一种锅炉直排烟道气地面回收注入装置的制造方法
【专利摘要】本发明是一种新型锅炉直排烟道气回收注入装置，用于油田热采锅炉直排烟道气回收利用，适合泵送物性不稳定或轻腐蚀的流体。关键技术在于执行烟道气回收功能的射流单元圆周阵列排布和执行增压注入功能的射流单元线性阵列集成设计，实现锅炉烟道气回收注入双功能的目的。回收注入双功能注入装置可采取撬装和车载方式设计，与机杂过滤装置、方向调节阀、蒸汽分配器、相关传感元件等集成锅炉直排烟道气地面回收注入装置。该地面工艺流程极为简化，无需刻意防腐，极大延长设备运行周期，并可直接应用烟道气余热，提高烟道气驱油效率。
【专利说明】一种锅炉直排烟道气地面回收注入装置
[0001]
技术领域
[0002]本发明是一种新型锅炉直排烟道气回收注入装置，主要用于油田热采锅炉直排烟道气回收利用，适合栗送物性不稳定的流体，在无法用常规体积法大比例高压栗送轻腐蚀或有害物质等领域将填补技术空白。该装置地面工艺流程极为简化，无需刻意防腐，极大延长设备运行周期，并可直接应用烟道气余热，提高烟道气驱油效率，应用前景广阔。
【背景技术】
[0003]目前，油田多采用热采锅炉为蒸汽驱油提供巨量的高温高压蒸汽，伴生的大量烟道气常常直接向大气中排放，既浪费包括热能在内的有用能源，也极大威胁着环保安全。曾经尝试过将烟道气地面降温和防腐预处理后回注地层，经过多次现场试验，终因流程陈冗复杂、栗送设备难以连续运转，加上投资居高不下、成本超出红线等原因，仍在试验阶段而停滞不前。
【发明内容】
[0004]油田热采锅炉产生的高温烟道气，排放大气中不仅造成环境污染，又严重浪费巨大的热能，回收利用于辅助驱油，变废为宝，经济效益、环保业绩相得益彰。本发明所采用回收注入双功能锅炉直排烟道气回收注入装置，不用降温省去换热设备、随高压蒸汽混合注入无需动力压缩机、简化烟道气其它预处理地面流程，对比现有烟道气注入设备流程具有明显技术和成本优势。
[0005]关键技术在于执行烟道气回收功能的射流单元圆周阵列排布和执行增压注入功能的射流单元线性阵列集成设计，多物理场拟合技术实现锅炉烟道气回收注入双功能的目的。
[0006]增压注入功能采取射流单元线性阵列，定量匹配各级射流单元入口压力。蒸汽和烟道气的混合气，按线性叠加逻辑关系形成串联力系，多级增压最终达到目的油层注入压力水平。
[0007]回收注入双功能注入装置可采取撬装和车载方式设计，与机杂过滤装置、方向调节阀、蒸汽分配器、相关传感元件等集成锅炉直排烟道气地面回收注入装置。该地面工艺流程极为简化，无需刻意防腐，极大延长设备运行周期，并可直接应用烟道气余热，提高烟道气驱油效率。
[0008]如附图1所示，锅炉直排烟道气地面回收注入装置，回收注入流程是由油田热采锅炉1、高温高压蒸汽出口 2、蒸汽入口 3、烟道气入口 4、地面增容射流管束阵列5、混合烟道气入口 6、地面增压喷射栗系7、蒸汽烟道气出口 8、热采井口 9、井下注蒸汽管柱10、套管11组成。
[0009]锅炉直排烟道气经由烟道气入口 4被吸入增容管束阵列5 ;高温高压蒸汽则由热采锅炉出口 2经管道至蒸汽入口 3 ;高压蒸汽进入射流管束阵列，多物理场并联拟合，蒸汽等压差挟带烟道气高速喷射，经过射流段减速升压，蒸汽烟道气混合后流入混合烟道气入口 6 ;在地面增压喷射栗系7的多级增压作用下，蒸汽烟道气出口 8达到设计注入压力；增容增压后的蒸汽烟道气经由井下注蒸汽管柱正常注入目的油层。
