CN2806760Y - 一种新型石油热采复合载体注入机组 - Google Patents

一种新型石油热采复合载体注入机组 Download PDF

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Abstract

一种用于油田稠油热采和清洗的石油热采复合载体注入机组。它由底板、空压机***、电气控制***、工控机或触摸屏、可编程控制器、复合载体发生器、水泵、油泵、水泵电机、油泵电机、水软化器、变频器、排空阀、注气阀、温度变送器、压力变送器、氧检测器、流量计、点火器等组成。复合载体发生器由油枪、雾化器、燃烧室、汽化室和消音器组成，油枪经雾化器和空气管道一起与燃烧室连通，燃烧室、水管和汽化室连通，最后经消音器和外界连通，在其出口设置温度变送器和氧检测器来控制复合载体的温度和氧的含量，可以实现在不同温度下同时向油井中注入二氧化碳、氮气及水蒸汽等复合载体。这种机组效率高、无污染，广泛应用于油田的稠油热采和清洗。

Description

一种新型石油热采复合载体注入机组
技术领域
本实用新型发明涉及一种用于油田稠油热采和清洗的石油热采复合载体注入机组。
背景技术
由于石油矿藏中的稠油、高凝油和粘度较高的稀油的油层特性为高粘、流动性差、呈半固体状，无法采用常规机械冷采方法，热力开采便是唯一的途径。国内最早的“石油热开采”技术是从美国引进的“热力开采稠油技术”，采用大容量、高压、高温锅炉燃烧出高温水蒸气，注入稠油井的油藏。因为当稠油层受高压、高温水蒸气的渗透作用，石油层内的油层降粘、活化、驱动后再用抽油泵抽采，即“蒸汽吞吐热力开采”，其在我国稠油热力开采初期取得了良好效果。但是，经过20多年长期多轮次蒸汽吞吐的降压开采，油层的天然压力已损失了90％，并且随着油井液面的不断下降，锅炉水蒸汽已无法产生有效的作用，锅炉水蒸汽干度小于0.7，入油层时仅剩0.35-0.5，超过800米的极限，就转化成大量的水份，造成水淹油层，无法采油，结果导致目前数以万计的热采油井维持在极低的产油量，30％以上的油井关井停产。同时，锅炉燃烧效率低，燃烧产生的对石油热采有极大用处的大量二氧化碳、含氮烟气等由于锅炉的燃烧特点而不能应用于热力开采上，被直接排放到大气中，污染极其严重。多年来，石油热采技术一直未有突破。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提供一种石油热采复合载体注入机组，该机组可以很好的实现油田稠油热采和清洗的功能。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：由底板、空压机***、电气控制***、工控机或触摸屏、可编程控制器、控制室、复合载体发生器、油枪、雾化器、燃烧室、汽化室、消音器、水泵、油泵、水泵电机、油泵电机、水软化器、储水箱、储油箱、变频器、排空阀、注气阀、关断阀、温度变送器、压力变送器、氧检测器、流量计、单向阀、针形阀、点火器、火花塞、燃油过滤器、加热电阻丝、温控开关、不锈钢管道、各种接头等组成机组。空压机***带有单独的安装底板；控制室、复合载体发生器、水泵、油泵、水泵电机、油泵电机、水软化器、储水箱、储油箱、变频器、排空阀、注气阀、流量计等安装在底板上；电气控制***、点火器、工控机或触摸屏、可编程控制器安装在控制室；空压机输出的压缩空气、油泵输出的高压油、水泵输出的高压水通过各自管道与复合载体发生器相连，同时这些连接管路上都装有流量计、压力变送器、单向阀、关断阀，用于测量进入复合载体发生器的各种介质的压力、流量及各种介质的关断止回控制；进入水泵的水经过水软化器进行软化，以防结垢；加热电阻丝用于加热储油箱中的原油，温控开关用于控制储油箱中原油温度的稳定；变频器控制水泵与油泵电机的转速，以改变水泵与油泵的输出流量；点火器控制复合载体发生器上的火花塞对混合气体进行点火；温度变送器、压力变送器用于测定各管道上介质的温度与压力并形成电信号进入可编程控制器；氧检测器安装在排空阀的后面，用于检测产生的复合载体中氧的含量并形成电信号进入可编程控制器；燃油过滤器用于过滤原油或柴油；排空阀、注气阀、单向阀与复合载体发生器相连。打开排空阀，开启空压机和水泵，压缩空气和水分别通过管道进入复合载体发生器；开启油泵，燃油通过管道进入复合载体发生器上的油枪和雾化器喷入燃烧室与进入的压缩空气混合；启动点火器，火花塞对燃烧室内的混合气体点火，发生***性燃烧，产生高温、高速含二氧化碳和氮气等的复合气体并喷入汽化室，与进入汽化室的水混合形成高温、高压、高速的复合载体并通过排空阀排出。在此过程中，温度变送器和氧检测器不停地检测复合载体的温度及氧的含量并将信号传给可编程控制器，可编程控制器控制水泵和油泵的变频器改变水泵和油泵电机的转速从而改变进入复合载体发生器中的水和燃油的流量，从而控制复合载体的温度和氧的含量，产生不同温度下的复合载体。整个流程和参数的变化都在工控机或触摸屏上显示，当复合载体的温度和含氧量达到要求时，就关闭排空阀开启注气阀，开始注气。
本实用新型的有益效果是，热平衡达到热采油井要求，热能的有效率高达98％，产生的高温、高压、高速的复合载体干度为100％，注入油层后能产生多种物理、化学反应，可以实现在不同温度下同时向油井中注入含二氧化碳、氮气及水蒸气等多种物质的复合载体，采油效率高，经济环保，广泛应用于油田的石油热采和清洗。
