海洋平台热采油燃油或燃气注汽锅炉制造技术

本发明专利技术涉及海洋油田平台热采作业时所用的一种海洋平台热采油燃油或燃气注汽锅炉。主要解决陆地石油热采设备无法适应海洋平台对设备布置紧凑、重量轻，安全环保高效，自动化程度高的问题。该锅炉主要包括锅炉本体和辅助设备两大部分，本体主要包括辐射段、对流段及水换热器；辅助设备主要包括汽水系统、通风系统、燃烧系统及自动控制系统。该锅炉本体的各部分采用立式组装，其内的各水路管束均采用立式结构布置，且使用高强度小壁厚管材，使得占地面积与陆地上所用的常规锅炉相比可减少约１／３，重量可减少２０％左右；同时采用独特的保温层设置及保温材料，使得锅炉的热效率、干度、安全环保等经济技术指标均高于陆上锅炉现有指标，通过与自动控制系统结合，使得该锅炉安全环保高效，自动化程度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及原油开采时对井下稠油、超稠油热采时所用的注汽锅炉，具体的说涉 及海洋油田平台热采作业时所用的一种海洋平台热采油燃油或燃气注汽锅炉。
技术介绍
在油田的原油开采中，对井下稠油、超稠油的开采时，为了增加产量，首先降低稠 油的粘度，提高原油的流动性，其手段之一是采用注汽锅炉，利用注汽锅炉所生产的高温高 压湿蒸汽注入井下底部油层，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，达到大幅度提高采收率的目的。随着油田开发的不断深入，作为主要接替产能区块，海 洋稠油油田的开发已提到了议事日程。由于海洋油田开发是在平台上作业，受平台面积的 限制，要求设备布置紧凑、重量轻，安全环保高效，自动化程度高。而目前陆地上所用的常规 热采锅炉采用卧式直流的形式，辐射段筒体为卧式圆筒，辐射段管束采用水平往复排列形 式；对流段管束为翅片管与无缝钢管相结合的水平往复结构形式，如附图1所示，而锅炉保 温由传统耐火材料、保温材料组合而成，由于占地面积大以及传统的保温手段，不能适应海 洋平台开采石油的需要。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中所提到的技术问题，本专利技术提供一种海洋平台热采油燃油或 燃气注汽锅炉，该注汽锅炉本体的辐射段及对流段以及内部的的管束采用立式结构，且使 用高强度小壁厚管材，使得占地面积与陆地上所用的常规锅炉相比可减少约1/3，重量可减 少20%左右；同时采用独特的保温层设置及保温材料，使得锅炉的热效率、干度、安全环保 等经济技术指标均高于陆上锅炉现有指标。本专利技术的技术方案是一种海洋平台热采油燃油或燃气注汽锅炉，主要包括锅炉 本体和辅助设备，所述的锅炉本体主要包括辐射段、对流段及水换热器，所述的辅助设备主 要包括汽水系统、通风系统、燃烧系统及自动控制系统；所述的辐射段其炉壁是由钢板卷制而成的圆形炉壁，炉壁内衬保温层，在炉壁内 靠近保温层排列若干管束，中间形成宽敞的炉膛，且管束通过与炉壁内壁焊接的管卡固定。