CN2612906Y - 采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置 - Google Patents

Abstract

一种涉及工业生产低温余热回收利用技术采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置，包括压缩机组1、冷凝器2、污水－清水换热器7、清水－原油换热器11等，热泵机组的压缩机组1与冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4串联使热泵工质形成闭路循环，低温侧的污水管线6与污水－低温清水换热器7、低温清水管线8、低温清水泵5、蒸发器4相连接，并通过低温清水泵5形成循环，高温侧的高温清水管线12与清水－原油换热器11、高温清水泵9、冷凝器2连接，通过高温清水泵9打循环，可回收采油工艺过程中回注污水的余热，并以其用来加热脱水原油，取代现有燃油或燃气加热炉，实现节约能源、保护环境、降低原油生产成本的目的。

Description

采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置

涉及领域

本实用新型涉及工业生产低温余热回收利用技术，具体地说，是一种采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置。

背景技术

为了长期保持油田旺盛的生产能力，最大限度地提高原油的采收率，我国绝大多数的油田都学习推广大庆油田开发的经验，不论是整桩的或断块油田，凡是有条件的都采取先期注水开发技术。利用高压泵通过注水井，连续向油田注水，提高油田的生产能力，使油井维持长期高产，随着油田注水开发的延续，油井从开始只出油不出水，逐渐变成既出油也出水，而且越到中后期，含水越多，最多可达90％以上。油田开始注的是清水，后来由于注水越来越多，采出的水也就越来越多，于是就使用污水代替清水，这样既解决了清水水源不够的困难，也解决了污水无处排放的问题，而且回注污水更有利于提高駆油效率。由于回注污水通过注水泵高压大排量地注入上千米油层，然后用机械采油装置将油水从井下采出地面，回注污水经地层加热、注水泵做功加热、采油机械加热后，回到地面的污水温度被提升，根据油井深度不同，一般都在30～50℃。这部分热量是非常巨大的，但目前却没有被行之有效利用，同时为使原油脱水又需使用加热炉将其升温到60～70℃，这不仅造成了油田的油气自用量很大，还降低了外销的商品率。

技术内容

本实用新型的目的在于提供一种可回收采油工艺过程中回注污水的余热，并以其用来加热脱水原油，取代现有燃油或燃气加热炉，实现节约能源、保护环境、降低原油生产成本的目的。

本实用新型是这样实现的：

包括压缩机组1、冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4、低温清水泵5、污水管线6、污水-清水换热器7、低温清水管线8、高温清水泵9、脱水原油管线10、清水-原油换热器11、高温清水管线12，热泵机组的压缩机组1与冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4串联使热泵工质形成闭路循环，低温侧的污水管线6与污水-低温清水换热器7、低温清水管线8、低温清水泵5、蒸发器4相连接，并通过低温清水泵5形成循环，高温侧的高温清水管线12与清水-原油换热器11、高温清水泵9、冷凝器2连接，通过高温清水泵9打循环。

本实用新型还采用如下技术方案：

低温清水泵5通过低温清水管线8分别与低温换热器7与蒸发器4连接；高温清水泵9通过高温清水管线12分别与冷凝器2及高温换热器11连接。

压缩机组1可以是一套。

由压缩机组1、蒸发器4、冷凝器2、膨胀阀3组成的热泵机组和油水循环泵安装在一个橇体上。

本实用新型的优点在于：以压缩机为动力，驱动热泵工质由液态变气态吸热，再由气态变液态放热，从而将不断回收利用的低温位余热，变为可回收利用的高温位热，实现“以少换多、变废为宝”。本装置的热泵系数，即热泵消耗的能量与回收余热的比值，可达4以上，属高温高效热泵装置。

本实用新型热泵装置中各种设备的优选，是根据加热对象要求的温度高低以及装置的热负荷的大小来确定的。同时根据不同热泵的工艺要求，按国家标准选用，含氟极低的R22、R134a以及特殊的高温热泵工质。

本实用新型热泵装置，不仅适用于油田回注污水的余热回收，也可用于从技术经济上认为可行的工业冷却水、冷凝水以及地热水的回收利用。本装置不仅限于工业上余热回收利用，稍加改进也可用于生活上的制冷(制热)之需。热泵装置附图说明：

本实用新型采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置；是根据压缩式热泵原理设计的，即通过热泵的运转使工作介质(优选的制冷剂)产生气液相态的交替变换，造成工质蒸发吸热和冷凝放热的物理过程，将低温污水的热量传递到脱水原油，，使其加热到规定的温度，实现余热回收利用的目的。

