可划分为如下五个阶段，即冷采、蒸汽吞吐、蒸汽吞吐加蒸汽驱、蒸汽驱、热水驱。 

（1）冷采阶段 

一般仅适合于原油粘度较低，有一定渗流能力的稠油油藏，该阶段产量所占比重不大。而国内辽河高升油田则占有相当大的比例，如生产16年采收率达到23.2%，其中冷采采收率达13.9%，占一半以上。 

（2）蒸汽吞吐阶段 

一般而言，蒸汽吞吐可划分为3个小阶段： 

l）吞吐生产初期（l一3周期），此时产液量增加，地下亏空增加，地层压力降低，综合含水低于30%； 

2）吞吐生产中期（4一5周期），此时产液量达最大，地下亏空最大，综合含水30%～60%，地层压力最低，处于吞吐到汽驱转换方式的最佳时机； 

3）吞吐生产末期（6一8周期），此时产液量减少，地下存水增加，地层亏空减少，甚至不亏空，地层压力由最低开始回升，此时单井日产很低，综合含水大幅度上升，最高可达80%以上，部分井由于汽窜甚至可能100%含水。一般而言，由于蒸汽吞吐阶段加热的油藏体积有限，波及系数不高，其采收率不会高于30%。 

（3）蒸汽吞吐加蒸汽驱 

此阶段延续时间一般在半年到一年，此时蒸汽驱井组陆续投入蒸汽驱，而采油井还在进行蒸汽吞吐。此时注汽井连续注汽，使油层得到了连续的热量供应，而吞吐井继续生产，则使吞吐所加热的油藏采出液量增加，达到降低采油井地层压力的目的，由此建立起的注采井间地层压力驱动***为下一步连续蒸汽驱创造了良好的条件。 

（4）蒸汽驱 

蒸汽驱使稠油油藏提高采收率的主要手段，根据新疆油田分公司蒸汽驱的情况分析，蒸汽驱可以划分为4个小的阶段： 

l）蒸汽驱初期升压阶段。此阶段由于吞吐期间地层亏空，油层压力低，注入蒸汽一方面为油层连续提供热量，更主要的是向地层补充能量，提高地层压力，生产井因油层部分压力上升，驱动压差增大，使井筒附近液体向井渗流。因此该阶段表现为压力上升很快，含水大幅度上升，最高可达95%以上，液量上升不大，产油量低，是热采生产的低谷期，延续时间半年到一年左右，生产方式主要以热水驱加部分蒸汽驱为主。 

2）蒸汽驱中期稳压阶段。此阶段由于注入大量高温高压蒸汽，注汽井周围油层温度大幅度上升，地层压力也上升到接近注入压力，并由此形成注汽并与采油井间的驱替压力梯度，加上吞吐期间的预热油藏作用，使得吞吐期间波及不够或未波及到的井间区域开始受到蒸汽驱的作用，采油井产油量开始上升并达到峰值，地层压力上升到一定值后保持稳定。此阶段延续时间为半年到两年左右，生产方式以蒸汽驱为主。 

3）蒸汽驱后期突破窜进阶段。此阶段主要表现为压力达到一定值后发生蒸汽突破，此时产液量迅速上升，产油量迅速降低，综合含水高达98%。此阶段的出现，标志着蒸汽驱已接近 晚期，当然也有因蒸汽推进不均匀而发生窜进，致使采油井水淹的现象，就需要进行调整，此阶段延续时间极短，一般1～2个月，表现为热水窜进。 

4）蒸汽驱调整增产阶段。此阶段是在出现大量水窜的情况下进行的，此时可采取注汽井间注、采油井连续生产或降低注汽强度、控关高含水井、封堵汽窜层、投球选注、分层注汽等调整措施，可使汽驱产量维持在蒸汽驱中期的水平。本阶段持续时间一般1一2年，其驱替方式以蒸汽驱为主体。 

