一种新型页岩气加热炉的制作方法

本发明涉及石油工程技术领域，尤其涉及一种新型页岩气加热炉。

背景技术：

页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气。

水套加热炉是油气田勘探开发中的重要设备之一，由于油气物性参数的不同以及油气集输工艺流程的需要，所采用的加热方式和设备也不完全一样，因此，所用的加热炉很难形成定型标准的产品。目前在市场上开发的类似产品有天然气加热炉、分体式加热炉和真空相变加热炉等产品，虽然在很大程度上也满足了用户的需求，但是，在加热炉的结构、热能利用的效率等方面尚还有改进或提高之处。而对于以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规页岩气，则还没有一种针对其专用的加热炉。传统加热炉适用于该领域时，又无法满足加热需求。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述现状，提供一种新型页岩气加热炉。

本发明采用的技术方案：一种新型页岩气加热炉，其中：包括炉体和燃烧管道，所述炉体水平设置，其下端面固设在一个撬座上并连为一体，所述炉体的一端为燃气进口端，另一端为页岩气接口端，所述燃烧管道为封闭筒体，其倾斜设置在所述炉体的内部的下半部分并与所述燃气进口端固定连接，并向远离燃气进口端的方向倾斜延伸，所述燃烧管道外部的炉体内腔为热交换液空间，其中，

所述燃气进口端的外部设有燃烧装置，所述燃气进口管道与所述燃烧装置的点火端连接，所述燃烧管道的一端连接所述燃烧装置，另一端设有反向延伸的烟道，所述烟道依次与过滤烟箱、烟囱连接；

所述燃烧管道包括管道入口和管道本体，所述管道入口的一端固设在燃气进口端上并与燃烧装置连接，管道入口为喇叭形，靠近燃烧装置4的一端的开口的截面积大于其另一端，所述管道本体一端与所述管道入口连接，并向上弯折成s形，其宽度为所述炉体宽度的1/2～2/3，所述管道本体的外壁设有振动装置。

本发明的有益效果是：采用特有的折叠卧式内燃两回程的燃烧结构，增大导热面积，燃料气沿燃烧管道进行s形加热，增大导热面积，同时炉体体积不变；第一管道本体、第二管道本体和第三管道本体的外壁设有振动装置，用以将第一管道本体、第二管道本体和第三管道本体内壁的附着物振动掉。

附图说明

对本发明实施例描述中所涉及的附图进行简单介绍，以便于对本发明实施例中的技术方案进行更清楚、完整的说明，下面的附图仅仅针对本发明的一些实施例，并不用以限制本发明，在不进行其他创造性劳动的前提下，显然可以根据这些附图得到其他附图。

图1为本发明一种新型页岩气加热炉的整体结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为图1a向的透视图；

图4为图1所示的新型页岩气加热炉的页岩气进口和出口的布置图；

图5为图1所示的新型页岩气加热炉的侧壁的示意图；

图6为图1所示的新型页岩气加热炉的燃烧管道的示意图；

图7为图1所示的新型页岩气加热炉的烟道的部分示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1～图7所示，本发明提供一种新型页岩气加热炉，包括炉体1和燃烧管道2，其中，炉体1水平设置，其下端面固设在撬座3上并连为一体，炉体1的一端为燃气进口端11，另一端为页岩气接口端12，燃烧管道2为封闭管道，其倾斜设置在炉体1的内部的下半部分并与燃气进口端11固定连接，燃烧管道2向远离燃气进口端11的方向倾斜延伸，燃烧管道2外部的炉体1内腔为热交换液空间10。

燃气进口端11的外部设有燃烧装置4，燃气进口管道41与燃烧装置4的点火端连接，燃烧管道2的一端连接燃烧装置4，另一端设有反向延伸的烟道42，烟道42依次与过滤烟箱5、烟囱6连接。

炉体1的页岩气接口端12通过炉体法兰13封闭，炉体法兰13外设置页岩气盘管阀组14，其中，页岩气进入管道从页岩气进口(一级页岩气进口16.1和二级页岩气进口17.1)穿过炉体法兰13后伸入炉体1上半部分的内腔中形成换热盘管15，炉体1的内壁位于燃烧管道2的上方设有沿炉体的中心线方向设置的水平滑轨18，管板19可滑动地设置在水平滑轨18上，换热盘管15穿过管板19并有管板19支撑，换热盘管15的两端分别连通相应的页岩气进口(一级页岩气进口16.1和二级页岩气进口17.1)和页岩气出口(一级页岩气出口16和二级页岩气出口17)。