管束可采用水平上升螺旋盘管、水平上升螺旋盘管柔性连接膜式水冷壁两种布置 结构形式；炉壁内衬的保温层为在炉壁的内壁上向内依次为两层普通纤维毯、一层阻气铝 箔及一层高纯陶瓷纤维折叠块；或者炉壁整体内衬硅酸铝棉；所述的对流段布置在辐射段尾部烟道上，外壁为方形框体，内衬保温层；框体中置 有管束，并通过与框体固定的管套进行固定；对流段管束在框体内的布置形式可采用水平往复布置形式，也可采用多层螺旋盘 管布置形式，且相邻两排管束交错排布；而每种布置形式亦可分别采用不同管型的组合 所述不同的管形分别为光管形、翅片管形、鳍片管形及内螺纹管形；对流段框体内衬的保温结构为框体的内壁向内依次为两层普通纤维毡、一层阻 气铝箔及一层高纯陶瓷纤维折叠块；或者框体的内壁整体内衬硅酸铝棉；所述的水换热器由若干段U型的套管管束首尾连接后，固定在支架上，支架固定 在辐射段的外壁上；且辐射段管束、对流段管束及水换热器的U型管管束首尾连接后，一端 与柱塞泵装置联通，另一端与注汽管联通。所述的辐射段管束、对流段管束及水换热器的U型管管束均采用高强度小壁厚管 材；所述的辐射段的炉壁也可为方形，对流段的外壁也可为圆形。所述的辅助设备的汽水系统主要由柱塞泵装置出口至注汽管间所连接的水汽通 道，包括辐射段管束及对流段管束、U型管管束及汽水分离器之间的管道；而柱塞泵装置包 括依次与变送器连接的柱塞泵入口减震器、柱塞泵及柱塞泵出口减震器，柱塞泵出口减震 器与变送器及水换热器的U型管管束联通；辅助设备的燃烧系统主要包括燃烧器、鼓风机、辐射段的炉膛、辐射段与对流段间 烟气通道；其中燃烧器固定在辐射段的前端板上，燃烧器的前端连接鼓风机，辐射段与对流 段间的烟气通道上设有烟温热电偶和烟气监测取样口 ；燃烧器通过管路与燃气入口连通， 且燃气管路上设置电磁阀及传感器，与此管路并行的管路上设置有电动阀、电磁阀及电动 阀；鼓风机通过管路与燃油入口联通，且燃油入口上设置燃油蒸汽加热器，燃油管路上设置 燃油电加热器及电动阀；辅助设备的通风系统包括通过管路分别与燃烧器及注汽管联通的 空气压缩机，其中与燃烧器联通管路上还设置有变送器及控制器，与注汽管联通的管路上 依次设置电磁阀、蒸汽雾化器、蒸汽过滤器、汽水分离器及变送器；与汽水分离器联通的有 取样过滤器、取样冷却器及取样槽。所述的辅助设备的自动控制系统主要由可编程序逻辑控制器、人机界面、现场被 控仪表组成，可编程序逻辑控制器通过相应的通讯协议与人机界面连接，实时显示系统当 前现场被控仪表的运行状态。本专利技术具有如下有益效果由于该注汽锅炉本体的辐射段及对流段以及内部的的 管束采用立式结构，且辐射段管束利用高强度小壁厚管材，使得占地面积与陆地上所用的 常规锅炉相比可减少约1/3，重量可减少20%左右；同时采用独特的保温层设置及保温材 料，使得锅炉的热效率、干度、安全环保等经济技术指标均高于陆上锅炉现有指标。实现海 洋热采锅炉的小型高效化、控制系统自动化、排放系统环保化。附图说明图1为现有陆地上注汽锅炉示意图2为本专利技术的工作流程示意图3为辐射段炉壁与管束排列关系及固定形式示意图4图3的俯视图5为辐射段炉壁保温层形式之一示意图图6为辐射段炉壁保温层形式之二示意图7为辐射段管束水平螺旋盘管示意图图8为辐射段管束水平上升螺旋盘管柔性连接膜式水冷壁的盘绕形式示意图图9为“膜式水冷壁”管束的结构示意5图10为无形支柱有形梁结构示意图；图11为对流段管束水平往复布置形式示意图；图12为对流段管束多层螺旋盘管布置形式示意图；图13为图12的俯视图；图14为对流段管束差排布置法示意图；图15为对流段管束、套管及框体的结构示意图；图16为序号36翅片管结构示意图；图17为序号58鳍片管结构示意18为序号37内螺纹管结构示意图；图19为光管5与翅片管4组合的管形水平往复分布形式示意图；图20为光管5与鳍片管6组合的水平往复式布置示意21为对流段框体保温层形式之一示意图；图22为对流段框体保温层形式之二示意图；图23为水换热器U形管示意图图24为本专利技术实施例一示意图；图25为本专利技术实施例二示意图；图26为本专利技术实施例三示意27为人机界面触摸屏示意图。