（5）热水驱根据有关计算，在饱和流体的储层中，注入蒸汽热量的64%是用于加热岩石的，仅有36%是用来加热流体的，因此通过蒸汽吞吐和蒸汽驱生产后，仍有高达2/3的热量是储存在岩石骨架中的，地层采收率一般为30%～45%，地层尚有剩余油存在。因此，可改蒸汽驱为热水驱方式，充分利用这部分热量。美国克恩河油田所进行的热水驱可提高采收率5%以上。 

稠油热采的新工艺包括：1、注蒸汽加溶剂或聚合物，在注蒸汽之前先注入高浓度的聚合物溶液或溶剂，聚合物在很长一段时间内，作用于高渗透性层带，而低渗透性层带不受影响，因此该法能提高波及系数。2、注热碱水，注热碱水是采用热化学的方法之一，其主要的原理是：采用层内干蒸汽形成加热带，使热作用和化学作用结合起来，为空隙介质中驱替原油创造优越的条件。3、蒸汽—气体循环法，可保证处于开采后期的稠油藏具有良好的工艺效果，可持续11——33个月提高油井开采的技术指标。4、水平井与注热水结合进行，试验表明，水平井与注热水综合利用可提高油井采收率。5、注热水和空气，通过注热水和空气而在地层中生成蒸汽，采用该法可克服单一方法的缺点。依靠地层内低温液相氧化反应使热水转化为蒸汽，在地层内直接建立蒸汽段赛与燃烧源，形成层内燃烧，这是一种有前途的方法。 

以上热采的改进工艺需要有中高压蒸汽与中低压蒸汽（甚至只要热水）联合或交替使用的要求，以期提高效率。本申请人的CN201120140834.4提及一种热采减压装置,主要由减压***、注汽管体、安全***和调节蒸汽出口参数的热力控制***组成,所述的注汽管体包括蒸汽主管道和分支管道,将热采减压后的蒸汽送入用户需要的出口管道上;所述的安全***包括安全阀,所述的减压***包括多级减压阀,第一级减压阀的一端通过蒸汽主管道与第一截止阀连通,另一端通过两个分支管道分别与第二截止阀和第四截止阀连通,所述的第二截止阀的另一端通过分支管道连通出口管道;所述的第四截止阀的另一端连接第二级减压阀,第二级减压阀的另一端通过第三截止阀汇总到出口管道。尚不能直接做到方便用户的中高压蒸汽与中低压蒸汽（甚至只要热水）联合或交替使用。本申请人的CN200720020311.X热采蒸汽阀亦需要改进。 

三、发明内容

本发明目的是，提出一种热采减压方法，可同时应用中高压蒸汽与中低压蒸汽（甚至只要热水）联合或交替单独使用的要求，并提供***的安全装置，以期提高效率。尤其是提供自动稳衡压力输出的中低压蒸汽，并能够充分并合理使用热能;省去用户安装与调试的麻烦与工作强度。 

本发明技术方案是：一种稠油的热采减压方法，其特征是同时适用于中高压蒸汽锅炉与中低压蒸汽锅炉进行稠油的热采，热采的热源通过减压装置提供蒸汽：热采减压装置的减压***由高压区减压阀和中压区二级减压阀两部分组成，具有二级减压结构，适用于稠油热采的各种的工况条件；高压蒸汽减压阀后设有阀控制的并且并联的中高压蒸汽输出管，中高压蒸汽锅炉蒸汽通过高压蒸汽减压阀或中压区二级减压阀均有输出蒸汽管；分别适用于蒸汽驱或低压蒸汽驱（或热水驱）。本发明调节控制压力范围和流量范围大，控制压差大，适用于各种的稠油的热采工况条件。 