进一步，炉体法兰13的外侧设有后封盖，保证法兰连接部分的干净无污染。

燃烧管道2包括管道入口21和管道本体22，其中管道入口21的一端固设在燃气进口端11上并与燃烧装置4连接，管道入口21为喇叭形，靠近燃烧装置4的一端的开口的截面积大于其另一端，管道本体22为向上弯折的s形管体，具体包括：从管道入口21的另一端继续倾斜向下延伸形成的第一管道本体221，第一管道本体221的端部向上弯折并沿反方向延伸至管道入口21前形成的第二管道本体222，第二管道本体222向上弯折继续向远离管道入口21的方向延伸形成的第三管道本体223。

需要说明的是，第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223均为形状大小相同的扁平管道且相互平行。

需要说明的是，管道本体22与炉体1的下端面的夹角为5～10°。

需要说明的是，第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223相隔高度至少大于其自身厚度，且三者的宽度均为炉体1宽度的1/2～2/3。

进一步，第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223的上下内表面形成多个凸起，且多个凸起突出于三者的外表面。一方面进一步增大热交换面积，另一方面保证了受到热膨胀和强度的要求。

进一步，第一管道本体221与炉体1之间设有多个支撑托起2210。

进一步，第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223的外壁设有振动装置224，用以将第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223内壁的附着物振动掉。

需要说明的是，第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223的前后两端各设置一个振动装置224。

进一步，第一管道本体221和第三管道本体223的远离管道入口21的一端各设有一个清渣管道225，清渣管道225向下并穿过炉体1的下端面，振动装置将燃烧管道2内的附着物振动掉通过清渣管道225排出。

进一步，烟道42包括主烟道421和副烟道422，主烟道421设置在第三管道本体223远离管道入口21的一端并向两侧延伸，主烟道421的两侧设有多个出烟孔，副烟道422的一端固定在所述出烟孔并沿第三管道223的长度方向延伸并依次连接过滤烟箱5、烟囱6。

进一步，每个副烟道422的表面均设置螺旋槽。

烟管42由烟管管板420支撑，烟管管板设在燃烧管道2和炉体1之间。

需要说明的是，清渣管道225与烟道42互不干涉。

进一步，炉体1顶部设置人孔1a、膨胀水箱1b、补水口1c，仪表系统1d；炉体外壁设置保温防护层1e。膨胀水箱1b与炉内充水空间10连通，膨胀水箱1b上设置排气放空口1f，在炉内冲水空间10的水受热膨胀压力增大时，由排气放空口1f释放压力。

进一步，燃烧装置4采用负压燃烧的全自动燃烧器及控制系统；还设置自动补水控制器、自动调节负荷控制器、自动燃烧调节控制器、熄火保护控制器、远程紧急关断控制器，各控制器均与相应仪表连接。

本发明的加热方法如下：工作时，燃料气从燃烧气进口管道41顺序进入燃烧装置1点火燃烧，燃烧后烟气沿燃烧管道2蔓延充满燃烧管道2，燃烧管道2内的烟气沿烟管42流动并与炉内充水空间10的中间介质水进行换热，热水再与换热盘管15中页岩气换热；之后，烟气到达过滤烟箱5，经过滤烟箱5汇集过滤后由烟囱6排放；页岩气由页岩气进入管道进入换热盘管15中，并在换热盘管15中先向炉体一端蔓延后再折返回另一端，各往返双程的换热盘管15在充水空间20内的水浴加热换热；加热后的页岩气通过页岩气出口(一级页岩气出口16，二级页岩气出口17)输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、采用特有的折叠卧式内燃两回程的燃烧结构，增大导热面积，燃料气沿燃烧管道2进行s形加热，增大导热面积，同时炉体体积不变；

2、第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223的外壁设有振动装置，用以将第一管道本体221、第二管道本体222和第三管道本体223内壁的附着物振动掉。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。