CN205002099U - 一种油田注汽锅炉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种油田注汽锅炉装置，涉及油田注汽用过热蒸汽处理装置领域。该油田注汽锅炉装置包括通过管道依次连接的给水预热器、对流段、过渡段、辐射段和汽水分离器，所述油田注汽锅炉装置还包括过热段，所述过热段的进口与汽水分离器的干蒸汽出口相连通，过热段的过热蒸汽出口与汽水分离、混合装置的进口相连通，汽水分离、混合装置的出口与注汽管网相连通。本实用新型在现有注汽锅炉装置结构的基础上增设了过热段和汽水分离、混合装置，巧妙地把含有各种盐分的水加热处理生成干度为99％以上，温度为360℃的过热蒸汽，达到了稠油汽驱开采对蒸汽干度的要求，提高了稠油开采的采收率，节约了能源，获得较好的经济效益和社会效益。

Description

一种油田注汽锅炉装置

技术领域

本实用新型涉及油田注汽锅炉装置领域，尤其涉及一种油田注汽用过热蒸汽处理装置。

背景技术

注汽锅炉又称湿蒸汽发生器，是油田开采稠油的专业注汽设备。它是利用所生产的高温高压湿蒸汽注入油井，加热油层中的原油以降低稠油的粘度，从而增加稠油的流动性，能够大幅度地提高稠油的采收率。它是卧式直流水管锅炉，设计为液(气)体燃料火室燃烧型式，利用燃料的热能，把一定量的水加热成为一定压力、温度和干度的湿饱和蒸汽的机械设备。

我国自1987年以来，注蒸汽开采稠油技术在辽河油田、胜利油田、新疆克拉玛依油田和***已经规模应用。目前，注汽锅炉主要以生产一定压力下的饱和蒸汽为主，如图1所示，普通的注汽锅炉装置主要包括给水预热器1ˊ、对流段2ˊ、过渡段和辐射段4ˊ，其中，过渡段位于对流段2ˊ和辐射段4ˊ之间。该注汽锅炉装置水汽流程如下：

从水处理装置来的除盐水(20℃左右)进入柱塞泵升压。在泵前、后装有入口和出口减震器，以保证入口和出口水的压力平稳。然后，给水先进入给水预热器1ˊ，使给水温度提高到烟气露点以上，以避免烟气低温腐蚀。经预热后的水进入对流段2ˊ，在对流段2ˊ吸收约40％的热量后再进入给水预热器1ˊ失掉一部分热量。最后进入辐射段4ˊ，吸收约60％的热量，温度达到设计压力下相对应的饱和温度，干度为80％的饱和蒸汽。大部分饱和蒸汽经汽水分离器5ˊ和蒸汽出口截止阀送入注汽管网6ˊ。

当采用上述常规注汽锅炉装置，在额定工作压力为14.0MPa(表压)时，只能得到温度为337℃的饱和蒸汽，不能满足稠油汽驱开采的要求，降低了稠油开采的采收率，造成能源的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种油田注汽锅炉装置，能够形成过热蒸汽，达到稠油汽驱开采对蒸汽干度的要求，提高稠油开采的采收率，节约能源。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供了一种油田注汽锅炉装置，包括通过管道依次连接的给水预热器、对流段、过渡段、辐射段和汽水分离器，所述油田注汽锅炉装置还包括过热段，所述过热段的进口与汽水分离器的干蒸汽出口相连通，过热段的过热蒸汽出口与汽水分离、混合装置的进口相连通，汽水分离、混合装置的出口与注汽管网相连通。

