專利名稱:太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)，包括太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元、凝結(jié)水余熱利用單元和蒸汽過(guò)熱單元；所述太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元包括除氧水蓄水池、除氧水注入泵、太陽(yáng)能除氧水加熱裝置、蒸汽發(fā)生器和凝結(jié)水收集器，所述蒸汽過(guò)熱單元包括熱媒儲(chǔ)罐、熱媒循環(huán)泵、太陽(yáng)能熱媒加熱裝置和換熱器組成。本實(shí)用新型所述系統(tǒng)熱源全部由聚光型太陽(yáng)能集熱裝置提供，產(chǎn)生稠油熱采所需要的蒸汽，節(jié)省了油田采油過(guò)程中對(duì)石油、天然氣的消耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污染物的零排放，達(dá)到節(jié)能減排的效果。
【專利說(shuō)明】太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種太陽(yáng)能熱利用及稠油熱采【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種利用槽式/線性菲涅爾式太陽(yáng)能直接產(chǎn)生蒸汽，并注入地層采出稠油系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)原油具有高粘、低凝和偏重的特點(diǎn)，并且多數(shù)油田的開(kāi)采已進(jìn)入后期，采出油中重油居多。稠油資源豐富的遼河油田，80%以上的稠油，是以注蒸汽熱采方法采出的，其稠油區(qū)塊有注汽鍋爐300多臺(tái)，每年消耗的燃油與天然氣折合油氣當(dāng)量約140萬(wàn)噸。
[0003]隨著油、氣資源減少，價(jià)格不斷攀升，大量以石油、天然氣作為燃料在油田生產(chǎn)中是不經(jīng)濟(jì)的。同時(shí)，我國(guó)已是全球二氧化碳排放量最大的國(guó)家，我國(guó)節(jié)能減排的法規(guī)日趨嚴(yán)格，在國(guó)際社會(huì)中承擔(dān)的減排任務(wù)重。如果能夠利用太陽(yáng)能產(chǎn)蒸汽提高稠油采出率，可節(jié)省稠油熱采過(guò)程中的大量能源消耗，并且減少碳排放量。
[0004]近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外不斷有將太陽(yáng)能應(yīng)用到原油開(kāi)采與輸送過(guò)程中的報(bào)道。中外能源，2009 (14)，104-106《太陽(yáng)能輔助采油技術(shù)及其可行性》一文中介紹了太陽(yáng)能輔助采油的原理，即借助太陽(yáng)能捕集、貯存、轉(zhuǎn)換等技術(shù)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成熱能，提高采油注入水(或蒸汽)、稠油井摻水等溫度，以降低原油黏度、提高原油流動(dòng)能力，最終達(dá)到提高采收率的目的。遼寧省盤(pán)錦市的遼河油田興隆臺(tái)采油廠利用太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)加熱輸送原油，該太陽(yáng)能原油加熱系統(tǒng)于2005年建成并投入運(yùn)行，系統(tǒng)平均每天可節(jié)省約30%的天然氣消耗。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供了一種太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)，所述稠油熱采系統(tǒng)節(jié)省了油田對(duì)石油、天然氣的消耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污染物的零排放，達(dá)到節(jié)能減排的效果。
[0006]本實(shí)用新型提供一種太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元、凝結(jié)水余熱利用單元和蒸汽過(guò)熱單元；
[0007]所述太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元包括除氧水蓄水池、除氧水注入泵、太陽(yáng)能除氧水加熱裝置、蒸汽發(fā)生器和凝結(jié)水收集器，其中，除氧水蓄水池經(jīng)管線與除氧水注入泵、太陽(yáng)能除氧水加熱裝置、蒸汽發(fā)生器、凝結(jié)水收集器依次連接，凝結(jié)水收集器底部出口經(jīng)管線依次與凝結(jié)水利用單元、除氧水蓄水池連接；
[0008]所述蒸汽過(guò)熱單元包括熱媒儲(chǔ)罐、熱媒循環(huán)泵、太陽(yáng)能熱媒加熱裝置和換熱器組成，蒸汽發(fā)生器和凝結(jié)水收集器上部氣相出口經(jīng)管線與換熱器連接，熱媒儲(chǔ)罐經(jīng)管線依次與熱媒循環(huán)泵、太陽(yáng)能熱媒加熱裝置、換熱器連接。