进一步的，高压区减压阀，进口蒸汽压力5～26MPa，出口压力1～4.5MPa。中压区二级减压阀，进口压力1～4.5MPa，出口压力～0.8MPa以下。 

进一步的，中高压蒸汽锅炉蒸汽通过高压蒸汽减压阀或中压区二级减压阀均有输出蒸汽管；分别适用于高温蒸汽驱或低压蒸汽驱（或热水驱）。 

进一步的，高压蒸汽减压阀后设有阀控制的并且并联的中高压蒸汽输出管，并设有并联的消音器。***可为三层结构的阻声罩，亦可为二级***结构，根据降压体所发出的剩余噪声的频谱特性所设计，用以有效地吸收剩余噪声。总消声量可达40分贝以上。 

进一步的，设有安全***：减压装置的安全***主要是由安全阀和缓冲防爆***组成，它主要作用是防止设备超压运行，保证设备安全。当设备压力超过规定值后，蒸汽对安全阀阀瓣的作用力大于弹簧对阀瓣的作用力。阀瓣产生位移，即安全阀起跳并达到全行程，安全阀向大气内排汽。当热采减压装置设备内压力降到正常压力后，弹簧对阀瓣的作用力大于蒸汽对阀瓣的作用力，阀瓣在弹簧的作用下，又落回到阀座上并密封，安全阀停止排汽。缓冲防爆***设有止回结构当二级减压阀减压前的蒸汽压力过高时，缓冲装置自动打开，经减压后再次回流到装置整体运行***中，起到保护减压阀的作用。 

稠油的热采减压装置，包括蒸汽锅炉和蒸汽管道，所述的蒸汽管道上设有截止阀、高压区减压阀、二级自力式调压阀、安全阀，所述的自力式调压二级调压阀，设置在蒸汽管道上的高压区减压阀之后，所述的安全阀，设置在蒸汽管道上的二级调压阀之后；高压区减压阀为一 级套筒式减压阀，包括阀体1、阀笼2、阀芯3、自紧填料4、阀盖18、滑块7、阀杆螺母8、手轮9、锁紧螺母10、平面轴承14、支架15、密封环17、密封垫片19，填料垫环5、填料压盖6、平键11、紧定螺钉12、螺丝螺母16-1、轴承压盖13、填料17；包括、阀芯3下部固定阀笼2用于开闭阀体1上阀通道，阀芯3上部通过轴承压盖13和平键与手轮固定，阀芯3由在支架15内从下至上安装的阀盖18、滑块7和平面轴承14定位并限制于上下滑动，阀盖18截面的外径上与阀体的密封部位至少有一个凸出的台阶、台阶周围设有自紧填料4，阀盖18截面的内径与阀芯密封的部位亦设有填料17和密封环；旋转手轮、即旋转阀芯转动，通过阀芯与平面轴承的螺旋啮合，使阀笼2与阀体通道产生开或闭（其缝隙只有数mm以保证减压，阀芯的开度很小，故具有减压作用，使阀工作在高压区）；阀笼2上抬开阀时，自紧填料4密实，起到自密封的功能，而关闭时切断整个流量。 

进一步的，阀笼与阀体上开闭阀体1上阀通道的配合面是台阶形，阀笼与阀体密封面上设有密封垫片19。高压区减压阀即手动调节阀的特点：打开后阀芯3对自紧填料4有压紧的作用，导向结构阀芯，具有体积小、重量轻。适用于高压条件，调节可靠，使用寿命长；且结构简单，操作方便。流通能力大、泄漏量小。采用压力平衡结构，允许压差大，运行平稳，噪音小。 

