一种采油废水处理及超临界多元热流体发生系统技术方案

一种采油废水处理及超临界多元热流体发生系统，包括超临界水气化反应器，超临界水气化反应器的产物出口管连接于超临界水氧化反应器，超临界水氧化反应器的侧面连接于第一引射器，第一引射器连接于空气储罐和纯水罐，纯水和空气在第一引射器内形成高压气水混合物，注入超临界水氧化反应器，超临界水氧化反应器底部分别连接于超临界水气化反应器和第二引射器，第二引射器连接于二氧化碳储罐，超临界水氧化反应器的氧化产物一部分作为热源进入超临界水气化反应器中持续补热，另一部分作为多元热流体，供给油田驱采，本发明专利技术通过超临界水气化反应实现采油废水的高效处理，超临界水氧化反应产生超临界多元热流体供给稠油开采。氧化反应产生超临界多元热流体供给稠油开采。氧化反应产生超临界多元热流体供给稠油开采。

【技术实现步骤摘要】
一种采油废水处理及超临界多元热流体发生系统


[0001]本专利技术涉及能源环境
，特别是涉及一种采油废水处理及超临界多元热流体发生系统。

技术介绍

[0002]稠油由于粘度大、流动性差而开采困难，传统的稠油开采技术包括化学剂降粘及热力降粘。利用热力降粘的开采方式主要有蒸汽驱、蒸汽吞吐等方式。该方式主要利用注汽锅炉产生蒸汽进行稠油热采，但由于蒸汽成本高，而且在水资源短缺和水价昂贵的地区，高昂的水处理费用进一步加大了蒸汽成本。
[0003]多元热流体开采技术是指水蒸气辅助N2、CO2等气体进行的一种复合式吞吐技术，该技术利用火箭发动机高压燃烧的原理，将高压空气和柴油(或天然气)注入发生器，通过燃烧将注入其中的水进行汽化，燃烧后产生的高温高压N2、CO2和水蒸汽混合后，成为多元热流体。该技术兼具气体混相驱(氮气驱、二氧化碳驱)和热力采油(蒸汽吞吐、蒸汽驱)的特点，不仅具有常规热采特征，而且具有气体降黏和膨胀的特性，可有效提高单井增产效果。
[0004]现有油田开采过程中会产生大量的采油废水，该类废水含有大量的有机物、无机盐，对生态产生了巨大的影响。此外，无论是陆地或海洋等开采环境，水资源的需求量大而相应的环境淡水水资源紧缺，成本高。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种通过超临界水气化采油废水得到富氢燃料气体实现采油废水的高效处理，富氢燃料气体再进行超临界水氧化产生超临界多元热流体供给稠油开采，实现采油废水处理及稠油高效开采的采油废水处理及超临界多元热流体发生系统。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种采油废水处理及超临界多元热流体发生系统，包括超临界水气化反应器，所述超临界水气化反应器的产物出口管连接于超临界水氧化反应器，所述超临界水气化反应器的底部设有废水注入管，采油废水由所述废水注入管注入所述超临界水气化反应器发生超临界水气化反应，气化产物由所述产物出口管进入所述超临界水氧化反应器，所述超临界水氧化反应器的侧面连接于第一引射器，所述第一引射器连接于空气储罐和纯水罐，纯水作为工作流体注入所述第一引射器，空气储罐的空气作为被引射流体进入所述第一引射器，纯水和空气在所述第一引射器内形成高压气水混合物，注入所述超临界水氧化反应器，所述超临界水氧化反应器底部分别连接于所述超临界水气化反应器和第二引射器，所述第二引射器连接于二氧化碳储罐，所述超临界水氧化反应器的氧化产物一部分作为热源进入所述超临界水气化反应器中持续补热，另一部分作为所述第二引射器的工作流体，二氧化碳作为所述第二引射器的被引射流体，氧化产物和二氧化碳在所述第二引射器内形成多元热流体，供给油田驱采。
[0008]进一步，所述超临界气化反应器包括同轴设置的第一承压外壳和第一多孔内壳，所述第一承压外壳的侧面设有热源注入口，所述热源注入口连接于所述超临界水氧化反应器底部，所述超临界水氧化反应器的氧化产物由所述热源注入口进入所述第一承压外壳和第一多孔内壳之间，并渗入所述第一多孔内壳内。
[0009]进一步，所述第一承压外壳包括从上至下连接的上锥形段、圆柱段及下锥形段，所述上锥形段内壁设有多层同轴圆锥挡板。
[0010]进一步，所述超临界水氧化反应器包括同轴设置的第二承压外壳和第二多孔内壳，所述第二多孔内壳和所述第二承压外壳之间的环隙形成冷却通道，所述第二承压外壳侧壁设有冷却液注入口，所述冷却液注入口连接于所述第一引射器。
[0011]进一步，所述空气储罐与所述第一引射器之间设有第一流量调节阀和第一单向阀。
[0012]进一步，所述废水注入管由所述超临界水气化反应器的底部延伸中部，所述废水注入管连接于第一预热器，所述第一预热器连接于废水增压泵，所述废水增压泵连接于废水罐，采油废水由所述废水罐经所述废水增压泵增压，通过所述第一预热器预热后进入所述废水注入管，由所述废水注入管顶部喷出进行超临界水气化反应。
[0013]进一步，所述超临界水气化反应器底部一侧设有浓盐水排出管，所述浓盐水排出管连接于所述第一预热器，所述第一预热器连接于第二预热器，所述第二预热器连接于气液分离器，所述气液分离器连接于所述二氧化碳储罐，所述第二预热器与所述气液分离器之间设有背压阀，浓盐水经过两次换热后通过所述背压阀降至常压时进入所述气液分离器，分离的二氧化碳气体进入所述二氧化碳储罐，分离的液体排放或后续处理。