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构简图。
图2是本实用新型结构简图中复合载体发生器主视图。
图3是本实用新型的原理图。
图中：1、空压机***，2、空气压力变送器，3、空气流量计，4、储油箱，5、关断阀，6、单向阀，7、燃油流量计，8、燃油压力变送器，9、燃油过滤器，10、管道，11、复合载体发生器，11.1、油枪，11.2、雾化器，11.3、燃烧室，11.4、汽化室，11.5、消音器，12、单向阀，13、针型阀，14.1、进油管道，14.2、出油管道，15、针型阀，16、针型阀，17、单向阀，18、水流量计，19、水软化器，20、压力变送器，21、油泵，22、油泵电机，23、水泵，24、水泵电机，25、储水箱，26.1、进水管道，26.2、出水管道，27、火花塞，28、点火器，29、可编程控制器，30、电气控制***，31、工控机或触摸屏，32、排空阀，33、压力变送器，34、温度变送器，35、氧检测器，36、注气阀，37、单向阀，38、底板，39、温控开关，40、加热电阻丝，41、水泵变频器，42、油泵变频器，43、控制室。
具体实施方式
在图1、图2、图3中，空压机***(1)带有单独的安装底板；控制室(43)、复合载体发生器(9)、水泵(23)、油泵(21)、水泵电机(24)、油泵电机(22)、水软化器(19)、储水箱(25)、储油箱(4)、排空阀(32)、注气阀(36)、空气流量计(3)、燃油流量计(7)、水流量计(18)、控制室(43)安装在底板上；电气控制***(30)、点火器(28)、工控机或触摸屏(31)、可编程控制器(29)、水泵变频器(41)、油泵变频器(42)安装在控制室(43)；空压机***(1)输出的压缩空气通过管道(10)、空气流量计(3)、空气压力变送器(2)、单向阀(12)、针型阀(13)进入复合载体发生器(11)；油泵(21)输出的高压燃油通过管道(14.2)、燃油流量计(7)、燃油压力变送器(8)、单向阀(6)、针型阀(15)进入复合载体发生器(11)；水泵(23)输出的高压水通过管道(26.2)、流量计(18)、压力变送器(20)、单向阀(17)、针型阀(16)进入复合载体发生器(11)。进入水泵(23)的水经过水软化器(19)进行软化，以防结垢；加热电阻丝(40)用于加热储油箱(4)中的燃油，温控开关(39)用于控制储油箱(4)中燃油温度的稳定；水泵变频器(41)、油泵变频器(42)分别控制水泵电机(24)、油泵电机(22)的转速，以改变水泵(23)与油泵(21)的输出流量；点火器(28)控制复合载体发生器(11)上的火花塞(27)对混合气体进行点火；温度变送器(34)、压力变送器(33)安装在复合载体发生器(11)后面，用于测定复合载体的温度与压力；氧检测器(35)安装在注气阀(36)的前面，用于检测产生的复合载体中氧的含量；燃油过滤器(9)通过管道(14.1)与油泵(21)和储油箱(4)及关断阀(5)相联，用于过滤原油或柴油；排空阀(32)、注气阀(36)、单向阀(37)与复合载体发生器(11)相连。复合载体发生器(11)由油枪(11.1)、雾化器(11.2)、火花塞(11.3)、燃烧室(11.4)、汽化室(11.5)、消音器(11.6)等组成。
在图3中，打开排空阀(32)，关闭注气阀(36)，通过电气控制***(30)开启空压机(1)和水泵(23)，压缩空气通过管道(10)、空气流量计(3)、空气压力变送器(2)、单向阀(12)、针型阀(13)进入复合载体发生器(11)，空气流量计(3)、空气压力变送器(2)产生的电信号进入可编程控制器(29)；水泵(23)输出的高压水通过管道(26.2)、流量计(18)、压力变送器(20)、单向阀(17)、针型阀(16)进入复合载体发生器(11)，流量计(18)、压力变送器(20)产生的电信号进入可编程控制器(29)。开启油泵(21)，燃油通过管道(14.2)、燃油流量计(7)、燃油压力变送器(8)、单向阀(6)、针型阀(15)进入复合载体发生器(11)上的油枪(11.1)和雾化器(11.2)喷入燃烧室(11.3)与进入的压缩空气混合，燃油流量计(7)、燃油压力变送器(8)产生的电信号进入可编程控制器(29)；启动点火器(28)，火花塞(27)对燃烧室(11.3)内的混合气体点火，发生***性燃烧，产生高温、高速含CO2和氮等的复合气体并喷入汽化室(11.4)，与进入汽化室(11.4)的水混合形成高温、高压、高速的复合载体喷入消音器(11.5)并通过排空阀(32)排出。在此过程中，温度变送器(34)和氧检测器(35)不停地检测复合载体的温度及氧的含量并将信号传给可编程控制器(29)，可编程控制器(29)控制水泵变频器(41)和油泵变频器(42)改变水泵电机(24)和油泵电机(22)的转速从而改变进入复合载体发生器(11)中的水和燃油的流量，从而控制复合载体的温度和氧的含量，产生不同温度下的复合载体。整个流程和参数的变化都在工控机或触摸屏(31)上显示。当复合载体的温度和含氧量达到要求时，就关闭排空阀(32)开启注气阀(36)，开始向油井中注气。

