一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统技术方案

一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统，包括油井及其注汽加热系统，注汽加热系统包括：清洁型碳锅炉(1)、供水单元(2)，还包括第一换热单元、第二换热单元、油井蒸汽注入单元；清洁型碳锅炉(1)燃烧清洁型碳释放热量对第一换热单元内的水或对第二换热单元内的热媒加热；第一换热单元采用直接加热，利用燃烧清洁型碳释放热量对流经其内的供水单元(2)的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热；第二换热单元采用间接加热，利用第二换热单元内的热媒对流经其内的供水单元(2)的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热。清洁型碳降低污染物排放量，减少燃油燃气消耗量。

An oil well steam injection heating system of clean type carbon boiler

【技术实现步骤摘要】
一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统
本技术涉及油田稠油注汽开采
，特别涉及一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统。
技术介绍
随着石油资源逐步进入人类生活、社交等领域，全球石油消费迅速增长、稀油资源日益减少，石油价格不断攀升，人们开始把目光转向储量丰富的稠油资源的开发。热采注汽锅炉作为稠油开采技术的关键核心设备，被广泛应用于国内外各大油田。稠油油井的开采，需要配置专门的注汽锅炉，即利用蒸汽锅炉产生的高压高温水蒸汽，将此高温高压水蒸汽注入油井地下，对地下粘稠的原油进行加热，增加其流动性后再进行正常的原油开采。注汽锅炉在油田现场又称为湿蒸汽发生器，是油田开采稠油的专用注汽设备。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。一般井深小于1200米，额定压力为17.2MPa的锅炉即可满足要求，1200-1800米左右的井深，选用21MPa的注汽锅炉就可以，再深的油井可以选用超临界注汽锅炉。根据现场需要，总结下来蒸汽参数按温度区分为湿蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽，按蒸汽压力分为亚临界、临界和超临界等。无论是油田稠油采出井，还是采油厂的储油罐和厂内输油管道，以及长距离的原油输油管线，都需要管道和油罐的原油加热工艺，目前石油行业注汽工艺、管道伴热及油罐伴热的加热燃料及方式主要有以下几种：(1)燃油、燃气、燃煤热水或蒸汽炉；优点：燃料便宜，如果是自采原油或伴生气燃料成本为零；缺点：燃烧排放高污染，排放不达标，目前多地背环保部门禁止，将来环保压力越来越大。(2)油井自产原油或伴生气分布式能源热电联产小机组；优点：自采原油或伴生气燃料成本为零，热电联产机组效率高；缺点：燃烧排放高污染，排放不达标，如果上烟气处理设施成本巨大。(3)电加热方式；分电热水或蒸汽锅炉和管道或油罐包覆电热丝或电热膜进行加热两种；优点：无污染排放，清洁环保；缺点：目前电价高，电费成本高。我国的一次不可再生能源消耗应以煤炭为主。与此同时，我国的石油天然气资源形式严峻。根据专家预测，随着我国经济的持续快速发展，对进口石油的依赖程度将越来越大，目前我国的石油进口比例已接近70％。如此高的进口比例，国际石油市场难以满足我国的需要，我国的能源安全形式非常严峻。以辽河油田为例，其稠油储量较大，稠油的开采与技术过程中生产自耗油耗气量较大。辽河油田有各类注汽锅炉超过200台。每天生产自耗油约120万吨，约占辽河油田总产量的10％。依靠我国自己的资源，在一次能源消耗上尽可能“用煤代油”以确保国家石油安全，是当务之急，势在必行。利用清洁煤技术替代油气，不但可以减少原油焚烧造成的污染，而且可以降低油田伴热系统的燃料成本。
技术实现思路
(一)技术目的本技术的目的是提供一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统，通过注汽工艺对稠油油井进行注汽加热的清洁型碳油井注汽锅炉系统，能产生亚临界和超临界蒸汽。通过将清洁型碳锅炉技术以及传统的注汽系统工艺的进行结合，利用清洁环保的清洁型碳作为燃料，既节省了原来燃油燃气的加热炉的运行成本，也利用排放达标的清洁型碳作为燃料，解决了油田注汽锅炉系统排放不达标的问题。(二)技术方案为解决上述问题，根据本技术的一个方面,本技术提供了一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统，包括油井及其注汽加热系统，注汽加热系统包括：清洁型碳锅炉、供水单元、油井蒸汽注入单元，还包括第一换热单元和/或第二换热单元；清洁型碳锅炉用于燃烧清洁型碳以释放热量对第一换热单元内的水和/或对第二换热单元内的热媒加热；第一换热单元设置在清洁型碳锅炉内，且与供水单元的第一水管路连通，以利用燃烧清洁型碳释放的热量对流经其内的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热；第二换热单元包括相互连通的第一热媒换热器和第二热媒换热器，第一热媒换热器设置在清洁型碳锅炉内，第二热媒换热器与供水单元的第二水管路连通或者设置在供水单元的第二水管路的外壁上，以利用加热热媒对流经第二热媒换热器内的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热。进一步的，第一换热单元为在清洁型碳锅炉中直接加热的水换热器；水换热器上设置有与供水单元的第一水管路连通的入水口以及与蒸汽管路连通的出气口。进一步的，第二热媒换热器为水与热媒的换热器，与第二水管路连通，其上设置有与第二水管路连通的入水口，以及与蒸汽管路连通的出气口。进一步的，第一换热单元和/或第二换热单元具有过热加热模块，以将水蒸汽过热加热。进一步的，还包括第一循环泵；第一循环泵设置在第二热媒换热器的加热热媒出口与第一热媒换热器的加热热媒入口之间，用于将第二热媒换热器输出的加热热媒增压并送入至第一热媒换热器。