进一步的，二级自力式减压阀采取自取压自动调节结构，包括阀体21、阀座22、阀杆23-1、阀瓣23、波纹管24、调节盘25、调节簧25-1、立柱26、取压管27、取压阀28、活接口29、执行机构30、取压管27连通上膜室30-1、膜片30-2、连接板23-2，阀盖22内部的阀杆与阀芯开度产生平衡的结构；调节盘25、调节簧25-1通过连接板23-2与阀杆中部固定，同时阀杆底部连接阀瓣23、阀杆顶部连接上膜室内膜片，上膜室上端与取压管27连通，膜片在上膜室内承受取压管27传递的压力，并传递到阀杆阀瓣，阀瓣在阀体的开启度由膜片在上膜室内承受取压管27传递的压力、调节簧25-1和阀瓣下平面受到的合力决定，取压管27上接取压阀28并通过活接口29并联接二级自力式减压阀的输出口。 

蒸汽管道进口处设有截止阀；所述的截止阀为高温高压直流式截止阀，所述的高压区减压阀和二级自力式减压阀设置在蒸汽管道上的截止阀之后。 

本发明的有益效果是：能有效控制管道内蒸汽压力并使其降低至符合生产设备的工艺需求的蒸汽压力，并且安全降噪；二级自力式减压阀的工作压力有限，当高压锅炉输出时必须通过第一级高压区减压阀减压，本发明可适时监控蒸汽管道内的蒸汽压力，操作方便，且通过分别在蒸汽管道的进汽口处设置二个截止阀，在放汽口处设置一个截止阀，确保注汽管道和用汽 设备的安全。第一级高压阀适应于高压阀门的切汽和减压，尤其是解决了高压阀的密封问题，二级自力式减压阀采取自取压自动调节结构并且可以调节压力的范围，实现压力和流量的自动调节。总之，本发明的二级阀的结构是本发明性能的保证，是运用于稠油热采的利器，也受到试用油田的极好评价。 

四、附图说明

图1为本发明***结构示意图； 

图2为本发明高压区减压阀即一级套筒式减压阀结构示意图； 

图3为自力式调压二级调压阀结构示意图。 

五、具体实施方式

如图所示，图1热采减压装置结构图中，包括热采蒸汽阀31、过滤器32、高压区减压阀33、消音节流器34、排水防冻阀35、压力计36、中压区二级减压阀37、安全阀38、涡街流量计39、截止阀40。热采减压装置是一体集成结构形式，由热采减压一体***、主蒸汽管体、安全保护***、热力控制***、缓冲防爆***、仪表、节流消音***、保温材料等组成。全部集成在一仪表箱中，减少用户安装与调试的麻烦与劳动强度；既保护各种***和部件免受风沙的侵蚀，同时保护整个***在低温环境下免受冻裂。 

图2中，高压手动调节阀包括阀体1、阀笼2、阀芯3、自紧填料4、阀盖18、滑块7、阀杆螺母8、手轮9、锁紧螺母10、平面轴承14、支架15、密封环17、密封垫片19，填料垫环5、填料压盖6、平键11、紧定螺钉12、螺丝螺母16-1、轴承压盖13、填料17；阀芯3下部固定阀笼2用于开闭阀体1上阀通道，阀芯3上部通过轴承压盖13和平键与手轮固定，阀芯3由在支架15内从下至上安装的阀盖18、滑块7和平面轴承14定位并限制于上下滑动，阀盖18截面的外径上与阀体的密封部位至少有一个凸出的台阶、台阶周围设有自紧填料4，阀盖18截面的内径与阀芯密封的部位亦设有填料17和密封环。高压手动调节阀的特点：导向结构阀芯，具有体积小、重量轻。适用于高压条件，调节可靠，使用寿命长。结构简单，操作方便。流通能力大、泄漏量小。采用压力平衡结构，允许压差大，运行平稳，噪音小。 

