本發(fā)明涉及油田采油技術領域，尤其是一種利用天然氣發(fā)動機、加熱爐的余熱將注水預熱后進行熱能注水，并將其尾氣封閉式地清潔后提壓灌注的一套復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的裝置及工藝。
背景技術：
油田投入開發(fā)后，隨著采油開采時間的增長，油層本身的能量將不斷地被消耗，致使油層壓力不斷地下降，地下原油大量脫氣，黏度增加，油井產(chǎn)量大大減少，甚至會停噴停產(chǎn)，造成地下殘留大量死油開采不出來。為了彌補原油開采出后所造成的地下虧空，保持或提高油層壓力，實現(xiàn)油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，并獲得較高的采收率，必須對油田進行冷水或注入灌注。
目前對油田進行灌注采用高壓注水泵配合鍋爐加熱，排出的煙氣會帶走大量的熱量，并且污染空氣，沒有實現(xiàn)資源的集約利用，且造成環(huán)境污染。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種實現(xiàn)資源的集約利用，且無污染的尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的裝置。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的裝置，包括發(fā)電機、加熱爐、氣體壓縮機以及高壓注水泵；發(fā)電機的尾氣出口連接第一熱換器，第一熱換器內(nèi)設置水道，第一熱換器的氣體出口連接至第一尾氣清潔器，加熱爐的氣體出口連接第二熱換器，第二熱換器內(nèi)設置水道，第二熱換器的氣體出口連接至第二尾氣清潔器，第一尾氣清潔器和第二尾氣清潔器的出口分別連接至所述氣體壓縮機，氣體壓縮機的出口管道末端設置可與采油樹的節(jié)流閥相連的接頭；
高壓注水泵的入口連接水罐，高壓注水泵的出口連接2#閥門，2#閥門的出口設置三通，三通的兩個支管上分別設置3#閥門和7#閥門，7#閥門出口管道的末端設置可與采油樹的節(jié)流閥相連的接頭；
3#閥門的出口設置三通，三通的兩個支管上分別設置4#閥門和5#閥門，4#閥門的出口連接至所述加熱爐內(nèi)；5#閥門出口設置三通，三通的兩個支管上分別設置11#閥門和12#閥門，11#閥門的出口連接至第二熱換器的水道入口，第二熱換器的水道出口連接至所述加熱爐內(nèi)；12#閥門的出口連接至第一熱換器的水道入口，第一熱換器的水道出口連接至所述加熱爐內(nèi)；加熱爐的出口管道的末端設置可與采油樹的節(jié)流閥相連的接頭。
進一步的是：所述第一尾氣清潔器和第二尾氣清潔器的出口管道上分別設置14#閥門和13#閥門，14#閥門和13#閥門的出口通過三通匯合后再連接至氣體壓縮機，氣體壓縮機的出口設置支管，支管上分別設置閥門，支管的末端分別設置可與采油樹的節(jié)流閥相連的接頭。
進一步的是：所述水罐為高架水罐，高架水罐和高壓注水泵之間設置1#閥門。
進一步的是：所述第一熱換器的水道出口管路上設置10#閥門，第二熱換器的水道出口管路上設置9#閥門，9#閥門的出口和10#閥門的出口通過三通匯合后，再設置6#閥門，6#閥門的出口和4#閥門的出口通過三通匯合后，再連接至所述加熱爐內(nèi)。
進一步的是：所述加熱爐的出口管道上設置8#閥門，7#閥門的出口和8#閥門的出口通過三通匯合，再設置可與采油樹的節(jié)流閥相連的接頭。
具體地，所述發(fā)電機為天然氣發(fā)電機。
進一步的是：所述氣體壓縮機的出口管道連接三通，三通的兩個支管上分別設置15#閥門和16#閥門，15#閥門和16#閥門的末端分別設置可與采油樹的節(jié)流閥相連的接頭；
7#閥門的出口和8#閥門的出口通過三通匯合后再連接三通，后一個三通的兩個支管上分別設置17#閥門和18#閥門，17#閥門和18#閥門的末端分別設置可與采油樹的節(jié)流閥相連的接頭。