[0009]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述太陽(yáng)能除氧水加熱裝置與蒸汽發(fā)生器連接管線上設(shè)有溫度控制三通閥，太陽(yáng)能除氧水加熱裝置經(jīng)溫度控制三通閥后分別經(jīng)管線與除氧水注入泵和除氧水蓄水池連接管線、蒸汽發(fā)生器連接。當(dāng)離開(kāi)太陽(yáng)能除氧水加熱裝置的除氧水溫度低于設(shè)定值時(shí)，除氧水經(jīng)過(guò)除氧水注入泵循環(huán)進(jìn)入太陽(yáng)能除氧水加熱裝置，只有當(dāng)離開(kāi)太陽(yáng)能除氧水加熱裝置的除氧水溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，部分除氧水進(jìn)入到蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生飽和蒸汽，同時(shí)通過(guò)除氧水注入泵補(bǔ)充除氧水到太陽(yáng)能除氧水加熱裝置中，蒸汽發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)入到凝結(jié)水收集器中。
[0010]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述蒸汽發(fā)生器與換熱器連接管線上設(shè)有壓力控制閥。
[0011]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述蒸汽發(fā)生器與凝結(jié)水收集器連接管線上設(shè)有液位控制閥。
[0012]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述凝結(jié)水收集器與換熱器連接管線上設(shè)有壓力控制閥。
[0013]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述除氧水蓄水池用于儲(chǔ)備系統(tǒng)用水，同時(shí)也用于接收經(jīng)過(guò)凝結(jié)水余熱利用單元的冷凝水。
[0014]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述太陽(yáng)能除氧水加熱裝置采用聚光型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，具體可以為槽式或線性菲涅爾式。太陽(yáng)能除氧水加熱裝置將除氧水加熱到200?300°C之間，保證太陽(yáng)能除氧水加熱裝置中壓力要高于該溫度下水的飽和蒸汽壓，以防止除氧水在聚光型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)中產(chǎn)生蒸汽，從而降低系統(tǒng)傳熱效率。
[0015]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述凝結(jié)水余熱利用單元將蒸汽發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生的高溫凝結(jié)水進(jìn)一步利用，可以用于加熱輸送井場(chǎng)采出油、邊緣井高架罐伴熱、罐區(qū)稠油伴熱。
[0016]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述換熱器可以為管殼式換熱器，高壓飽和蒸汽走管程，高溫?zé)崦阶邭こ?，?duì)飽和蒸汽進(jìn)行過(guò)熱，放出熱量的熱媒通過(guò)熱媒循環(huán)泵進(jìn)入太陽(yáng)能熱媒加熱裝置。
[0017]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述太陽(yáng)能熱媒加熱裝置采用聚光型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)，具體可以為槽式、塔式或線性菲涅爾式。
[0018]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述熱媒儲(chǔ)罐中的熱媒可以導(dǎo)熱油或熔融鹽，當(dāng)太陽(yáng)能熱媒加熱裝置采用槽式與線性菲涅爾式時(shí)，熱媒采用導(dǎo)熱油，當(dāng)太陽(yáng)能熱媒加熱裝置采用塔式時(shí)，熱媒采用熔融鹽。
[0019]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述除氧水注入泵用于將除氧水輸送到除氧水太陽(yáng)能加熱裝置，同時(shí)用于保證系統(tǒng)壓力，使經(jīng)過(guò)除氧水太陽(yáng)能加熱單元的水不發(fā)生汽化。
[0020]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述蒸汽發(fā)生器通過(guò)降壓閃蒸原理產(chǎn)生飽和蒸汽壓，降壓閃蒸發(fā)生在蒸汽發(fā)生器中，過(guò)程中產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)入凝結(jié)水收集器中，為了充分利用凝結(jié)水熱量，凝結(jié)水收集器中的凝結(jié)水首先經(jīng)過(guò)凝結(jié)水余熱利用單元，使凝結(jié)水溫度降至60。。。
