用于加强石油采收的太阳能装置制造方法及图纸

一种用于加强石油采收的太阳能装置。一种太阳能装置，特别是太阳能EOR装置，包括具有蒸汽出口和水入口的水蒸汽回路。所述水蒸汽回路包括太阳能加热系统，该太阳能加热系统使用太阳能来加热水蒸汽回路中的水。所述水蒸汽回路还包括分离器。该分离器设置在该太阳能加热系统下游。所述分离器具有与所述加热系统流体连通的水蒸汽入口，以接收来自所述太阳能加热系统的水蒸汽混合物。所述分离器具有与所述回路的蒸汽出口流体连通的分离器蒸汽出口以及通过循环管道与所述太阳能加热系统入口流体连通的分离器水出口。

【技术实现步骤摘要】
用于加强石油采收的太阳能装置
本专利技术涉及一种太阳能装置，特别涉及加强石油采收的太阳能装置，以及一种用于执行第三级加强石油采收的方法。
技术介绍
US2010/0000733公开了一种用于从油砂中回收碳氢化合物的方法。太阳能热能装置用于产生蒸汽。蒸汽经由注入井注入地面中的地层中，以在石油生产井提炼出沥青。US2010/0000733的图7示出了具有传热流体第一回路的太阳能场。设置了热量交换单元，以在第二回路中从传热流体交换热量至水蒸汽混合物。因此，蒸汽在第二回路中产生，并在注射井中注入地层。来自地层的回注水与提取的石油分离并且在第二回路中循环。第一回路包括清洁的传热流体，该流体可以为清洁的水，以防止日晒面板结垢。第二回路包括相对脏的水蒸汽混合物。回注水包括石油残留物和矿物质，如果这种水直接供应到太阳能场，所述石油残留物和矿物质将导致太阳能场的日晒表面结垢。必须频繁的安排清洁作业，以清洁日晒表面。这将减少太阳能装置的作业时间。该公开的方法存在若干缺点。由于第一和第二回路之间的热量交换单元，太阳能场的热效率很低。由于热量经由热交换媒介传递至水蒸汽混合物，因此会发生热耗。实施的热量交换单元的另一个缺点是该热量交换单元需要启动时间来达到作业温度。所述启动时间缩短了太阳能场的可供作业的时间。另一个缺点是实施该热量交换单元需要高额的资金投入。总之，本专利技术的目的在于至少部分地消除上述缺点和/或提供可用的替代方案。更具体地，本专利技术的目的在于提供太阳能装置及用于操作该太阳能装置的方法，其中，该太阳能装置的效率得以提高。特别地，本专利技术的目的在于减少启动时间并增加可供作业的时间。
技术实现思路
根据本专利技术，这些目的通过如权利要求1所述的太阳能装置实现。根据本专利技术的太阳能装置是在运行期间使用太阳能产生蒸汽的装置。该太阳能装置包括用于传输水蒸汽混合物的水蒸汽回路。沿着该回路，注入水被加热并蒸发成蒸汽。该水蒸汽回路具有用于释放蒸气至物体的蒸汽出口。特别地，该物体为地层，更特别地为地面地层。该地面地层特别地为油田，该太阳能装置优选用于热加强石油采收。该水蒸汽回路还具有用于给水的水入口，特别用于将来自所述物体的水回注至所述水蒸汽回路中。因此，水可循环进入水蒸汽回路。该水蒸汽回路包括用于加热该水蒸汽回路中的水蒸汽的太阳能加热系统。在运行中，该太阳能加热系统使用太阳能加热水蒸汽回路中的水。该太阳能加热系统具有加热系统入口，该加热系统入口与所述回路的水入口流体连通，以从该水入口接收水，并具有加热系统出口，该加热系统出口与该回路的蒸汽出口流体连通，以释放蒸汽混合物至该蒸汽出口。该水蒸汽回路还包括用于将水和蒸汽分离的分离器。该分离器设置于该太阳能加热系统的下游。该分离器具有水蒸汽入口，该水蒸汽入口与该加热系统出口流体连通，以从该太阳能加热系统接收水蒸汽。该分离器具有分离器蒸汽出口，该分离器蒸汽出口与该回路的蒸汽出口流体连通，以及经由循环管道与该太阳能系统入口流体连通的分离器水出口。特别地，该水蒸汽回路为单回路，其中来自所述水入口的水直接通过该太阳能系统供给。水可通过该太阳能加热系统的热交换面板传输，其中水通过日晒被直接加热。该太阳能装置不具有第一和第二子回路，所述第一和第二子回路通过热量交换单元得以耦合，以防止回注水流经该加热系统。