作为一种油田注汽锅炉装置的优选方案，所述过热段为由单光管水平往复排列组成的矩形结构。

作为一种油田注汽锅炉装置的优选方案，所述过热段位于辐射段出口处的高温烟气区域。

作为一种油田注汽锅炉装置的优选方案，所述给水预热器为套管式给水预热器，用于加热对流段的入口水温并使入口水温超过烟气的露点温度。

作为一种油田注汽锅炉装置的优选方案，所述对流段的截面为上窄下宽的梯形，所述对流段的下部布置有倾斜且平行排列的多个光管，上部布置有水平且平行往复排列的多个翅片管。

作为一种油田注汽锅炉装置的优选方案，所述辐射段的辐射受热面为内衬隔热层和耐火层的圆形炉壳，所述炉壳内布置有炉管，炉管沿炉衬内壁水平方向往复排列。

作为一种油田注汽锅炉装置的优选方案，所述过渡段为位于对流段与辐射段之间的半圆形通道。

作为一种油田注汽锅炉装置的优选方案，从所述汽水分离、混合装置分离出的干蒸汽的干度为99％以上。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供了一种油田注汽锅炉装置，本实用新型在现有注汽锅炉装置结构的基础上增设了过热段和汽水分离、混合装置，巧妙地把含有各种盐分的水加热处理生成干度为99％以上，温度为360℃的过热蒸汽，达到了稠油汽驱开采对蒸汽干度的要求，提高了稠油开采的采收率，节约了能源，获得较好的经济效益和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是现有技术提供的油田注汽锅炉装置的汽水***流程简图；

图2是本实用新型优选实施例提供的油田注汽锅炉装置的汽水***流程简图；

图3是本实用新型优选实施例提供的油田注汽锅炉装置的结构布置图；

图4是图3中A-A向的剖视图；

图5是本实用新型优选实施例提供的给水预热器的结构示意图；

图6是图5中B-B向的剖视图；

图7是本实用新型优选实施例提供的对流段的结构示意图；

图8是图7的侧视图；

图9是本实用新型优选实施例提供的辐射段的结构示意图；

图10是图9的侧视图；

图11是本实用新型优选实施例提供的过渡段的结构示意图；

图12是图11的侧视图；

图13是本实用新型优选实施例提供的过热段的结构示意图；

图14是图13的侧视图。

图中，

1ˊ、给水预热器；2ˊ、对流段；4ˊ、辐射段；5ˊ、汽水分离器；6ˊ、注汽管网；

1、给水预热器；2、对流段；3、过渡段；4、辐射段；5、汽水分离器；6、注汽管网；7、过热段；8、汽水分离、混合装置；

21、光管；22、翅片管；40、隔热层和耐火层；41、炉壳；42、炉管。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例提供了一种油田注汽锅炉装置，该油田注汽锅炉装置的结构如图2至图4所示，该装置包括通过管道依次连接的给水预热器1、对流段2、过渡段3、辐射段4、汽水分离器5和过热段7，过热段7的进口与汽水分离器5的干蒸汽出口相连通，过热段7的过热蒸汽出口与汽水分离、混合装置8的进口相连通，汽水分离、混合装置8的出口与注汽管网7相连通。

本过热注汽锅炉采用德国扎克SG150-2型燃气燃烧器，以天热气作为燃料，锅炉的额定蒸发量为22.5t/h，额定工作压力为14.0MPa，给水温度＜150℃、过热蒸汽温度为360℃，锅炉效率为90％，天然气消耗量为1940Nm³/h，控制方式采用触摸屏与PLC控制。油田注汽锅炉装置的布置图参见图3和图4。

该油田注汽锅炉装置为YZG22.5–14.0/360-G型的过热注汽锅炉，该油田注汽锅炉除了给水预热器1、对流段2、辐射段4、过渡段3、汽水分离器5以外，还增设过热段7。如图2所示，过热注汽锅炉水汽流程如下：

给水通过处理后，合格的软化水供到高压泵入口端，给水经强制升压后进入给水预热器1，经预热后的水进入对流段2，在对流段2吸收热量后再进入给水预热器1作为热源加热给水，经冷却后进入辐射段4入口，水在辐射段4加热汽化后达到70～80％的蒸汽干度，然后进入到汽水分离器5进行汽水分离，分离出的干蒸汽(干度99％以上)再进入到过热段7，加热后进入汽水分离、混合装置8，最后送入注汽管网6。