图3中，二级自力式减压阀采取自取压自动调节结构，包括阀体21、阀座22、阀瓣23、波纹管24、调节盘25、调节簧25-1、立柱26、取压管27、取压阀28、活接口29、执行机构30、取压管27连通上膜室30-1、膜片30-2、阀杆23-1、连接板23-2。高压阀、二级减压阀、安全阀、出口截止阀主体均采用304材质；所有阀门的内件材料均为321、Cr13，密封材料选用304复合石墨，耐高温及低温有较强的抗腐蚀性能。图3的工作过程说明：工作介质的阀前 压力P1经过阀芯、阀座后的节流后，变为阀后压力P2。同时P2经过控制管线输入到执行器的上膜室内作用在膜片（顶盘）上，产生的作用力与弹簧的反作用力相平衡，决定了阀芯、阀座的相对位置，控制阀前压力。当阀后压力P2增加时，P2作用在膜片（顶盘）上的作用力也随之增加。此时，膜片（顶盘）的作用力大于弹簧的反作用力，使阀芯关向阀座的位置，直到膜片（顶盘）的作用力与弹簧的反作用力相平衡为止。这时，阀芯与阀座的流通面积减小，流阻变大，从而使P1降为设定值。同理，当阀后压力P2降低时，作用方向与上述相反。可以通过调节弹簧的张力来调节阀的出口压力。特点是：自力式减压阀无需外加能源，能在无电无气的场所工作，既方便又节约了能源。压力分段范围细且互相交叉，调节精度高。压力设定值在运行期间可连续设定。阀前压力与阀后压力之比可为10：1～10：8，阀后压力范围0.015～4.5MPa。采用压力平衡机构，使调节阀反应灵敏、控制精确。也可以采用金属波纹管内取压式、外取压式，应用高寒与高温的恶劣环境条件。 

减压装置的排水防冻***主要是设立在装置中压区和出口端低压区，它主要作用是防止设备在设备停运时，因蒸汽冷却积水，结冰膨胀冻裂管线。在切断进出口蒸汽管路时，也可作为泄压功能使用。放水管线由两级串联放水阀控制，在正常运行情况下其中一只放水阀保持常开状态；如其中一只放水阀功能失效，可启用另一只常开的放水阀应急使用。 

1、本发明包括减压阀的减压装置的保温***主要采用微孔硅酸钙管壳作为保温材料，其常温导热系数不大于0.062W(m.℃)，一次项倾斜率不大于0.00011，密度150-240KG/m3。装置的整体保温采用包扎保温结构。根据管径大小用单层或多层微孔硅酸钙管壳包覆。采用多层管壳包扎时，两层错缝，每0.5米用铁丝绑扎。管壳外包油毡纸，最外层采用0.75mm的镀锌铁皮包装。流量0.5－10t/h。 

本发明装置进出口常用连接形式有卡箍连接、法兰连接、直管对焊连接、异径管对焊连接。 

主要材质：根据环境高寒温度条件，介质高温高压工况条件，考虑20年的设计寿命，选用以下材料：进口热采蒸汽阀及一级减压阀主体采用16Mn锻件材料；进口高压管道选用GB6479-16Mn；中压及出口低压管道选用GB3087-20G；考虑到主要控制元件的耐腐蚀性。 

噪音：装置正常运行时，在热采减压阀（减压阀）出口中心线同一水平面下游1m处测其噪声，总体噪声水平不大于85dB(A)。出口流量的变化范围：额定值的25％～110％；出口压力波动幅度：≤±0.1MPa；d连接型式：对焊、卡箍连接、法兰连接。执行标准：设计、制造标准：Q/320923JWX015—2012。 

自力式减压阀是一种小型弹簧直接作用调压阀，阀芯为软密封平衡结构，外部接口为螺纹接口，反馈方式为内部直接反馈，结构紧凑，自带输出压力表。 

蒸汽管道：热采减压装置的主蒸汽管线主要由高压、中压、低压三部分管线组成。运用流体力学理论公式，根据设计蒸汽的流量、压力、比容等参数分别计算各部分的管径规格。装置中高、中压段的管线符合GB6479-2000《高压化肥设备用无缝钢管》；低压段的管线符合GB3087-2008《低中压锅炉用无缝钢管》。 