该循环管道具有一个主要优点。相比不具有该循环管道的回路，其有利地，经过该加热系统的水的质量流率得以增加。所增加的水流降低了该加热系统结垢的风险。该太阳能加热系统为循环型而不是一次流经型。水通过该太阳能加热系统循环，并且所产生蒸汽通过所述分离器经由所述蒸汽出口得以与水分离并且释放。所述循环管道从所述分离器传输分离水至所述加热系统入口。来自所述分离器的分离水和原本来自该水蒸汽回路的水一起注入该加热系统。该回路的水入口为第一水源，该分离器水入口为用于该太阳能加热系统的第二水源。有利地，通过由两个水源来将水注入该太阳能加热系统，注入该加热系统的水质的控制得以改善。从所述两个水源注入该太阳能加热系统的总水流量中的来自所述第一水源的第一水流量和来自所述第二水源的第二水流量的比率可以被控制。如果在所述第一水流中检测到污染物，可通过减少所述第一流量来防止损坏该太阳能加热系统。在根据本专利技术的一个实施例中，来自物体的回注水在该蒸汽水回路中循环。在像沙漠这样的干燥地区中，阳光可获取性高，但是水的可获取性低。因此，在这种地区安装该太阳能装置并回收水是具有优势的。在一个实施例中，监测和控制设备用于控制来自所述分离器水出口的流量和/或原本来自所述水入口的水流量。如果监测到来自所述回路的水入口的水被污染超过可接受水平，那么可以通过控制来自该循环传输的注入水和来自该水入口的注入水的比率来控制在流向该太阳能系统的水中的污染物浓度。特别地，所述分离器可以用作水缓冲器，用于补偿水流变化。因此，所述太阳能加热装置可以防止流经所述太阳能加热系统的水出现过高水平的污染物。在所述太阳能装置的一个实施例中，所述太阳能装置实施成用于提炼诸如金属、盐、糖、石油、天然气等物质的工业装置。本专利技术还涉及包括如权利要求1所述的太阳能装置的工业装置。特别地，该太阳能装置为太阳能加强石油采收(EOR)的装置。该太阳能EOR装置包括用于注射蒸汽进入油田的蒸汽注射井，以及用于从油田接收石油的油井。该回路的蒸汽出口连接至该蒸汽注射井，该回路的水入口连接至油井。该蒸汽出口可连接至蒸汽注射井。该蒸汽出口可设置成用于注射蒸汽到地层中。所述水入口可连接至用于将与水与源自油田的石油进行分离的水-油分离器。水与获取的石油分离并回注到水蒸汽回路中。根据本专利技术的该太阳能装置的太阳能加热系统，入射辐射可用于加热所述太阳能加热系统的热交换管。该热交换管传输水蒸汽混合物并成为所述水蒸汽回路的一部分。因此，入射太阳光直接加热水蒸汽混合物。不再需要由热交换器将热量传输给另一个回路以将蒸汽从蒸汽出口释放。由热量交换单元导致的热耗得以阻止。由于在该回路中一步实现了水的直接加热，因此该太阳能装置可实现更高的效率。该太阳能装置的启动时间减少，因而该太阳能装置的可供作业的时间增加。此外，实施该太阳能装置的资金投入也降低了。在根据本专利技术的太阳能装置的实施例中，所述太阳能装置包括设置在所述水入口用于净化水、特别是用于净化来自物体的回注水并且向所述水蒸汽回路注入净化水的水净化设备。在一个实施例中，所述水净化设备具有用于储存来自所述物体的水的水缓冲器。在将回注水存储于所述水缓冲器之前，所述回注水首先被净化。所述水缓冲器与所述水蒸汽回路的水入口流体连通。水从所述水缓冲器注入所述水蒸汽回路。有利地，所述水缓冲器用作净化水的备用设备。如果回注水的污染物超过了可接受水平，那么该水缓冲器可降低该污染物的浓度。此外，所述水缓冲器在该被污染的水进入所述水蒸汽回路之前提供时间延迟。在该延迟时间期间，操作人员有机会修复该净化设备的故障。此外，所述水缓冲器的实施仅需要有限的资金投入就可实现满足更高净化需求的净化设备。在根据本专利技术的太阳能装置的实施例中，该水净化设备具有监测装置以检测水、特别是是供应至水缓冲器的水中的不可接受的污染物。特别地，所述监测装置为在线连接至控制单元的实时监测装置。有利地，可以更早的检测到所述水净化设备的故障。更早检本文档来自技高网...