附图说明

附图为本实用新型的机构示意图。

具体实施

本装置是由压缩机组1、冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4、低温清水泵5、污水管线6、污水-清水换热器7、低温清水管线8、高温清水泵9、脱水原油管线10、清水-原油换热器11、高温清水管线12组成。

本装置运行中有三个循环***，即：低温污水与清水热交换部分；热泵工质(制冷剂)相变传热部分；高温清水与脱水原油热交换部分。现分述如下：

低温污水与清水热交换部分：低温回注污水，经管线6输入污水与清水热交换器7，加热升温后的清水，由低温清水循环泵5及配套管线8将清水输入热泵的蒸发器，将热量传给热泵工质，并不断进行循环往复运行。

热泵工质(制冷剂)相变传热部分：蒸发器4内的工质，从低温清水吸热后，蒸发汽化，进入热泵压缩机1，再经加压升温进入冷凝器2，在冷凝过程中将热量传给高温清水，并不断循环往复运行。

高温清水与脱水原油热交换部分：由高温清水泵9将水输入高温清水-脱水原油换热器11内换热，保证油温达到设计规定60℃以上的要求，以取代现有的燃油或燃气加热炉加热原油的传统工艺技术。

热泵机组的压缩机1与冷凝器2、膨胀阀3、蒸发器4串联使热泵工质形成闭路循环；在低温侧的污水循环管线6、与污水-低温清水换热器7、低温清水管线8、低温清水泵5、蒸发器4相连接，通过低温清水泵5打循环，使污水和清水以及清水和蒸发器4分别进行连续换热。在高温侧的高温清水管线12与清水-原油换热器11、高温清水泵9、热泵装置的冷凝器2连接，通过高温清水泵9打循环，使高温清水-原油换热器11以及清水和冷凝器2分别进行连续换热，最后达到利用低温余热加热原油脱水的目的。

由于低温清水泵5和高温清水泵9通过高、低温水管线分别是低温换热器7与蒸发器4以及使冷凝器2和高温换热器11连接，实现了低温污水和低温清水、高温清水和脱水原油不断进行热交换。由于压缩机的不断运转，驱动热泵装置在循环中，通过相态变化进行传热，将低温污水的热量回收用于原油脱水加热。

综合考虑联合站油气处理能力、进站原油含水量和温度、回注污水的温度、脱水原油加热温度要求、热泵工作介质性能进行优化设计的，只选一套压缩机组，而且不另增加闪蒸水箱。从而减少了建设热泵站的投资，减少了维护保养的工作量，降低了运行费用。

为了避免高矿化度的回注污水与冷凝器和蒸发器直接接触造成腐蚀结垢的不良后果，特增设了污水-清水换热器和清水-脱水原油换热器，使清洁水与蒸发器和冷凝器直接接触，保护了这两种比较贵重的设备，延长了使用寿命，减少了更换及维护工作量。

如果回注污水矿化度较低，可省去污水-清水换热器，回注污水和含水原油分别直接进入蒸发器和冷凝器进行换热，节约建站设备购置、征地、安装、运行投资。

热泵机组(包括压缩机组、蒸发器、冷凝器、膨胀阀)和油水循环泵等主体设备全部安装在一个钢质的橇体上，其结构紧凑，占地面积小，工厂组装，现场调试，保证质量，整体搬迁、吊装、加快施工进度。

Claims (4)

1.采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置，包括压缩机组(1)、冷凝器(2)、膨胀阀(3)、蒸发器(4)、低温清水泵(5)、污水管线(6)、污水-清水换热器(7)、低温清水管线(8)、高温清水泵(9)、脱水原油管线(10)、清水-原油换热器(11)、高温清水管线(12)，其特征在于：热泵机组的压缩机组(1)与冷凝器(2)、膨胀阀(3)、蒸发器(4)串联形成闭路循环，低温侧的污水管线(6)与污水-低温清水换热器(7)、低温清水管线(8)、低温清水泵(5)、蒸发器(4)相连接，并通过低温清水泵(5)形成循环，高温侧的高温清水管线(12)与清水-原油换热器(11)、高温清水泵(9)、冷凝器(2)连接，通过高温清水泵(9)循环。

2.根据权利要求1所述的采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置，其特征在于：低温清水泵(5)通过低温清水管线(8)分别与低温换热器(7)与蒸发器(4)连接；高温清水泵(9)通过高温清水管线(12)分别与冷凝器(2)及高温换热器(11)连接。

3.根据权利要求1所述的采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置，其特征在于：压缩机组(1)可以是一套。

4.根据权利要求1所述的采油厂联合站污水余热回收利用热泵装置，其特征在于：由压缩机组(1)、蒸发器(4)、冷凝器(2)、膨胀阀(3)组成的热泵机组和油水循环泵安装在一个橇体上。

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