[發明專利]一種防止油田加熱爐火管結垢的裝置

有效

• 申請號: 201410150273.4
• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103925700A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 趙欽新;金鑫;陳曉露;王云剛;梁志遠
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: F24H9/00
• 分類號: F24H9/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

技術領域

本發明屬于油田開采領域，具體涉及一種防止油田加熱爐火管結垢的裝置。

背景技術

直接式火筒加熱爐，簡稱火筒爐，是油田上廣泛使用的加熱設備，用以加熱油田生產中的多相混合物（包括原油，水，固體泥沙及其他雜質，以下簡稱混合液），其中火管是加熱爐的主要加熱裝置，燃料在火管內部由一側的燃燒器點燃、燃燒，管外混合液與火管外壁對流換熱。這種加熱爐具有以下缺點：首先，火管表面混合液流動速度較慢，熱量傳遞不及時；火管沿軸向的受熱極不均勻，靠近燃燒器側的火管壁溫較高。其次，由于混合液直接接觸火管外壁，泥沙會堆積在火管上表面，混合液中的鈣、鎂無機鹽也會受熱析出，聚集在火管表面形成硬垢。此外，隨著油田開發程度的深入，三次采油技術的應用，尤其是油田注聚、注三元后，油田采出液的成分和性質變化較大，粘度增加，極易結成污垢，進一步惡化了火管的工作環境。實際生產中發現，結垢燒損的最嚴重部位發生在火管耐火磚出口300～500mm的上部，污垢厚度可達50mm。這是因為此處火管壁面溫度較高，混合液中的泥沙、有機物雜質等易于受熱析出，造成結垢，進一步惡化傳熱，最終使得此處的鋼制避免始終承受高溫，機械強度下降，易發生變形、鼓包。

為解決以上問題，專利CN201416415Y提出“一種油田加熱爐的節能防垢裝置”，在火管表面安裝一體化套筒與噴射器，通過在火管表面建立流動避免結垢。但該裝置不適用于帶有外加強圈的火管，且一體化結構無法拆卸，難于清理和維修。

發明內容

為解決上述現有技術存在的問題，本發明提供一種防止油田加熱爐火管結垢的裝置，該裝置能夠在具有外加強圈的火管表面形成強烈沖刷，強化換熱，同時防止污垢沉積，且能夠拆卸，可實現定期清理維修。

為達到上述目的，本發明采用如下的技術方案：

一種防止油田加熱爐火管結垢的裝置，包括包覆于油田加熱爐火管4上半部分的半圓柱狀火管外殼8，所述半圓柱狀火管外殼8與油田加熱爐火管4上表面形成沿油田加熱爐火管4周向和軸向的半圓環形連續夾套空間，在半圓環形連續夾套空間的進口側設置半圓環形集箱3，并沿半圓環形集箱3周向布置多個噴嘴5，噴嘴5的噴向朝向半圓柱狀火管外殼8內，所述半圓環形集箱3和來液管道連接，在所述半圓柱狀火管外殼8位于油田加熱爐火管4的火管加強圈10處形成半圓環形凸起11，并在半圓環形凸起11兩端向半圓柱狀火管外殼8內側、火管加強圈10的前后分別設置前導流板15和后導流板16。

所述半圓柱狀火管外殼8在混合液進口側及油田加熱爐火管4兩側與焊接在油田加熱爐火管4表面的扁鋼通過螺栓13固定，并加以密封。

采用兩種提供高壓油水混合液的方式，一種是水泵6置于油田加熱爐1之外，抽取油田加熱爐1內低壓混合液，經水泵6加壓后形成高壓油水混合液進入半圓環形集箱3；另一種是噴射泵7置于油田加熱爐1內部，浸沒于油田加熱爐1內的混合液內，從進口閥門9進入油田加熱爐1的高壓油水混合液進入噴射泵7，吸取油田加熱爐1內的低壓液體并混合后，進入半圓環形集箱3。

所述前導流板15和后導流板16根據加強圈10前后流動情況，取不同的長度c及安裝角度α。

所述前導流板15和后導流板16焊接在半圓柱狀火管外殼8內。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

（1）本發明適合于帶有外加強圈的油田加熱爐火管，有效的防止火管結垢、鼓包，延長油田加熱爐的安全工作周期。

（2）本發明通過在火管加強圈前、后安裝導流板，有效沖刷火管加強圈前后區域，避免雜質沉積與結垢。

（3）本發明火管加強圈前、后導流板的長度及安裝角度根據流動情況計算確定，可確保火管加強圈前后無沖刷死區。

（4）本發明安裝在油田加熱爐火管表面，安裝后可拆卸，可定期清理、維修，保證油田加熱爐的長期安全工作。

（5）本發明根據油田加熱爐實際工作情況采用不同的給水裝置，保證對油田加熱爐火管的有效沖刷，避免過冷沸騰，保證裝置工作的穩定可靠。

附圖說明：

圖1為本發明一種防止油田加熱爐火管結垢的裝置示意圖。

圖2為本發明一種防止油田加熱爐火管結垢裝置進口側局部剖視圖。

圖3為本發明一種防止油田加熱爐火管結垢的裝置火管加強圈處剖視圖。

圖4為本發明一種防止油田加熱爐火管結垢的裝置整體示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明：