【技术保护点】
太阳能装置(1)，在该太阳能装置作业期间，太阳能被用于产生蒸汽，其中，该太阳能装置(1)包括用于传输水蒸气混合物的回路(2)，其中，该回路(2)具有：用于释放蒸汽至物体的蒸汽出口(2b)，该出口特别用于注射蒸汽至油田(O)中，以及用于供应水至该回路中的水入口(2a)，使得水被注入回路(2)中；其中，太阳能装置(1)包括用于加热回路(2)中的水蒸汽混合物的太阳能加热系统(4)，其中，该太阳能加热系统(4)具有：与回路(2)的水入口(2a)流体连通的，用于从该水入口(2a)接收水的加热系统入口(4a)，以及与所述回路的蒸汽出口(2b)流体连通的，用于释放水蒸汽混合物至该蒸汽出口的加热系统出口(4b)；其中，该太阳能装置(1)包括用于将水与蒸汽分离的分离器(5)，其中，分离器(5)设置在所述太阳能加热系统(4)的下游，其中，所述分离器(5)具有：与加热系统出口(4b)流体连通的，用于从太阳能加热系统(4)接收水蒸汽混合物的分离器水蒸汽入口(5a)；与回路(2)的蒸汽出口(2b)流体连通的分离器蒸汽出口(5b)以及经由循环管道(21)与太阳能加热系统入口(4a)流体连通的分离器水出口(5c)。

【技术特征摘要】
2011.11.01 NL 20076961.太阳能装置(1)，在该太阳能装置作业期间，太阳能被用于产生蒸汽，其中，该太阳能装置(1)包括用于传输水蒸汽混合物的回路(2)，其中，该回路(2)具有：用于释放蒸汽至物体的蒸汽出口(2b)，以及用于供应水至该回路中的水入口(2a)，使得水被注入回路(2)中；其中，太阳能装置(1)包括用于加热回路(2)中的水蒸汽混合物的太阳能加热系统(4)，其中，该太阳能加热系统(4)具有：与回路(2)的水入口(2a)流体连通的，用于从该水入口(2a)接收水的加热系统入口(4a)，以及与所述回路的蒸汽出口(2b)流体连通的，用于释放水蒸汽混合物至该蒸汽出口的加热系统出口(4b)；其中，该太阳能装置(1)包括用于将水与蒸汽分离的分离器(5)，其中，分离器(5)设置在所述太阳能加热系统(4)的下游，其中，所述分离器(5)具有：与加热系统出口(4b)流体连通的，用于从太阳能加热系统(4)接收水蒸汽混合物的分离器水蒸汽入口(5a)；与回路(2)的蒸汽出口(2b)流体连通的分离器蒸汽出口(5b)以及经由循环管道(21)与太阳能加热系统入口(4a)流体连通的分离器水出口(5c)，其中，在水入口(2a)设置水净化装置(3)，该装置(3)用于净化来自所述物体的回注水并且用于将净化的水注入回路(2)中，其中，所述太阳能装置包括用于预热注入水的预热器(6)，其中，该预热器位于该太阳能加热系统(4)的上游，该预热器具有：与水净化装置(3)流体连通的预热器入口(6a)以及与太阳能加热系统(4)流体连通的预热器出口(6b)，其中，所述太阳能装置的分离器具有用于释放水的释放管道(5d)，该释放管道(5d)连接至预热器(6)，以经由所述释放管道将余热从分离器(5)传递到所述预热器。2.如权利要求1所述的太阳能装置，其中，蒸汽出口用于注射蒸汽至油田(O)中。3.如权利要求1所述的太阳能装置，其中，所述太阳能装置为太阳能加强石油采收(EOR)装置，包括至少一个用于向油田(O)注射蒸汽的蒸汽注射井以及至少一个用于从油田接收石油的油井。4.如权利要求1所述的太阳能装置，其中，设置了用于储存源自地层的纯净水的水缓冲器(3b)。5.如权利要求1至4中任一项所述的太阳能装置，其中所述水净化装置(3)具有监测设备，以检测不可接收的水污染物。6.如权利要求5所述的太阳能装置，其中，所述监测设备为可在线连接至控制单元的实时检测设备。7.如权利要求1-4中任一项所述的太阳能装置，其中，所述水净化装置(3)具有包括排出口(3c)的净化设备(3a)，以排出污水。8.如权利要求1-4中任一项所述的太阳能装置，其中，所述太阳能...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·罗普，
申请(专利权)人：NEM能源私人有限公司，
类型：发明
国别省市：