进一步的，还包括补热热源；补热热源的补热热媒入口与第一热媒换热器的热媒出口连通，补热热源的热媒出口与第二热媒换热器的热媒入口连通。进一步的，补热热源与供水单元的水管路入口连通，对供水单元的水进行加热预热；供水单元的水管路出口与第一换热单元连通。进一步的，补热热源包括：固体蓄热电锅炉、高压电极加热锅炉、电阻加热锅炉、燃气锅炉、燃油锅炉、燃煤锅炉、太阳能光热锅炉中的任意一种。进一步的，补热热源为太阳能光热锅炉，其中还包括换热装置和第二循环泵；太阳能光热锅炉的补热热媒出口与换热装置的补热热媒入口连接，以对流经换热装置内的加热热媒进行加热；第二循环泵设置在太阳能光热锅炉的补热热媒出口与换热装置的补热热媒入口之间，以将太阳能光热锅炉输出的补热热媒在太阳能光热锅炉和换热装置之间循环流通。进一步的，清洁型碳锅炉包括火筒式直接加热炉、火筒式间接加热炉、管式立式或卧式加热炉、链条炉、炉排炉中的任意一种。进一步的，清洁型碳包括半焦、全焦、兰炭、型碳中的任意一种；和/或加热热媒包括导热油、相变熔盐、惰性气体、氮气和循环水中的任意一种。进一步的，清洁型碳燃烧炉设置有进料口、炉膛、排渣口、炉排、烟道及烟囱；炉排设置在炉膛的底部，其一端与进料口连通，其另一端与排渣口连通；烟道设置在炉膛的上方且与炉膛连通，烟囱与烟道连通；水或热媒通过设置在炉膛和/或烟道内的吸热面热交换单元进行吸热。(三)有益效果本技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：利用清洁型碳锅炉作为油田注汽锅炉系统，实现了节能减排；利用清洁型碳锅炉作为油田注汽锅炉系统，降低了油田注汽锅炉系统消耗的燃油和燃气，降低了加热系统运行成本。利用清洁型碳替代原油或天然气，降低了加热炉的硫、NOx等污染物的排放量。通过清洁型碳锅炉与太阳能锅炉耦合，进一步降低了油田集输系统加热炉带来的污染物及碳排放量。用清洁型碳替代原油，增加原油和燃气的供给量，减少对国外油气的依赖度。附图说明图1是本技术提供的清洁型碳锅炉油井注汽加热系统的实施例一结构图；图2是本技术提供的清洁型碳锅炉油井注汽加热系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统，包括油井及其注汽加热系统，其特征在于，所述注汽加热系统包括：清洁型碳锅炉(1)、供水单元(2)、油井蒸汽注入单元，还包括第一换热单元和/或第二换热单元；/n所述清洁型碳锅炉(1)用于燃烧清洁型碳以释放热量对所述第一换热单元内的水和/或对所述第二换热单元内的热媒加热；/n所述第一换热单元设置在所述清洁型碳锅炉(1)内，且与所述供水单元(2)的第一水管路(21)连通，以利用燃烧清洁型碳释放的热量对流经其内的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热；/n所述第二换热单元包括相互连通的第一热媒换热器(4)和第二热媒换热器(5)，所述第一热媒换热器(4)设置在所述清洁型碳锅炉(1)内，所述第二热媒换热器(5)与所述供水单元(2)的第二水管路(22)连通或者设置在所述供水单元(2)的第二水管路(22)的外壁上，以利用加热热媒对流经所述第二热媒换热器(5)内的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种清洁型碳锅炉油井注汽加热系统，包括油井及其注汽加热系统，其特征在于，所述注汽加热系统包括：清洁型碳锅炉(1)、供水单元(2)、油井蒸汽注入单元，还包括第一换热单元和/或第二换热单元；
所述清洁型碳锅炉(1)用于燃烧清洁型碳以释放热量对所述第一换热单元内的水和/或对所述第二换热单元内的热媒加热；
所述第一换热单元设置在所述清洁型碳锅炉(1)内，且与所述供水单元(2)的第一水管路(21)连通，以利用燃烧清洁型碳释放的热量对流经其内的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热；
所述第二换热单元包括相互连通的第一热媒换热器(4)和第二热媒换热器(5)，所述第一热媒换热器(4)设置在所述清洁型碳锅炉(1)内，所述第二热媒换热器(5)与所述供水单元(2)的第二水管路(22)连通或者设置在所述供水单元(2)的第二水管路(22)的外壁上，以利用加热热媒对流经所述第二热媒换热器(5)内的水加热使其变成水蒸气，并经过油井蒸汽注入单元对油井进行蒸汽注汽加热。


2.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，
所述第一换热单元为在所述清洁型碳锅炉(1)中直接加热的水换热器(3)；
所述水换热器(3)上设置有与所述供水单元(2)的第一水管路(21)连通的入水口以及与蒸汽管路连通的出气口。


3.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，
所述第二热媒换热器(5)为水与热媒的换热器，与所述第二水管路(22)连通，其上设置有与所述第二水管路(22)连通的入水口，以及与蒸汽管路连通的出气口。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的加热系统，其特征在于，
所述第一换热单元和/或第二换热单元具有过热加热模块，以将水蒸汽过热加热。


5.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，还包括第一循环泵(6)；
所述第一循环泵(6)设置在所述第二热媒换热器(5)的加热热媒出口与所述第一热媒换热器(4)的加热热媒入口之间，用于将所述第二热媒换热器(5)输出的加热热媒增压并送入至所述第一热媒换热器(4)。


6.根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，还包括补热热源(7)；
所述补热热源(7)的补热热媒出口与所述第一热媒换热器(4)的热媒入口连通，...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔华，杨豫森，刁福俊，陈辉，
申请(专利权)人：赫普科技发展北京有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11