[0014]进一步，所述第二预热器与所述背压阀之间设有旁路与所述第二引射器连接，所述旁路上设有第二流量调节阀。
[0015]进一步，所述二氧化碳储罐与所述第二引射器之间设有第二单向阀和第三流量调节阀，所述第三流量调节阀和所述第二流量调节阀与温度压力信号器连接，可单独或联动调节。
[0016]进一步，所述超临界水气化反应器的中下部设有冷却水注入管，所述冷却水注入管连接于所述第二预热器，所述第二预热器连接于冷却水增压泵，所述冷却水增压泵连接于冷却水罐，所述冷却水罐中的冷却水通过所述冷却水增压泵增压，并经所述第二预热器预热后从所述冷却水注入管进入所述超临界水气化反应器。
[0017]本专利技术的有益效果：
[0018]采油废水由废水注入管注入超临界水气化反应器发生超临界水气化反应，气化产物由产物出口管进入超临界水氧化反应器，纯水和空气在第一引射器内形成的高压气水混合物进入超临界水氧化反应器内发生超临界水氧化反应，氧化产物一部分作为气化反应的热源，另一部分作为多元热流体进行驱油，且超临界水气化反应器底部排出的低温流体和分离出的二氧化碳可与多元热流体进行混合，通过调节流量，形成不同温度、压力及组分的多元热流体，适应不同类型和条件的油田进行驱采。本专利技术通过超临界水气化采油废水得到富氢燃料气体实现采油废水的高效处理，富氢燃料气体再进行超临界水氧化产生超临界多元热流体供给稠油开采，实现了采油废水处理及稠油高效开采的能量循环。
附图说明
[0019]图1为本专利技术采油废水处理及超临界多元热流体发生系统的结构示意图；
[0020]图2为图1中超临界水气化反应器的结构示意图；
[0021]图3为图1中超临界水氧化反应器的结构示意图；
[0022]图中，1—超临界水气化反应器、101—第一承压外壳、102—第一多孔内壳、103—上锥形段、104—圆柱段、105—下锥形段、106—产物出口管、107—热源注入口、108—废水注入管、109—冷却水注入管、110—浓盐水排出管、111—圆锥挡板、112—上固定环、113—下固定环、2—超临界水氧化反应器、201—第二承压外壳、202—第二多孔内壳、203—冷却通道、204—冷却液注入口、3—第一引射器、4—空气储罐、5—第一流量调节阀、6—第一单向阀、7—纯水增压泵、8—纯水罐、9—温度压力信号器、10—第二引射器、11—第三流量调节阀、12—第二单向阀、13—二氧化碳储罐、14—气液分离器、15—冷却水罐、16—背压阀、17—冷却水增压泵、18—第二流量调节阀、19—第二预热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采油废水处理及超临界多元热流体发生系统，其特征在于，包括：超临界水气化反应器，所述超临界水气化反应器的产物出口管连接于超临界水氧化反应器，所述超临界水气化反应器的底部设有废水注入管，采油废水由所述废水注入管注入所述超临界水气化反应器发生超临界水气化反应，气化产物由所述产物出口管进入所述超临界水氧化反应器，所述超临界水氧化反应器的侧面连接于第一引射器，所述第一引射器连接于空气储罐和纯水罐，纯水作为工作流体注入所述第一引射器，空气储罐的空气作为被引射流体进入所述第一引射器，纯水和空气在所述第一引射器内形成高压气水混合物，注入所述超临界水氧化反应器，所述超临界水氧化反应器底部分别连接于所述超临界水气化反应器和第二引射器，所述第二引射器连接于二氧化碳储罐，所述超临界水氧化反应器的氧化产物一部分作为热源进入所述超临界水气化反应器中持续补热，另一部分作为所述第二引射器的工作流体，二氧化碳作为所述第二引射器的被引射流体，氧化产物和二氧化碳在所述第二引射器内形成多元热流体，供给油田驱采。2.根据权利要求1所述的采油废水处理及超临界多元热流体发生系统，其特征在于：所述超临界气化反应器包括同轴设置的第一承压外壳和第一多孔内壳，所述第一承压外壳的侧面设有热源注入口，所述热源注入口连接于所述超临界水氧化反应器底部，所述超临界水氧化反应器的氧化产物由所述热源注入口进入所述第一承压外壳和第一多孔内壳之间，并渗入所述第一多孔内壳内。3.根据权利要求2所述的采油废水处理及超临界多元热流体发生系统，其特征在于：所述第一承压外壳包括从上至下连接的上锥形段、圆柱段及下锥形段，所述上锥形段内壁设有多层同轴圆锥挡板。4.根据权利要求1所述的采油废水处理及超临界多元热流体发生系统，其特征在于：所述超临界水氧化反应器包括同轴设置的第二承压外壳和第二多孔内壳，所述第二多孔内壳和所述第二承压外壳之间的环隙形成冷却通道，所述第二承压外壳侧壁设有冷却液注入口，所述冷却液注入口连接于所述第一引射器。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少华，樊强明，张凤鸣，
申请(专利权)人：广州先进技术研究所，
类型：发明
国别省市：