用于原油加热的低能耗换热系统的制作方法

本发明属于原油开采应用，尤其涉及一种用于原油加热的低能耗换热系统。

背景技术：

1、长期以来，我国开采的原油多属于“三高”原油(高含蜡、高凝点、高黏度)，常温下流动性差，在集输和处理工艺过程中需要进行加热与保温，在油田的采油、集输等过程中至少有20％的能耗用于原油加热与处理，传统技术使用燃烧煤、油、天然气和电加热方法来实现原油加热，造成大量的能源消耗问题。

2、在油田原油生产过程中，很多油井因无管线输送原油，采用车辆定期进行拉运原油，因此在井场安装附近，安装有容积为40-50m3的储油罐，将生产的原油临时储存于罐中，并需要维持原油温度在35-45℃，由于原油在储罐内降温很快，尤其在寒冷地区，原油降温后粘度增加，造成无法拉运，因此需要对储罐内原油进行加温。

3、而在石油的开采过程中，溶解在石油中的天然气随着压力的降低，会用原油中分离出来，一部分气体随井液一起被抽油泵抽出，一部分则进入有油套管形成套管气。天然气的进入，使套压增高，而过高的套压会迫使动液面下降。当动液面下降到泵吸入口时，气体窜入深井泵内，发生气侵现象，使泵效降低，严重时发生气锁现象，油井停产。

4、为此，针对套管气的处理方法主要分三种：1、直接在井场放空或点火炬，此种方法既污染环境也浪费资源；2、采用压缩天然气(cng)外运方式。即将天然气经脱水、脱烃(如含硫亦需脱硫)等预处理后，由压缩机加压至20～25mpa，利用槽车充装外运。该方式的优势是可不需管线，操作灵活，可收集试采井、检修井等短周期天然气。但是，因需脱水、脱烃、脱硫等预处理设备，装置成本高只对具有一定气量规模(日产5000～50000方)的井才有经济性；3、在井场安装燃气发电机，以套管气为燃料发电，可直接为场内抽油机供电，或供电上网。但因套管气气量多不稳定，且随年份衰减很快，此方式具有较大局限性。为此，如何有效的利用套管气将其应用在原油加热中，这样，不仅解决了原油加热耗能的问题，又方便对套管气的利用。

技术实现思路

1、本发明针对上述原油加热造成的资源浪费以及套管气的处理造成资源浪费的技术问题，提出一种有效的将原油加热和套管气综合利用且耗能低、无污染的用于原油加热的低能耗换热系统。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：本发明提供一种用于原油加热的低能耗换热系统，包括原油储罐、输油管道、原油加热器以及膨胀罐，所述膨胀罐内设置有导热液，所述膨胀罐与原油加热器之间通过管路连通，所述原油加热器通过导热液实现对原油储罐和输油管道内的原油加热，还包括用于对膨胀罐内导热液加热的加热装置，所述加热装置包括储热器以及套管气可控氧化装置，其中，所述储热器为相变式储热器，所述套管气可控氧化装置用于将套管气高温氧化处理并对储热器提供热量。

3、作为优选，所述膨胀罐分别与储热器和套管气可控氧化装置之间换热设置。

4、作为优选，还包括辅助加热装置，所述辅助加热装置分别与膨胀罐、储热器之间换热设置。

5、作为优选，所述辅助加热装置为空气源热泵加热装置。

6、作为优选，所述辅助加热装置为电加热装置。

7、作为优选，所述辅助加热装置为太阳能加热装置。

8、作为优选，所述辅助加热装置包括空气源热泵加热装置、电加热装置以及太阳能加热装置，所述空气源热泵加热装置、电加热装置以及太阳能加热装置之间并联设置。

9、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

10、1、本发明提供一种用于原油加热的低能耗换热系统，利用套管气高温氧化处理的设置，实现对套管气的无害化利用，同时，配合相变式储热器的设置，使热能得到更好的存储，进而使其在套管气气量多不稳定的情况下，也能够保障原油的正常加热，进而再解决套管气问题的同时解决了原油加热的问题，达到低能耗、环保处理的目的。

技术特征：

1.一种用于原油加热的低能耗换热系统，包括原油储罐、输油管道、原油加热器以及膨胀罐，所述膨胀罐内设置有导热液，所述膨胀罐与原油加热器之间通过管路连通，所述原油加热器通过导热液实现对原油储罐和输油管道内的原油加热，其特征在于，还包括用于对膨胀罐内导热液加热的加热装置，所述加热装置包括储热器以及套管气可控氧化装置，其中，所述储热器为相变式储热器，所述套管气可控氧化装置用于将套管气高温氧化处理并对储热器提供热量。

2.根据权利要求1所述的用于原油加热的低能耗换热系统，其特征在于，所述膨胀罐分别与储热器和套管气可控氧化装置之间换热设置。

3.根据权利要求1或2所述的用于原油加热的低能耗换热系统，其特征在于，还包括辅助加热装置，所述辅助加热装置分别与膨胀罐、储热器之间换热设置。

4.根据权利要求3所述的用于原油加热的低能耗换热系统，其特征在于，所述辅助加热装置为空气源热泵加热装置。

5.根据权利要求3所述的用于原油加热的低能耗换热系统，其特征在于，所述辅助加热装置为电加热装置。

6.根据权利要求3所述的用于原油加热的低能耗换热系统，其特征在于，所述辅助加热装置为太阳能加热装置。

7.根据权利要求3所述的用于原油加热的低能耗换热系统，其特征在于，所述辅助加热装置包括空气源热泵加热装置、电加热装置以及太阳能加热装置，所述空气源热泵加热装置、电加热装置以及太阳能加热装置之间并联设置。

技术总结
本发明属于原油开采应用技术领域，尤其涉及一种用于原油加热的低能耗换热系统。包括原油储罐、输油管道、原油加热器以及膨胀罐，所述膨胀罐内设置有导热液，所述膨胀罐与原油加热器之间通过管路连通，所述原油加热器通过导热液实现对原油储罐和输油管道内的原油加热，还包括用于对膨胀罐内导热液加热的加热装置，所述加热装置包括储热器以及套管气可控氧化装置，本发明利用套管气高温氧化处理的设置，实现对套管气的无害化利用，同时，配合相变式储热器的设置，使热能得到更好的存储，进而使其在套管气气量多不稳定的情况下，也能够保障原油的正常加热，进而再解决套管气问题的同时解决了原油加热的问题，达到低能耗、环保处理的目的。

技术研发人员：王健阳,倪洋,王斌,韩昭
受保护的技术使用者：济南天源换热设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16