本發(fā)明還提供一種尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的工藝，通過上述任意一種尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的裝置驅(qū)動油田增產(chǎn)，包括冷水灌注、熱水灌注和增壓注氣，其中：
冷水灌注為：將7#閥門出口管道的末端的接頭與采油樹的節(jié)流閥相連，打開2#閥門、7#閥門，關閉3#閥門，再進行冷水灌注；
熱水灌注為：將7#閥門關閉，將2#閥門、3#閥門、4#閥門、5#閥門、11#閥門、12#閥門打開，注水通過第一熱換器和第二熱換器進行加熱后，再進入加熱爐增加熱能，最后通過采油樹的節(jié)流閥進行熱水灌注；
增壓注氣為：將氣體壓縮機的出口管道末端的接頭與采油樹的節(jié)流閥相連，通過采油樹的節(jié)流閥進行增壓注氣作業(yè)。
本發(fā)明的有益效果是：尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的裝置及工藝中，發(fā)電機為整個裝置提供電能，發(fā)動機、加熱爐的尾氣余熱將注水預熱后，再經(jīng)加熱爐加熱，最后進行熱能注水作業(yè)，實現(xiàn)熱能的充分利用；調(diào)整裝置的閥門，也可實現(xiàn)冷水灌注；發(fā)動機、加熱爐的尾氣分別通過第一尾氣清潔器和第二尾氣清潔器進行封閉式清潔，再通過氣體壓縮機提壓灌注，實現(xiàn)增壓注氣；保證所有的尾氣全部回收進入作業(yè)流程，既做到了注水注氣復合驅(qū)動增產(chǎn)、又環(huán)保無污染，充分利用資源。
附圖說明
圖1是本發(fā)明尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的裝置及工藝的示意圖；
圖中零部件、部位及編號：發(fā)電機1、第一熱換器2、第一尾氣清潔器3、氣體壓縮機4、加熱爐5、第二熱換器6、第二尾氣清潔器7、高壓注水泵8、水罐9、采油樹10、節(jié)流閥11；1#閥門v-1、2#閥門v-2、3#閥門v-3、4#閥門v-4、5#閥門v-5、6#閥門v-6、7#閥門v-7、8#閥門v-8、9#閥門v-9、10#閥門v-10、11#閥門v-11、12#閥門v-12、13#閥門v-13、14#閥門v-14、15#閥門v-15、16#閥門v-16、17#閥門v-17、18#閥門v-18。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。
如圖1所示，本發(fā)明尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的裝置，包括發(fā)電機1、加熱爐5、氣體壓縮機4以及高壓注水泵8，發(fā)電機1為天然氣發(fā)電機，發(fā)電機將天然氣能轉(zhuǎn)換為電能，為整個裝置提供電能。發(fā)電機1的尾氣出口連接第一熱換器2，第一熱換器2內(nèi)設置水道，第一熱換器2的氣體出口連接至第一尾氣清潔器3，第一尾氣清潔器3用于對發(fā)電機1產(chǎn)生的尾氣進行封閉式清潔。
加熱爐5燃燒天然氣，加熱爐5的氣體出口連接第二熱換器6，第二熱換器6內(nèi)設置水道，第二熱換器6的氣體出口連接至第二尾氣清潔器7，第二尾氣清潔器7用于對加熱爐5產(chǎn)生的尾氣進行封閉式清潔。第一尾氣清潔器3的出口和第二尾氣清潔器7的出口分別連接至氣體壓縮機4，氣體壓縮機4的出口管道末端設置可與采油樹10的節(jié)流閥11相連的接頭。
氣體壓縮機4用以將清潔后的尾氣加壓灌注，實現(xiàn)增壓注氣。為避免第一尾氣清潔器3的出口管道和第二尾氣清潔器7的出口管道可能相互干擾，第一尾氣清潔器3的出口管道和第二尾氣清潔器7的出口管道上分別設置14#閥門v-14和13#閥門v-13，14#閥門v-14和13#閥門v-13的出口通過三通匯合后再連接至氣體壓縮機4。氣體壓縮機4的出口設置支管，支管上分別設置閥門，支管的末端分別設置可與采油樹10的節(jié)流閥11相連的接頭。
