一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统技术方案

本发明专利技术是一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统，能够从回注水中吸收热量并将吸收的热量及时转化，为原油外输加热，节能降耗。本发明专利技术中的注入水回收换热橇块设有安装着冷媒盘管的换热装置以及装有冷媒介质压缩机和换热器的加热装置，换热装置中的冷媒盘管浸没在换热壳体的导热介质中，冷媒盘管与换热器的冷媒介质管网之间通过载热介质管线和换热介质回流管线形成循环；原油加热器中的外输原油盘管一端与外输原油输入管线连接、另一端与原油外输管线连接；油田回注水通过注入水来水管线与换热撬块箱体的注入水进口管线连接并通过注入水出口管线与注入水回注管线连接后注入地层，有效提高了换热装置的热效率。有效提高了换热装置的热效率。有效提高了换热装置的热效率。

【技术实现步骤摘要】
一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统


[0001]本专利技术涉及一种油田注采过程中伴生地热的利用设备，特别是一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统，能够从回注水中吸收热量，并将吸收的热量及时转化，为原油外输加热，节能降耗。

技术介绍

[0002]油田注采过程是油井将地层中的产出液通过举升设备举升到地面上来，采油过程中，油井的采出液实际上是油、气、水及泥砂和其他杂质的混合物，通过集输管网输送到各个集输站库。在集输站库将油井采出物集中进行气液分离，将注入水除油、除砂、脱氧、防腐处理后回注，经过处理的原油，加热后外输。油田采油过程产出液中伴生大量的地热，但回注水中的热量未得到有效利用，回注地层的采出水平均水温45℃左右，如若将采出水的温度能够利用10℃，每年可节省的标煤数额可观。
[0003]针对油田注采过程中伴生大量的地层热量，注水过程中存在热量浪费，而原油需要加热后外输，如何高效的利用这部分热能，是石油行业节能降耗的亮点。
[0004]为了有效利用这部分热能，目前应用二类溴化锂吸收式热泵应用于油田生产系统，所得热量作为吸收式热泵的热源引入热泵蒸发器，采用吸收式热泵加热外输原油。
[0005]目前利用地层热量的热能利用装置和方法还有以下几种：一种油田联合站原油加热新系统，地热水
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油液换热器的热源入口通过管道与地热水提升泵出口相连接，地热水
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油液换热器的热源出口与升温热泵热源入口相连接，地热水
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油液换热器的用热入口与原油液来液管相连接，地热水
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油液换热器的用热出口通过阀门与原油液外输管道相连接；升温热泵的热源出口与地热水回灌泵相连接，升温热泵的高温水出口与清水
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油液换热器的热源入口相连接，升温热泵的高温水入口与清水
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油液换热器的热源出口相连接；清水
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油液换热器的用热入口与地热水
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油液换热器用热出口相连接；清水
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油液换热器的用热出口通过阀门与原油液外输管道相连接。本专利技术创造具有能耗低、投资小，供热成本低、低碳、绿色、环保等优点。但是该专利技术创造是通过多次的油液接触热传导来进行热量的吸收，效率比较低，地面装备和管网复杂，不具备组装和分解应用。
[0006]一种原油加热炉及其控制系统，包括燃气调节控制系统和过量空气系数控制系统；所述控制系统加热方式为圆柱水套间接加热原油，为采用PLC自动自动控制系统以及能与PLC控制系统相连接的远程工作站的控制方式；本专利技术解决了现有技术中只依据原油外输温度信号进行控制，水套加热炉控制延迟度高、对于不稳定工况适应性较弱、实际过量空气系数未能实现有效控制、现有的单回路控制方案控制精度低，时间延迟度高，出油温度波动大，达不到精确控制加热炉原油出口温度的目的的技术问题。本专利技术创造通过燃气流量的前馈预判调节和反馈调节结合，使其实现原油出液温度控制的低延迟、低能耗、低污染和高精准性要求，以及过量空气系数的有效控制。该专利技术创造还是利用控制系统调节加热炉燃烧的方式加热原油。
[0007]一种油田注入水余热原油外输加热系统，包括原油加热回水管、原油加热供水管、
高温水泵、高温离心式热泵机组、清水循环泵、注入水换热器、注入水泵，原油加热回水管通过高温水泵与高温离心式热泵机组相连，原油加热供水管与高温离心式热泵机组相连；油田注入水管线与注入水换热器相连接，且油田注入水管线上设有注入水泵，注入水换热器经清水循环泵与高温离心式热泵机组连接。优点是：能源利用效率高，节约能源，运行成本低，环保效果显著，有利于注入水回灌，安全可靠。该专利技术创造油田注入水余热原油外输加热系统，没有应用热媒进行热传导，传导热效率低，不可进行组合式扩充。
[0008]一种水源热泵原油加热系统，包括有三相分离器、沉降罐、水源热泵机组、换热器、缓冲罐、软化水泵、注入水罐和注入水外输泵，换热器包括有高温注入水原油换热器、高温软化水原油换热器、超高温软化水原油换热器和软化水注入水换热器，水源热泵机组包括有水源高温热泵机组和水源超高温热泵机组。本专利技术利用换热器和水源高温热泵系统充分回收油田各温度段注入水余热用于加热原油，根据不同温度注入水实现了分级利用，增加了系统经济性；利用两级热泵系统对原油进行梯级加热，将热泵系统的能效发挥到极致，提高了整个加热系统经济性；使用缓冲罐减少了热备设备启停次数，提高了设备可靠性；本专利技术替代加热炉，节能减排。该专利技术创造直接利用水源热泵直接给原油进行加热，加热原油焦化，轻则影响加热效率，重则损坏水源热泵，此外站库改造工程大，需要去掉原有的加热炉，一旦水源热泵损坏，给站库运行带来停运的直接风险，不适合站库的改造和维护。
[0009]上述热能的利用方式，存在着换热器结垢和腐蚀以及加热温度低等问题，所以未得到推广应用。目前对这部分地层伴生余热利用的装备费用比较高，利用率低。在以经济效益开发的新形势下，节能降耗已成为油田的必然选择，上述设备急需改进。