装置的消音***可由两级组成，减压后的蒸汽经过消音节流***平稳蒸汽流速并有效地减轻振动，降低噪声水平使装置运行时整体噪声水平不大于80分贝，达到环保要求。 

安装前管道必须保证干净，防止异物堵塞，若被堵塞造成运行工况不佳，甚至造成爆管危及人身及设备安全。安装现场装配焊接，必须注意连接管道的材质，合金钢焊前必须预热，焊后作退火处理，并进行100%无损探伤，钢管的壁厚小于20mm时可不作热处理，壁厚大于20mm则必须进行热处理，但均须进行100%无损探伤。 

1、开启装置时，应先关闭底部放水阀，接着打开装置后部出口端的出口截止阀，然后打开一级、二级调压阀（首先将一级、二级调压阀开启1/4开度，如二级调压阀为自动调压阀只用将一级调压阀开启1/4开度），最后打开装置进口端的热采蒸汽阀。 

2、调节装置，减压装置时，只需根据一级调压阀后的压力表显示数值将一级调压后的压力变为5MPa左右；二级自动调压阀根据其自身性能特点，平衡装置***，可自动将出口压力调整到用户所需的压力。如有需要也可利用调节扳手（随机附带），微调出口压力，调节范围可给定值的±10-20%。 

3、关闭装置时，应先关闭装置前部进口端的热采蒸汽阀，然后关闭调压阀，接着关闭装置出口端下游的截止阀，最后开启底部放水阀。在开启或关闭装置时，进口端的热采蒸汽阀必须处于全开或全关状态。打开进口端的热采蒸汽阀前，应保证一、二级调压阀开启手轮转动1圈(二级减压为自动调压阀时，只需调节一级调压阀）开度状态。当进口压力≤5MPa时，在调压的过程中，一级减压阀位于全部开启状态。 

热采减压装置投运前入口处的热采蒸汽阀和出口处下游的截止阀应处于关闭状态，要将装置前的管道冲洗干净。打开入口热采蒸汽阀，检查减压***是否正常。检查完毕后进行暧管，先打开闭路阀，以不超过0.0196-0.049MPa的蒸汽压力预热整个装置，预热的时间不少于30分钟（也允许用其它热源预热），预热后逐渐开启闭路阀以每分钟0.098-0.147MPa的升压速度升压，打开所有阀以带动减压阀使出口蒸汽参数稳定地上升并保持在规定范围内。 

在蒸汽混合器中蒸汽与冷却水混合后由混合器出口输出至蒸汽使用点。本装置通过减温减压后的压力与温度分别控制蒸汽减压调节阀和冷却水调节阀，从而使高温高压蒸汽减温减压至适合使用的蒸汽。 

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。 

Claims (2)

1.一种稠油的热采减压方法，其特征是：适用于中高压蒸汽锅炉进行稠油的热采，热采的热源通过热采减压装置提供蒸汽，热采减压装置的减压***由高压区减压阀和中压区二级减压阀两部分组成，适用于稠油热采的各种的工况条件；高压区减压阀后设有阀控制的并且并联的中压区二级减压阀和蒸汽输出管，中高压蒸汽锅炉蒸汽通过高压区减压阀或中压区二级减压阀输出蒸汽管；分别适用于高压蒸汽驱或低压蒸汽驱；

所述的高压区减压阀为一级套筒式减压阀，包括第一阀体、阀笼、阀芯、自紧填料、阀盖、滑块、阀杆螺母、手轮、锁紧螺母、平面轴承、支架、密封环、密封垫片，填料垫环、填料压盖、平键、紧定螺钉、螺丝螺母、轴承压盖和填料，阀芯下部固定阀笼用于开闭阀体上阀通道，阀芯上部通过轴承压盖、平键与手轮固定，阀芯由在支架内从下至上安装的阀盖、滑块和平面轴承定位并限制其上下滑动，阀盖的外径与第一阀体的密封部位至少有一个凸出的台阶，台阶周围设有自紧填料，阀盖的内径与阀芯密封的部位亦设有填料和密封环，旋转手轮带动阀芯转动，通过阀芯与平面轴承的螺旋啮合，使阀笼与阀体通道产生开或闭，阀笼上抬开阀时，自紧填料密实，起到自密封的功能，而关闭时切断整个流量；