[0021]本實(shí)用新型所述系統(tǒng)中，所述蒸汽過(guò)熱單元，用于將太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元產(chǎn)生的飽和蒸汽過(guò)熱到300?350°C，或達(dá)到特定稠油區(qū)塊所需要的熱采蒸汽溫度，然后用于采油。
[0022]本實(shí)用新型所述太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)有以下突出優(yōu)點(diǎn):
[0023]1、本實(shí)用新型所述系統(tǒng)熱源全部為太陽(yáng)能，產(chǎn)生稠油熱采所需要的蒸汽，節(jié)省了油田采油過(guò)程中對(duì)石油、天然氣的消耗，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了污染物的零排放，達(dá)到節(jié)能減排的效果O
[0024]2、本實(shí)用新型所述系統(tǒng)僅僅通過(guò)提高太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元的壓力，同時(shí)控制太陽(yáng)能除氧水加熱裝置產(chǎn)生的高溫?zé)崴娘柡驼羝麎旱陀谔?yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元壓力I?3MPa，使除氧水經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能加熱裝置時(shí)基本不產(chǎn)生蒸汽，保證太陽(yáng)能集熱裝置的高效率。
[0025]3、本實(shí)用新型所述系統(tǒng)通過(guò)凝結(jié)水余熱利用單元，將高溫凝結(jié)水冷卻至60°C以下，充分利用了凝結(jié)水熱量，用于給原油加熱，整個(gè)過(guò)程不需要冷卻水，在水資源珍貴的西部油田具有突出優(yōu)勢(shì)。
[0026]4、本實(shí)用新型所述系統(tǒng)利用閃蒸原理發(fā)生蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽再通過(guò)熱媒/飽和蒸汽換熱器過(guò)熱，達(dá)到稠油熱采所需工藝要求。

【附圖說(shuō)明】

[0027]圖1為本實(shí)用新型太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)包括太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元
1、凝結(jié)水余熱利用單元2和蒸汽過(guò)熱單元3 ;所述太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元包括除氧水蓄水池4、除氧水注入泵5、太陽(yáng)能除氧水加熱裝置6、蒸汽發(fā)生器7和凝結(jié)水收集器8，其中，除氧水蓄水池與除氧水注入泵、太陽(yáng)能除氧水加熱裝置、蒸汽發(fā)生器、凝結(jié)水收集器依次連接，凝結(jié)水收集器8底部出口依次與凝結(jié)水余熱利用單元2、除氧水蓄水池4連接；所述蒸汽過(guò)熱單元包括熱媒儲(chǔ)罐9、熱媒循環(huán)泵10、太陽(yáng)能熱媒加熱裝置11和換熱器12組成，蒸汽發(fā)生器和凝結(jié)水收集器上部氣相出口經(jīng)管線與換熱器12連接，熱媒儲(chǔ)罐9經(jīng)熱媒循環(huán)泵10后依次與太陽(yáng)能熱媒加熱裝置11和換熱器12連接。
[0029]在太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元I中，除氧水經(jīng)除氧水注入泵輸送至太陽(yáng)能除氧水加熱裝置中，當(dāng)除氧水離開(kāi)太陽(yáng)能加熱裝置的溫度低于設(shè)定值時(shí)，除氧水經(jīng)過(guò)溫度控制閥13后經(jīng)除氧水注入泵循環(huán)進(jìn)入太陽(yáng)能除氧水加熱裝置重新加熱，只有當(dāng)除氧水離開(kāi)太陽(yáng)能除氧水加熱裝置的溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí)，部分除氧水經(jīng)過(guò)溫度控制閥13進(jìn)入到蒸汽發(fā)生器發(fā)生飽和蒸汽，同時(shí)通過(guò)除氧水注入泵向系統(tǒng)補(bǔ)充除氧水，蒸汽發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生的凝結(jié)水進(jìn)入到凝結(jié)水收集器中。