图中1-对流段，2-辐射段，3-水换热器，4-变送器，5-柱塞泵装置，6_变送器， 7-软化水入口，8-燃烧器，9-控制器，10-鼓风机，11-电动阀，12-控制器，13-燃油电加热 器，14-空气压缩机，15-燃油蒸汽加热器，16-电动阀，17-电磁阀，18-燃油入口，19-电动 阀，20-变送器，21-电磁阀，22-调节阀，23-蒸汽雾化分离器，24-蒸汽过滤器，25-取样过 滤器，26-取样冷却器，27-取样槽，28-变送器，29-汽水分离器，30-燃气入口，31-传感器， 32-电磁阀，33-烟温热电偶，34-辐射段管束，35-对流段管束，36-翅片管，37-内螺纹管， 38-U形管束，39-钢板，40-槽钢，41-加强板，42-软连接，43-辐射段筒体，44-普通纤维毪， 45-阻气铝箔，47-高纯陶瓷纤维折叠块，48-硅酸铝棉，49-对流段框体，50-烟气监测取 样口束，51-注汽管，52-光管，53-减震器，54-减震器，55-柱塞泵，56-排污阀，57-管卡。 58-鳍片管，59-烟道，6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种海洋平台热采油燃油或燃气注汽锅炉，主要包括锅炉本体和辅助设备，所述的锅炉本体主要包括辐射段（２）、对流段（１）及水换热器（３），所述的辅助设备主要包括汽水系统、通风系统、燃烧系统及自动控制系统，其特征在于：所述辐射段（２）的炉体为圆形炉壁（４３），炉壁（４３）内衬保温层，在炉壁（４３）内靠近保温层排列若干管束（３４），且管束（３４）通过与炉壁（４３）内壁焊接的管卡（５７）固定。管束（３４）在炉壁（４３）内的布置形式可采用水平上升螺旋盘管的布置形式，也可采用水平上升螺旋盘管柔性连接膜式水冷壁的布置形式；炉壁（４３）内衬的保温层为：在炉壁（４３）的内壁上向内依次为两层普通纤维毯（４４）、一层阻气铝箔（４５）及一层高纯陶瓷纤维折叠块（４７）；或者炉壁（４３）整体内衬硅酸铝棉（４８）；所述的对流段（１）布置在辐射段（２）尾部烟道上，外壁为方形框体（４９），内衬保温层；框体（４９）中置有管束（３５），并通过与框体（４９）固定的管套（５８）进行固定；对流段管束（３５）在框体内的布置形式可采用水平往复布置形式，也可采用多层螺旋盘管布置形式，且相邻两排管束交错排布；而每种布置形式亦可分别采用不同管型的组合：所述不同的管形分别为光管（５２）、翅片管（３６）、鳍片管（５８）及内螺纹管形（３７）；对流段（１）框体内衬的保温层为：框体（４９）的内壁向内依次为两层普通纤维毡（４４）、一层阻气铝箔（４５）及一层高纯陶瓷纤维折叠块（４７）；或者框体（４９）的内壁整体内衬硅酸铝棉（４８）；所述的水换热器（３）由若干段Ｕ型的套管管束（３８）首尾连接后，固定在支架上，支架固定在辐射段（２）的外壁上；且辐射段管束（３４）、对流段管束（３５）及给水换热器的Ｕ型管管束（３８）首尾连接后，一端与柱塞泵装置（５）联通，另一端与注汽管（５１）联通。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴永宁，李晓慧，周英，邓晓友，陈季，任为，赵晶晶，侯君，李慧，柳盛森，穆名，杨帆，王列，赵艳春，裴明东，
申请(专利权)人：辽河石油勘探局总机械厂，
类型：发明
国别省市：21[中国|辽宁]