Claims (1)

  1. 一种新型石油热采复合载体注入机组，由底板、空压机***、电气控制***、工控机或触摸屏、可编程控制器、控制室、复合载体发生器、油枪、雾化器、燃烧室、汽化室、消音器、水泵、油泵、水泵电机、油泵电机、水软化器、储水箱、储油箱、变频器、排空阀、注气阀、关断阀、温度变送器、压力变送器、氧检测器、流量计、单向阀、针形阀、点火器、火花塞、燃油过滤器、加热电阻丝、温控开关、不锈钢管道、各种接头等组成，其特征是空压机***带有单独的安装底板，控制室、复合载体发生器、水泵、油泵、水泵电机、油泵电机、水软化器、储水箱、储油箱、变频器、排空阀、注气阀、流量计等安装在底板上；空压机***、油泵、水泵通过各自管道与复合载体发生器相连，同时这些连接管路上都装有流量计、压力变送器、单向阀、关断阀；复合载体发生器由油枪、雾化器、燃烧室、汽化室和消音器组成，油枪经雾化器和空气管道一起与燃烧室连通，燃烧室、水管和汽化室连通，最后经消音器和外界连通，在其出口设置温度变送器和氧检测器；在水泵进水管设置水软化器，储油箱中设置加热电阻丝和温控开关，水泵与油泵电机设置变频器进行控制，氧检测器安装在排空阀的后面，排空阀、注气阀、单向阀与复合载体发生器相连，整个流程和参数的变化都在工控机或触摸屏上显示。
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