[發(fā)明專利]用于石油熱采注氣機(jī)的高壓混合氣發(fā)生裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710023550.5
• 申請日: 2007-06-07
• 公開（公告）號: CN101067372A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魯維加;徐義新;印濤;劉順興
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州新陽光機(jī)械制造有限公司
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及到用于石油熱采注氣機(jī)的高壓混合氣發(fā)生裝置。該裝置利用輕柴油與壓縮空氣燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓煙氣與水相混合，從而產(chǎn)生溫度、濕度可視要求調(diào)節(jié)的主要由N₂、CO₂、水蒸汽(H₂O)組成的混合氣。該裝置主要應(yīng)用于石油的熱力開采，將該裝置產(chǎn)生的混合氣直接注入油井，可有效提高石油、特別是稠油的采收率，為一種替代傳統(tǒng)的以高壓蒸汽鍋爐為技術(shù)特征的采油新工藝。

背景技術(shù)：

石油的開采工藝大致可分為一次采油、二次采油及多次采油。蒸汽采油則是典型的三次或多次采油工藝。蒸汽采油是利用熱能的升溫效應(yīng)來降低原油的粘度，同時也在一定程度上增加油層的壓力，從而提高油井的石油采收率。

從20世紀(jì)80年代初以來，我國油田運用蒸汽熱采技術(shù)的實踐表明，該技術(shù)較適用于800m以上地層中油層的低開采周期范圍。其開采過程中，地層壓力不斷下降，當(dāng)開采到了6～8周期以后，油井地層壓力失去了70％～90％，即失去了熱采所必需的勢能，導(dǎo)致油井低采能，尤其是大量稠油井進(jìn)入熱采高周期后，因低于熱采經(jīng)濟(jì)界限而被迫關(guān)井停采。

以高壓蒸汽鍋爐為技術(shù)特征的蒸汽熱采工藝還存在許多不足。例如：排煙不僅造成較大熱損失，還造成環(huán)境污染；設(shè)備投資及運行成本高；特別是整套設(shè)備的移動性極差，難以適應(yīng)油井分散作業(yè)的要求。

針對蒸汽熱采技術(shù)對熱采高周期、深油層、粘稠油藏采收的不足，近些年又提出一種新的原油熱采工藝技術(shù)——復(fù)合介質(zhì)(即煙氣水蒸汽的混合氣)熱采法，也稱為氣-汽熱采，或簡稱為混合氣熱采。

為了克服上述不足，中國專利00210830.5《稠油熱采蒸汽、燃?xì)饣旌献庋b置》，該專利與上述蒸汽鍋爐熱采技術(shù)相比，在各方面都有了很大的改觀。但是，這種裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面仍然存在許多不足，給實際應(yīng)用帶來不少困難。例如：1、其燃燒室由內(nèi)壁與外壁夾套構(gòu)成，夾套中設(shè)有螺旋型冷卻水槽，該冷卻水槽與一個外冷卻水閉路循環(huán)系統(tǒng)連接構(gòu)成冷卻系統(tǒng)，這種設(shè)計采用了直接冷卻的結(jié)構(gòu)，由于內(nèi)壁直接面對燃燒室，容易被高溫?zé)煔鉄g，由于冷卻水槽內(nèi)水溫較高容易結(jié)垢，使冷卻水流動不暢，甚至發(fā)生故障，由于直接冷卻導(dǎo)致燃燒室溫度較低(≤1300℃)，造成不易點火、燃燒不穩(wěn)定、燃燒不完全(出口冒黑煙)等后果；2、處置冷卻水閉路循環(huán)系統(tǒng)不僅使結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，增加了設(shè)備成本，而且浪費大量能源，即冷卻水循環(huán)系統(tǒng)在正常工作情況下帶走了許多熱量，而這些熱量又無法加以利用，如果不正常工作則將會引發(fā)事故等等。

中國專利03278103.2《石油熱采混合氣注氣裝置》、中國專利200420054883.6《多功能高壓高效燃燒器》該兩項專利技術(shù)相比，在燃燒效率，系統(tǒng)熱效率、制造與運行成本、運行的可靠性、使用壽命、使用的機(jī)動性等諸多方面都有了較大改觀，但是經(jīng)實踐證明，其結(jié)構(gòu)設(shè)計及材料使用上也存在一些不足之處：1、在油井背壓較高的條件下，燃燒室中火焰高溫中心逐漸移向頭部的迎火面，容易導(dǎo)致頭部被燒損(如迎火端面、點火器點火頭，油噴嘴霧化器等)；2、燃燒室耐火內(nèi)襯在高溫高壓(2000℃、16MPa)下容易產(chǎn)生爆裂、剝蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致耐火內(nèi)襯的使用效果顯著下降，因而使燃燒器(或注氣器)的使用壽命大大縮短(有時不足一個注氣工作日)；3、在燃燒室出口即縮孔處采用的材料為高強(qiáng)度的耐沖蝕剛玉，但是在極度高溫高壓氣流高速沖刷的條件下，這種材料還是容易產(chǎn)生剝蝕現(xiàn)象，從而影響燃燒器(或注氣器)的正常運行；4、燃燒室出口即縮孔直徑較大，或縮孔處耐沖蝕襯套剝蝕后導(dǎo)致縮口直徑變大，均會導(dǎo)致燃燒室發(fā)生不易點火，或點火后燃燒不完全(發(fā)生器出口處冒黑煙)的現(xiàn)象，從而影響裝置的使用效果，導(dǎo)致燃燒效率、熱效率降低。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)合理、可靠性強(qiáng)、易于操作、使用期長(主要易損部件可以連續(xù)工作2400小時)、節(jié)能高效的用于石油熱采注氣機(jī)的高壓混合氣發(fā)生裝置，可為石油尤其是稠油的開采創(chuàng)造出一種新的替代工藝。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于石油熱力開采的高壓混合氣發(fā)生裝置，由頭部、燃燒段、混合段組成，頭部與燃燒段一端相連結(jié)，燃燒段另一端與混合段相連結(jié)，頭部形成燃燒段內(nèi)部燃燒室的一側(cè)端面，燃燒段包括夾套與燃燒室，燃燒室另一端即隔熱套的下方是噴水調(diào)溫器，調(diào)溫器縮口即是燃燒段出口；其特征在于在頭部設(shè)置了帶螺旋環(huán)狀冷卻室的冷卻水帽總成，其包括由冷卻水槽連接而成經(jīng)過頭部的配風(fēng)器、油噴嘴、點火器的外壁的冷卻水通道。