[0010]烟道气回收注入功能实现过程如图2，3所示。
[0011]图2，烟道气回收，射流单元圆周阵列，多物理场并联拟合，单元两端压差相等，并联后的单元流量叠加，完成锅炉直排烟道气的地面回收作业。
[0012]图3，增压注入过程，射流单元线性阵列，多物理场对接拟合，单元截面烟道气流量相等，拟合后的单元压差叠加，多级增压，直至达到目的油层的注入压力条件。
[0013]技术优势
1、直接增产。国内外试验已经证明，以氮气和二氧化碳为主的非烃类气体采油技术，可以直接将采收率提高到60%以上。作为直排烟道气辅助蒸汽驱油主体工艺，回注烟道气提高驱油效率5~20%，这就意味着其对采收率的贡献最高达12%，平均也有5%以上。举例某油田热采稠油储量动用5亿吨，按100年规划采油速度，回注烟道气主体工艺技术的广泛实施，预计年增产原油25~60万吨。
[0014]2、成本概算对比优势明显。相对于变压吸附制氮技术，直排烟道气地面注入装置，可大幅降低设备投资70%左右，无需其它投入。由于免除占大头的电费(或燃油费)和人工费(相当于直接成本的68.3%)，简化流程压缩安全管控环节，该技术在操作成本方面，也占据绝对优势。就现场应用的现有烟道气地面回注设备而言，可以省掉压缩机、动力费、人工费和药剂等材料费，锅炉直排烟道气地面回收注入装置的操作成本不及十分之一，具有超强技术和成本竞争力，极具工业推广价值。
[0015]3、环境效益显著。举例某油田每年当做燃料消耗原油(当量)近百万吨，原油CO2排放系数取3.07，年度碳排放约三万吨，减少如此巨量污染物排放，这是账面的环境效益。若按国际通行做法折算，国家、地区或企业碳排放指标作价美元进行碳交易，油田企业减少碳排放所获得的年度碳交易美元也是相当可观的。
【附图说明】
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图1是增容增压双作用直排烟道气地面回收注入装置结构示意图。
图2是地面增容射流管束栗结构示意图。
图3是井下多级增压喷射栗系结构示意图。
【主权项】
1.一种新型用于油田热采锅炉直排烟道气地面回收注入装置，其特征在于采用地面集成烟道气回收注入双功能装置，联合完成锅炉直排烟道气地面回收增压栗送至油层两项功會K。2.权利I要求的烟道气回收作业，是由射流单元圆周阵列排布的烟道气回收管束栗执行。高压蒸汽经由射流单元前端，截面收缩提速减压，吸入烟道气，经过射流段与蒸汽混合。3.射流段管束末端，混合气等压汇集，并接进入出口法兰盘通往增压流程，完成直排烟道气回收作业。4.权利I要求的增压注入功能，采取射流单元线性阵列，定量匹配各级射流单元入口蒸汽和烟道气的混合气压力，按线性叠加逻辑关系形成串联力系，多级增压最终达到目的油层注入压力水平。5.权利2、3、4所涉及的烟道气地面回收、增压注入功能，分别由烟道气回收管束阵列常压回收锅炉直排烟道气，再由地面增压注入栗系多级增压达到烟道气回注油层的设计条件。6.权利5所涉及到的锅炉直排烟道气地面回收、增压注入装置可采取撬装设计，与机杂过滤装置、方向调节阀、蒸汽分配器、相关参数采集传感元件等集成锅炉直排烟道气地面回收注入装置。
【文档编号】E21B43/24GK106032746SQ201510109959
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2015年3月13日
【发明人】梁筱钰, 周旭红, 梁振民
【申请人】周旭红