所述的中压区二级减压阀为自力式调压阀，设置在蒸汽管道上的高压区减压阀之后，所述自力式调压阀采取自取压自动调节结构，包括第二阀体、阀座、阀杆、阀瓣、波纹管、调节盘、调节簧、连接板、立柱、取压管、取压阀、活接口、上膜室、膜片和执行机构，取压管连通上膜室，调节盘、调节簧通过连接板与阀杆中部固定，同时阀杆底部连接阀瓣，阀杆顶部连接上膜室内膜片，上膜室上端与取压管连通，膜片在上膜室内承受取压管传递的压力，并传递到阀杆阀瓣，阀瓣在取压阀阀体的开启度由膜片在上膜室内承受取压管传递的压力、调节簧和阀瓣下平面受力的合力决定，取压管上接取压阀并通过活接口并联接自力式减压阀的输出口；

高压区减压阀的蒸汽进口压力5～26MPa，出口压力1～4.5Mpa；中压区二级减压阀进口压力1～4.5MPa，出口压力0.8MPa以下；

高压蒸汽减压阀和中压区二级减压阀均设有并联的消音器，***为三层结构的阻声罩；

设有安全***：安全***由安全阀和缓冲防爆***组成，安全阀设置在蒸汽管道上的中压区二级减压阀之后，蒸汽对安全阀阀瓣的作用力大于弹簧对安全阀阀瓣的作用力时，安全阀阀瓣产生位移，即安全阀阀瓣起跳并达到全行程，安全阀向大气内排汽；当热采减压装置设备内压力降到正常压力后，弹簧对安全阀阀瓣的作用力大于蒸汽对安全阀阀瓣的作用力，安全阀阀瓣在弹簧的作用下，又落回到阀座上并密封，安全阀停止排汽；缓冲防爆***设有止回结构，当中压区二级减压阀减压前的蒸汽压力过高时，缓冲装置自动打开，经减压后再次回流到装置整体运行***中，起到保护中压区二级减压阀的作用；

蒸汽管道进口处设有热采蒸汽阀，热采蒸汽阀为截止阀；所述的截止阀为高温高压直流式截止阀，所述的高压区减压阀和中压区二级减压阀设置在蒸汽管道上的截止阀之后；

开启热采减压装置时，应先关闭底部排水防冻阀，接着打开热采减压装置后部出口端的截止阀，然后打开高压区减压阀和中压区二级减压阀，最后打开热采减压装置进口端的热采蒸汽阀；

调节热采减压装置时，只需根据高压区减压阀后的压力表显示数值将高压区减压阀后的压力变为5MPa左右，中压区二级减压阀根据其自身性能特点，能自动将出口压力调整到用户所需的压力，出口压力调节范围为给定值的±10-20%；

关闭热采减压装置时，应先关闭热采减压装置前部进口端的热采蒸汽阀，然后关闭高压区减压阀和中压区二级减压阀，接着关闭装置出口端的截止阀，最后开启底部排水防冻阀，在开启或关闭装置时，进口端的热采蒸汽阀必须处于全开或全关状态，打开进口端的热采蒸汽阀前，应保证高压区减压阀和中压区二级减压阀开启手轮转动1圈开度状态，当进口压力≤5MPa时，在调压的过程中，高压区减压阀位于全部开启状态。

2.根据权利要求1所述的稠油的热采减压方法，其特征是：高压区减压阀的阀笼与第一阀体上开闭阀体上阀通道的配合面是台阶形，阀笼与阀体密封面上设有密封垫片。

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