[發明專利]撬裝鍋爐煙氣冷卻、脫水裝置

在審

• 申請號: 201911050147.0
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN112747331A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 陳軍;李建東;張東升;趙云獻;王貴東;李登平;張勇;杜冬梅;牛占濤;史祥輝;鐘小偉
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司注汽技術服務中心
• 主分類號: F23J15/06
• 分類號: F23J15/06;F23J11/00;F28B9/08;F28C1/02;B01D53/26;E21B43/24
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 董慶田

本發明公開了撬裝鍋爐煙氣冷卻、脫水裝置，包括：煙氣冷卻管，所述煙氣冷卻管具有進端口和出端口；所述煙氣冷卻管的進端口所處的水平高度低于煙氣冷卻管出端口所處的水平高度，還包括：前端集煙箱，所述前端集煙箱具有第一進煙口、第一出煙口、第一排水口，其中第一出煙口與煙氣冷卻管的進端口連接。進一步地，所述第一進煙口所處的位置高于第一出煙口，所述第一出煙口所處的位置高于第一排水口，所述第一進煙口過流截面積大于第一出煙口過流截面積。本發明解決的就是鍋爐煙氣注入工藝中煙氣的初始冷卻和脫水問題，使煙氣降到能夠進行初級壓縮的40℃左右。同時，將冷卻過程中析出的液態水大部分脫除。

技術領域

本發明涉及油田稠油開采用注汽鍋爐技術領域，具體地說是撬裝鍋爐煙氣冷卻、脫水裝置。

背景技術

目前油田各大油田稠油開采優先采用的是注汽鍋爐產生飽和蒸汽注入井下，利用蒸汽的熱量降低稠油粘度，提高稠油采收率。另外，油田在開采、輸油、采暖過程中也大量使用各種類型常規工業加熱爐。無論是注汽鍋爐還是常規工業鍋爐，目前的主要燃料為天然氣，鍋爐燃燒產生的煙氣中主要成分為氮氣、二氧化碳、水蒸氣，另外還有少量的氧氣、氮氧化物及惰性氣體。由于二氧化碳和氮氧化物都屬于國家環保標準控制的污染物，因此鍋爐煙氣的排放也造成了一定的空氣污染。

經過多年的試驗研究和現場應用證明，氮氣以及二氧化碳如果注入底下油井產油開采區域，可有效提高原油的開采效率，其主要原理是：

二氧化碳驅油過程其主要機理為：

a)使原油體積膨脹；

b)降低原油粘度；

c)多級混相驅油；

d)降低界面張力；

e)蒸發原油中間烴組分；

f)形成溶解氣驅

g)二氧化碳+助排劑起調剖作用，提高蒸汽吞吐效果。

氮氣提高原油采收率原理：

a)保持地層壓力，延長吞吐周期

b)起助排作用，提高回采水率

c)擴大油層加熱帶，提高波及體積,增加彈性氣驅能量，降低界面張力

d)油套環空注氮氣起隔熱作用，降低熱損失，保護套管

e)注蒸汽、氮氣加化學溶劑，阻力因子增大，具有調剖作用，提高蒸汽驅采收率

因此，利用鍋爐煙氣中含有大量的氮氣、二氧化碳的特點，在去除掉氧氣、水分后，將鍋爐煙氣注入井下以提高原油采收率，已經成為一項新的驅油增產技術，以下簡稱為鍋爐煙氣注入工藝。

鍋爐煙氣注入工藝中，主要需解決好三個技術關鍵：

一是煙氣降溫

將煙氣注入井下，須逐步對煙氣進行增壓，直至增壓至井下底層壓力，通常超過15MPa,在煙氣逐級壓縮過程中會放出大量的熱量，不僅使煙氣壓縮能效下降，而且，壓縮機也會因高溫而不能正常工作，使整個煙氣壓縮過程不能正常進行。因此，必需對原本就達到120-140℃的煙氣進行降溫，使煙氣降到能夠進行初級壓縮的40℃左右。

二是煙氣脫水

煙氣中在冷卻過程中，當低于100℃以下，煙氣中的飽和水蒸汽就會以固態水方式析出，這些水分如進入煙氣壓縮機，將導致壓縮機根本無法正常工作。

三是煙氣增壓

通常伴隨著煙氣的降溫、脫水，逐級將煙氣壓力增壓至井下底層壓力，通常超過15MPa。