[0030]由蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的飽和蒸汽進(jìn)入到蒸汽過(guò)熱單元2，蒸汽過(guò)熱單元中熱媒通過(guò)熱媒循環(huán)泵進(jìn)入太陽(yáng)能熱媒加熱裝置，達(dá)到設(shè)計(jì)溫度的熱媒進(jìn)入換熱器對(duì)太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元I中產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行過(guò)熱，放出熱量的熱媒通過(guò)循環(huán)泵進(jìn)入太陽(yáng)能熱媒加熱裝置循環(huán)加熱。
[0031]蒸汽發(fā)生過(guò)程中產(chǎn)生的高溫凝結(jié)水，通過(guò)凝結(jié)水收集器后進(jìn)入凝結(jié)水余熱利用單元3中，凝結(jié)水余熱用于加熱輸送井場(chǎng)采出油、邊緣井高架罐伴熱、罐區(qū)稠油伴熱，經(jīng)過(guò)利用后的凝結(jié)水溫度降至60°C以下，經(jīng)處理后回用，進(jìn)入到除氧水除氧水蓄水池。
[0032]太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元中，在蒸汽發(fā)生器釋放飽和蒸汽過(guò)程中，壓力控制閥14用于保證蒸汽發(fā)生器內(nèi)的壓力。液位控制閥15用于控制蒸汽發(fā)生器中凝結(jié)水的液位，當(dāng)凝結(jié)水達(dá)到最高液位時(shí)，液位控制閥15打開(kāi)，將凝結(jié)水釋放至凝結(jié)水收集器，當(dāng)高溫凝結(jié)水達(dá)到最低液位時(shí)，液位控制閥15關(guān)。當(dāng)凝結(jié)水收集器中由于水蒸汽產(chǎn)生的壓力大于一定值時(shí)，壓力控制閥16打開(kāi)，發(fā)出蒸汽，并將釋放的蒸汽并入飽和蒸汽管線中進(jìn)入到蒸汽過(guò)熱單
J L.ο
【權(quán)利要求】
1.一種太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽稠油熱采系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元、凝結(jié)水余熱利用單元和蒸汽過(guò)熱單元；所述太陽(yáng)能直產(chǎn)蒸汽單元包括除氧水蓄水池、除氧水注入泵、太陽(yáng)能除氧水加熱裝置、蒸汽發(fā)生器和凝結(jié)水收集器，其中，除氧水蓄水池經(jīng)管線與除氧水注入泵、太陽(yáng)能除氧水加熱裝置、蒸汽發(fā)生器、凝結(jié)水收集器依次連接，凝結(jié)水收集器底部出口經(jīng)管線依次與凝結(jié)水利用單元、除氧水蓄水池連接；所述蒸汽過(guò)熱單元包括熱媒儲(chǔ)罐、熱媒循環(huán)泵、太陽(yáng)能熱媒加熱裝置和換熱器組成，蒸汽發(fā)生器和凝結(jié)水收集器上部氣相出口經(jīng)管線與換熱器連接，熱媒儲(chǔ)罐經(jīng)管線依次與熱媒循環(huán)泵、太陽(yáng)能熱媒加熱裝置、換熱器連接。2.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽(yáng)能除氧水加熱裝置與蒸汽發(fā)生器連接管線上設(shè)有溫度控制三通閥，太陽(yáng)能除氧水加熱裝置經(jīng)溫度控制三通閥后分別經(jīng)管線與除氧水注入泵和除氧水蓄水池連接管線、蒸汽發(fā)生器連接。3.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸汽發(fā)生器與換熱器連接管線上設(shè)有壓力控制閥。4.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述蒸汽發(fā)生器與凝結(jié)水收集器連接管線上設(shè)有液位控制閥。5.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述凝結(jié)水收集器與換熱器連接管線上設(shè)有壓力控制閥。6.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽(yáng)能除氧水加熱裝置采用槽式聚光型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)或線性菲涅爾式聚光型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)。7.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽(yáng)能熱媒加熱裝置采用槽式聚光型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)或線性菲涅爾式聚光型太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)。8.按照權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述熱媒儲(chǔ)罐中的熱媒為導(dǎo)熱油或熔融土卜ΠΤΤ.0
【文檔編號(hào)】F22G1-16GK204267009SQ201420633396
【發(fā)明者】張勝中, 張英, 高景山, 王海波, 胡承, 徐宏 [申請(qǐng)人]中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院