该油田注汽锅炉装置在现有注汽锅炉装置结构的基础上增设了过热段和汽水分离、混合装置，巧妙地把含有各种盐分的水加热处理生成干度为99％以上，温度为360℃的过热蒸汽，达到了稠油汽驱开采对蒸汽干度的要求，提高了稠油开采的采收率，节约了能源，获得较好的经济效益和社会效益。

在本实施例中，进一步的，参见图7和图8，对流段2的截面为上窄下宽的梯形，梯形对流段由于烟气通道面积逐渐减小，相应烟气流速逐渐增加，烟气冲刷效果好，不易积灰。另外，对流段2的下部布置有倾斜且平行排列的多个光管21，多个光管21排列成多层，上部布置有水平且平行往复排列的多个翅片管22。高温烟气首先经光管21将温度降至650～760℃后，然后再经过翅片管22换热，以防高温烟气烧坏翅片管22。

如图5和图6所示，给水预热器1为套管式给水预热器，主要用来加热对流段2的入口水温，使得入口水温超过烟气的露点温度，从而避免烟气中的水蒸汽在对流段2翅片管22上凝结而造成翅片管22的低温腐蚀。

进一步的，如图9和图10所示，辐射段4的辐射受热面为内衬隔热层和耐火层40的圆形炉壳41，炉壳41内布置有炉管42，炉管42紧密排布，沿炉衬内壁水平方向往复排列。在加大受热面积的同时又相对减小了辐射段4的体积，有效节约了占地面积。

进一步的，如图11和图12所示，过渡段3为位于对流段2与辐射段4之间的半圆形通道，是烟气流通的管道。

进一步的，如图13和图14所示，过热段7为由单光管水平往复排列组成的矩形结构，位于辐射段4出口处的高温烟气区域，主要是用于将分离出的干饱和蒸汽继续加热升温，从而得到一定压力、一定温度的过热蒸汽。

本实用新型将从汽水分离器5分离出的干蒸汽(干度99％以上)再送入到过热段7进行加热，最后通过设置在烟道外的汽水分离、混合装置8得到额定蒸汽压力为14.0MPa(表压)、额定蒸发量为22.5t/h、温度为360℃的过热蒸汽。同时，过热注汽锅炉采用橇装化设计，减少了现场安装的工作量及维护成本。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种油田注汽锅炉装置，包括通过管道依次连接的给水预热器(1)、对流段(2)、过渡段(3)、辐射段(4)和汽水分离器(5)，其特征在于，所述油田注汽锅炉装置还包括过热段(7)，所述过热段(7)的进口与汽水分离器(5)的干蒸汽出口相连通，过热段(7)的过热蒸汽出口与汽水分离、混合装置(8)的进口相连通，汽水分离、混合装置(8)的出口与注汽管网(6)相连通。

2.根据权利要求1所述的油田注汽锅炉装置，其特征在于，所述过热段(7)为由单光管水平往复排列组成的矩形结构。

3.根据权利要求1或2所述的油田注汽锅炉装置，其特征在于，所述过热段(7)位于辐射段(4)出口处的高温烟气区域。

4.根据权利要求1所述的油田注汽锅炉装置，其特征在于，所述给水预热器(1)为套管式给水预热器，用于加热对流段(2)的入口水温并使入口水温超过烟气的露点温度。

5.根据权利要求1所述的油田注汽锅炉装置，其特征在于，所述对流段(2)的截面为上窄下宽的梯形，所述对流段(2)的下部布置有倾斜且平行排列的多个光管(21)，上部布置有水平且平行往复排列的多个翅片管(22)。

6.根据权利要求1所述的油田注汽锅炉装置，其特征在于，所述辐射段(4)的辐射受热面为内衬隔热层和耐火层(40)的圆形炉壳(41)，所述炉壳(41)内布置有炉管(42)，炉管(42)沿炉衬内壁水平方向往复排列。

7.根据权利要求1所述的油田注汽锅炉装置，其特征在于，所述过渡段(3)为位于对流段(2)与辐射段(4)之间的半圆形通道。

8.根据权利要求1所述的油田注汽锅炉装置，其特征在于，从所述汽水分离、混合装置(8)分离出的干蒸汽的干度为99％以上。