技术实现思路

[0010]本专利技术的目的是提供一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统，能够充分吸收油田回注水中的热量，并将吸收的热量及时转化，为原油外输进行加热，节能降耗，提高经济效益。
[0011]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统，本原油外输加热系统中，注入水回收换热橇块设有安装着冷媒盘管的换热装置以及装有冷媒介质压缩机和换热器的加热装置，换热装置中的冷媒盘管浸没在换热壳体的导热介质中，冷媒盘管与换热器的冷媒介质管网之间通过载热介质管线和换热介质回流管线形成循环；将换热装置安装在换热撬块箱体内、浸没在油田回注水中；换热器中的换热介质和原油加热器中的热媒介质均通过载热热媒介质管线和热媒介质回流管线形成循环；原油加热器中的外输原油盘管一端与外输原油输入管线连接、另一端与原油外输管线连接；油田回注水通过注入水来水管线与换热撬块箱体的注入水进口管线连接并通过注入水出口管线与注入水回注管线连接后注入地层；二套以上注入水回收换热橇块串联时，前一套注入水回收换热橇块中换热撬块箱体的注入水出口管线，与后一套注入水回收换热橇块中换热撬块箱体的注入水进口管线连接，最后一套注入水回收换热橇块中换热撬块箱体的注入水出口管线与注入水回注管线连接后注入地层。
[0012]所述换热壳体内、于换热介质回流管线和冷媒盘管的进口之间还装有冷媒气化装置，在换热装置外面的载热介质管线和换热介质回流管线中还装有快速接头。
[0013]所述换热壳体是筒状体，筒状体外部设有圆环形、由钛合金制做的换热翅片。所述换热撬块箱体内的换热装置至少设置四个，四个换热装置的载热介质管线和换热介质回流管线采用并联方式连接。
[0014]所述换热器与原油加热器之间的载热热媒介质管线中还装有热媒介质泵。
[0015]所述换热撬块箱体的注入水进口管线和注入水出口管线中分别装有注入水入口控制阀和注入水出口控制阀，注入水入口控制阀和注本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统，其特征是，本原油外输加热系统中，注入水回收换热橇块（3）设有安装着冷媒盘管（24）的换热装置（15）以及装有冷媒介质压缩机（29）和换热器（26）的加热装置（19），换热装置（15）中的冷媒盘管（24）浸没在换热壳体（22）的导热介质（21）中，冷媒盘管（24）与换热器（26）的冷媒介质管网之间通过载热介质管线（16）和换热介质回流管线（17）形成循环；将换热装置（15）安装在换热撬块箱体（13）内、浸没在油田回注水（14）中；换热器（26）中的换热介质（27）和原油加热器（7）中的热媒介质（30）均通过载热热媒介质管线（6）和热媒介质回流管线（5）形成循环；原油加热器（7）中的外输原油盘管（31）一端与外输原油输入管线（9）连接、另一端与原油外输管线（8）连接；油田回注水（14）通过注入水来水管线与换热撬块箱体（13）的注入水进口管线（1）连接并通过注入水出口管线（2）与注入水回注管线连接后注入地层；二套以上注入水回收换热橇块（3）串联时，前一套注入水回收换热橇块（3）中换热撬块箱体（13）的注入水出口管线（2），与后一套注入水回收换热橇块（3）中换热撬块箱体（13）的注入水进口管线（1）连接，最后一套注入水回收换热橇块（3）中换热撬块箱体（13）的注入水出口管线（2）与注入水回注管线连接后注入地层。2.如权利要求1所述的一种利用油田回注水热能的原油外输加热系统，其特征是，所述换热壳体（22）内、于换热介质回流管线（17）和冷媒盘管（24）的进口之间还装有冷媒气化装置（23），在换热装置（15）外面的载热介质管线（16）和换热介质回流管线（17）中还装有快速接头（20）...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦延才，张正强，庄栋，田承村，王红，孟勇，赵永杰，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司河口采油厂，
类型：发明
国别省市：