专利名称：石油钻井柴油机组余热利用装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到柴油机余热利用技术，特别是石油钻井柴油机组余热换能装置。
石油钻井柴油机组排出的废气温度高达250～500℃，每台车排出的废气热能约600KW。同时每台柴油机的冷却水也白白浪费900KW的热能。这部分热能一直没回收利用。冬季钻井由于气候寒冷，设备、燃料、钻井液以及钻台操作控制系统和设备运转的气路控制系统都需要加热保温，必须配一台蒸发量为500～1000Kg／h的蒸汽锅炉。若采用燃原油蒸汽锅炉，按每年运行120天计算，每台炉燃烧原油约100吨。不仅耗能多，热效率低，而且存在易燃易爆等不安全因素。经检索未发现柴油机组余热换能装置。
本实用新型的目的就在于从柴油机排烟余热和循环水余热中提取热能来加热蒸气炉，产生0.4～0.48MPa的热蒸汽，给钻井生产设施及工作场所供暖，从而结束钻井生产使用燃原油或燃煤蒸汽锅炉的历史，即节省大量能源、降低成本，又安全可靠。
本实用新型是通过下述技术方案实现的该装置包括柴油机排烟余热换能系统和柴油机循环水余热换能系统两部分。其中排烟余热换能系统由保温输烟管道、烟热换能器、蒸汽罐、引风机和散热器组成。当柴油机运转时，排出的高温烟气经保温烟道至烟热换能器(锅炉)产生热蒸汽，并暂存在蒸汽罐中，不断向钻台、机房、泵房、振动筛区提供热蒸汽。循环水余热换能系统由水热交换器、热水罐、水管道和散热器组成。当柴油机运转时，利用其内循环水的余热对水热交换器中的外循环水进行加热，被加热了的外循环水首先进入热水罐，再从热水罐出来沿水管道送至燃料油罐区的散热器，对燃料油进行加热保温。
上述保温输烟管道截面呈方形，分为三格空腔，分别与三台柴油机的排烟管联通，方形输烟管道的另一端接到烟热换能器进气口上。引风机安装在集中排烟口处。烟热换能器也称蒸汽炉，为芯热式结构，高温热烟从炉芯通过，将水加热成蒸汽。
上述水热交换器采用内外双循环同体热交换结构。来自柴油机的高温内循环水流过热交换器，将部分热量传递给热交换器中的外循环水。内循环水再经过柴油机的风冷器冷却，然后回到柴油机。获得热能的外循环水进入热水罐，再流经燃料油罐区将热量散发，然后回到水热交换器。热水罐中的部分热水也可送至蒸汽锅炉。
本实用新型既解决了柴油机组热烟和冷却水余热回收问题，又巧妙地将这部分余热用于钻井现场，省掉了专用燃原油或煤蒸汽锅炉；既降低了钻井成本，又安全可靠。可称一举三得。仅胜利油田130多个钻井队，每年即可节省约1.3万吨原油，价值高达750多万元。若在长江以北推广应用，上千部钻机可节省5770万元。
附图
为本实用新型的示意图。其中，1是钻台，2是蒸汽罐，3是热换能器，4是热水罐，5是机油罐，6是1号柴油罐，7是2号柴油罐，8是振动筛区，9是水热交换器，10是柴油机。
结合附图对本实用新型的实施例进一步说明如下本实新型选用的是国产Z12V190B型大马力柴油机，三台为一机组，为石油钻井提供动力源。三台柴油机可同时运转提取热能，也可双机或单机提取热能，根据实际需要而定。由于方形保温输烟管道内部分成三个空腔，所以互不影响。在初始启动时，以40Kg柴油为燃料，启动功率为350KW，蒸汽量为500kg／h，即可达到下常工作条件。柴油机10正常运行后，其高温烟气经保温输烟管道(图中未画)进入烟热换能器3，将水加热成热蒸汽并进入蒸汽罐2，再由管线把热蒸汽送至钻台1和振动筛区8等。同时，柴油机10的自身内循环高温水先进入水热交换器9，将部分热量传递给交换器9中的外循环水，再经柴油机自身的风冷器冷却，然后返回柴油机10。外循环水在热交换器中被加热后进入热水罐4，再由热水罐出来沿水罐线送至燃料油罐区的散热器，散发热量对燃料油罐5、6、7进行保温。然后外循环水返回水热交换器9，重新获取热能。热水罐4也可给烟热换能器3直接提供热水。使两部分余热换能装置构成一个整体装置。只要柴油机不停止工作，上述工作过程就能自动完成并往复进行。
权利要求1.一种石油钻井柴油机组余热回收利用装置，其特征在于包括柴油机排烟余热换系统和柴油机衔循环水余热换能系统两部分，其中排烟余热换能系统由保温输烟管道、烟热换能器、蒸汽罐、引风机和散热器组成，循环水余热换能系统由水热交换器、热水罐、水管道和散热器组成，当柴油机运转时，上述两部分分别将柴油机排出的高温烟气和循环水中余热回收，并用来为钻井作业供热。
2.根据权利要求1所述的钻井柴油机组余热回收利用装置，其特征在于排烟余热换能系统中的保温输烟管道截面呈方形，分为三格空腔，分别与三台柴油机的排烟道联通，方形输烟管道的另一端接到烟热换能器进气口上，引风机安装在集中排烟口处。
3.根据权利要求1或2所述的钻井柴油机组余热回收利用装置，其特征在于烟热换能器即蒸气锅炉，为芯热式结构，高温热烟从炉芯通过，将水加热成蒸汽。
4.根据权利要求1所述的钻井柴油机组余热回收利用装置，其特征在于循环水余热换能系统中的水热交换器采用内内双循环同体热交换结构，高温内循环水来自柴油机，从内循环水获得热能的外循环水为燃料油罐区供热。
5.根据权利要求1所述的钻井柴油机组余热回收装置，其特征在于热水罐中的部分热水也可送至蒸汽锅炉。
专利摘要本实用新型为北方冬季石油钻井提供了余热回收和利用装置。包括柴油机排烟余热和循环水余热回收利用两个部分。其中烟热回收利用系统由保温输烟管道、烟热换能器(蒸汽锅炉)、蒸汽罐、引风机和散热器组成；水热回收利用系统由循环水余热交热交换器、热水罐、水管道和散热器组成。该装置既解决了钻井柴油机组的余热回收，又巧妙地将此余热用于钻井作业中，从而省掉了燃油或燃煤蒸汽锅炉，并且有利于安全生产。
文档编号F01P5/00GK2152910SQ9323016
公开日1994年1月12日 申请日期1993年2月2日 优先权日1993年2月2日
发明者官承柱, 陈凤亭 申请人:胜利石油管理局钻井总公司, 青岛经济技术开发区容发电子设备公司