如圖1所示，有兩個井口，氣體壓縮機4的出口管道連接三通，三通的兩個支管上分別設置15#閥門v-15和16#閥門v-16，15#閥門v-15和16#閥門v-16的末端分別設置可與采油樹10的節(jié)流閥11相連的接頭，分別對兩個井口進行增壓注氣。
高壓注水泵8是整個裝置的動力核心，為井下注水提壓灌注提供動力，高壓注水泵8的入口連接水罐9，水罐9為高架水罐，便于高壓注水泵8的注水，高架水罐和高壓注水泵8之間設置1#閥門v-1。高壓注水泵8的出口連接2#閥門v-2，2#閥門v-2的出口設置三通，三通的兩個支管上分別設置3#閥門v-3和7#閥門v-7，7#閥門v-7出口管道的末端設置可與采油樹10的節(jié)流閥11相連的接頭。將7#閥門v-7出口管道的末端的接頭與采油樹10的節(jié)流閥11相連，打開1#閥門v-1、2#閥門v-2、7#閥門v-7，關閉3#閥門v-3，即可進行冷水灌注。
3#閥門v-3的出口設置三通，三通的兩個支管上分別設置4#閥門v-4和5#閥門v-5，4#閥門v-4的出口連接至所述加熱爐5。5#閥門v-5出口設置三通，三通的兩個支管上分別設置11#閥門v-11和12#閥門v-12，11#閥門v-11的出口連接至第二熱換器6的水道入口，第二熱換器6的水道出口管路上設置9#閥門v-9。12#閥門v-12的出口連接至第一熱換器2的水道入口，第一熱換器2的水道出口管路上設置10#閥門v-10。9#閥門v-9的出口和10#閥門v-10的出口通過三通匯合后，再設置6#閥門v-6，6#閥門v-6的出口和4#閥門v-4的出口通過三通匯合后，再連接至所述加熱爐5內(nèi)。加熱爐5的出口管道上設置8#閥門v-8，7#閥門v-7的出口和8#閥門v-8的出口通過三通匯合，再設置可與采油樹10的節(jié)流閥11相連的接頭。
如圖1，當有兩個井口，7#閥門v-7的出口和8#閥門v-8的出口通過三通匯合后再連接三通，后一個三通的兩個支管上分別設置17#閥門v-17和18#閥門v-18，17#閥門v-17和18#閥門v-18的末端分別設置可與采油樹10的節(jié)流閥11相連的接頭。
本發(fā)明尾氣回注和余熱利用復合驅(qū)動油田增產(chǎn)的工藝，通過上述實施例的裝置驅(qū)動油田增產(chǎn)，包括冷水灌注、熱水灌注和增壓注氣，對兩個井口進行作業(yè)，其中：
冷水灌注為：將17#閥門v-17和18#閥門v-18的末端的接頭分別與兩個采油樹10的節(jié)流閥11相連，打開1#閥門、2#閥門v-2、7#閥門v-7，關閉3#閥門v-3、8#閥門v-8，打開17#閥門v-17或18#閥門v-18，即可對對應一個井口進行冷水灌注。
熱水灌注分為以下三種情況：
第一種情形，通過加熱爐，節(jié)能增效：關閉5#閥門v-5、6#閥門v-6、7#閥門v-7，打開1#閥門v-1、2#閥門v-2、3#閥門v-3、4#閥門v-4、8#閥門v-8，注水通過加熱爐5增加熱能，最后通過17#閥門v-17或18#閥門v-18對相應的一個井口進行熱水灌注。
第二種情形，發(fā)電機尾氣余熱換熱，節(jié)能增效：關閉4#閥門v-4、7#閥門v-7、9#閥門v-9、11#閥門v-11，打開1#閥門v-1、2#閥門v-2、3#閥門v-3、5#閥門v-5、6#閥門v-6，10#閥門v-10、12#閥門v-12，注水通過第一熱換器2進行節(jié)能換熱加熱，加熱后的熱水再進入加熱爐5加熱，最后通過17#閥門v-17或18#閥門v-18對相應的一個井口進行熱水灌注。
第三種情形，加熱爐尾氣余熱，進行熱水灌注：關閉4#閥門v-4、7#閥門v-7、10#閥門v-10、12#閥門v-12，打開1#閥門v-1、2#閥門v-2、3#閥門v-3、5#閥門v-5、6#閥門v-6，9#閥門v-9、11#閥門v-11，注水通過第二熱換器6進行節(jié)能換熱加熱，加熱后的熱水再進入加熱爐5加熱，最后通過17#閥門v-17或18#閥門v-18對相應的一個井口進行熱水灌注。
增壓注氣為：將氣體壓縮機4的出口管道設置三通，三通的兩個支管上分別設置15#閥門v-15和16#閥門v-16，將15#閥門v-15和16#閥門v-16的出口末端分別與采油樹10的節(jié)流閥11相連，再分別對相應的一個井口進行進行增壓注氣作業(yè)。