[發(fā)明專利]純氧復(fù)合熱載體發(fā)生器及復(fù)合熱載體產(chǎn)生方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610380782.5
• 申請(qǐng)日: 2016-06-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105889888B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳耀文;梅立新;李國(guó)誠(chéng);陳龍;陸峰;司軍濤;朱偉;宋宇波;梅奕中;李興儒;徐梁;張建忠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中油銳思技術(shù)開(kāi)發(fā)有限責(zé)任公司;北京亦通石油科技有限公司
• 主分類號(hào): F22B33/00
• 分類號(hào): F22B33/00;F23D14/32;F23D14/78;E21B43/243
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11127
• 代理人: 韓嫚嫚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明有關(guān)于一種發(fā)生器及方法，尤其有關(guān)于一種高壓燃燒技術(shù)領(lǐng)域中的純氧復(fù)合熱載體發(fā)生器及復(fù)合熱載體產(chǎn)生方法。

背景技術(shù)

多元熱流體技術(shù)熱力開(kāi)采稠油是一種非常高效的新技術(shù)，其具有燃燒效率高、零碳注入環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì)，多元熱流體技術(shù)輸出的高溫多元熱流體具有綜合增油機(jī)理，可大幅提高單井產(chǎn)能和提高原油采收率。

多元熱流體技術(shù)用于油砂開(kāi)采，其核心裝備是發(fā)生器，目前，對(duì)該發(fā)生器輸出的多元熱流體成分要求除去氮?dú)饣驕p少氮?dú)夂浚饕ㄟ^(guò)用含氧量90％以上的純氧與天然氣摻混的方式實(shí)現(xiàn)高壓充分燃燒的需要。這就要求發(fā)生器能夠承受較高的燃燒溫度和壓力，而且也要求發(fā)生器能夠耐高溫、耐氧化。

現(xiàn)有技術(shù)中的發(fā)生器及其內(nèi)的噴嘴不能滿足上述要求，其純氧和天然氣的摻混效果不好，易導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)定。

因此，有必要提供一種新的發(fā)生器及復(fù)合熱載體產(chǎn)生方法，來(lái)克服上述缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種純氧復(fù)合熱載體發(fā)生器，其能夠?qū)⒓冄鹾吞烊粴膺M(jìn)行均勻霧化，實(shí)現(xiàn)純氧、天然氣高溫充分燃燒并最終形成含二氧化碳和蒸氣的高溫復(fù)合熱載體，該純氧復(fù)合熱載體發(fā)生器的結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、使用壽命長(zhǎng)。

本發(fā)明的另一目的是提供一種復(fù)合熱載體產(chǎn)生方法，該方法能夠?qū)⒓冄鹾吞烊粴膺M(jìn)行均勻霧化，實(shí)現(xiàn)純氧、天然氣高溫充分燃燒并最終形成含二氧化碳和蒸氣的高溫復(fù)合熱載體。

本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種純氧復(fù)合熱載體發(fā)生器，所述純氧復(fù)合熱載體發(fā)生器包括：

發(fā)生器本體，其包括燃燒室及套設(shè)在所述燃燒室外部的蒸氣室，所述燃燒室的上端與所述蒸氣室相連通，所述蒸氣室的上端連接有出口管道；

發(fā)生器頭部結(jié)構(gòu)，其連接在所述發(fā)生器本體的下端，所述發(fā)生器頭部結(jié)構(gòu)具有頭部本體和設(shè)置在所述頭部本體內(nèi)的燃燒噴嘴和點(diǎn)火電極，所述燃燒噴嘴和所述點(diǎn)火電極均與所述燃燒室相對(duì)設(shè)置，所述頭部本體內(nèi)設(shè)有與所述蒸氣室相連通的進(jìn)水通道；

其中，所述燃燒噴嘴具有噴嘴本體，所述噴嘴本體的一端具有燃料入口和純氧入口，其另一端形成有多個(gè)隔膜外腔，多個(gè)所述隔膜外腔與所述燃燒室相對(duì)設(shè)置；所述噴嘴本體內(nèi)設(shè)有燃料通道，所述燃料通道的一端與所述燃料入口相連通，其另一端通過(guò)多個(gè)燃料斜孔與多個(gè)所述隔膜外腔相連通，所述燃料斜孔沿燃料的噴射方向徑向向外傾斜設(shè)置；所述噴嘴本體內(nèi)還設(shè)有純氧通道，所述純氧通道的一端與所述純氧入口相連通，所述純氧通道的另一端通過(guò)多個(gè)純氧斜孔與多個(gè)所述隔膜外腔相連通，所述純氧斜孔沿純氧的噴射方向徑向向內(nèi)傾斜設(shè)置。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述蒸氣室的上端沿圓周方向設(shè)有多個(gè)上進(jìn)水孔，多個(gè)所述上進(jìn)水孔與所述蒸氣室相連通。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述頭部本體與所述燃燒室相對(duì)的內(nèi)端面上連接有耐高溫隔熱層，所述燃燒噴嘴和所述點(diǎn)火電極均密封設(shè)于所述耐高溫隔熱層中。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述頭部本體的內(nèi)端面形成有冷卻腔，所述耐高溫隔熱層位于所述冷卻腔的上方，所述進(jìn)水通道通過(guò)所述冷卻腔與所述蒸氣室相連通。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述純氧通道為環(huán)形通道，所述純氧通道圍設(shè)在所述燃料通道的外周。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述純氧通道的環(huán)腔寬度與所述純氧斜孔的直徑的比值為2.83；所述燃料通道的直徑與所述燃料斜孔的直徑的比值為2.0。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，多個(gè)所述隔膜外腔沿圓周方向設(shè)置在所述噴嘴本體的端面，所述隔膜外腔的外輪廓形狀為扇形形狀，所述扇形的圓心角為60°～90°。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述隔膜外腔為設(shè)置在所述噴嘴本體端部的球面凹槽，所述球面凹槽的球面半徑為50mm～100mm。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，多個(gè)所述純氧斜孔沿圓周方向間隔設(shè)置在所述噴嘴本體內(nèi)，所述純氧斜孔的軸線與所述噴嘴本體的軸線之間所形成的銳角為15°～45°。

在優(yōu)選的實(shí)施方式中，多個(gè)所述燃料斜孔沿圓周方向間隔設(shè)置在所述噴嘴本體內(nèi)，所述燃料斜孔的軸線與所述噴嘴本體的軸線之間所形成的鈍角為135°～175°。

本發(fā)明還提供一種上述的純氧復(fù)合熱載體發(fā)生器的復(fù)合熱載體產(chǎn)生方法，所述復(fù)合熱載體產(chǎn)生方法包括如下步驟：

a)通過(guò)燃燒噴嘴向發(fā)生器本體的燃燒室內(nèi)注入純氧和天然氣，通過(guò)發(fā)生器頭部結(jié)構(gòu)的進(jìn)水通道向所述發(fā)生器本體的蒸氣室內(nèi)注入水；

b)打開(kāi)點(diǎn)火電極，自所述燃燒噴嘴噴出的所述純氧和所述天然氣在所述燃燒室內(nèi)充分摻混燃燒，所述蒸氣室內(nèi)的水吸收所述燃燒室的熱量后氣化為蒸氣；