专利名称：油田采出水热泵加热外输原油设备及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种底品位热能利用的设备及工艺，尤其是一种油田采出 水热泵加热外输原油设备及工艺。
背景技术：
我国有大量的油田分离原油后的污水要回注，仅胜利油田每年就有3 亿吨；由于回注的污水温度较高，因此污水中的热能白白流失；而原油外输又需要热泵燃 烧天然气或原油，一方面浪费了大量的燃料，增加了成本，同时又产生二氧化碳排放污染环 境。中国专利200510104455. 9，公开了一种油田污水废热驱动双吸收式制冷工艺及设备，由 于油田污水废热石墨锅炉运行压力高、水击产生时易造成爆管，并有结垢产生和油田生产 用制冷较少等因素，三年来未能大面积推广应用。因此，有效回收污水热能，减少原油外输 的能耗和环境污染，成为石油开采过程中的重要课题。发明内容本发明的目的是提供一种油田采出水热泵加热外输原油设备及工艺， 以解决回注污水热能的流失、减少原油外输的能耗和环境污染这一技术问题。本发明是这 样实现的，油田采出水热泵加热外输原油设备，将泵通过管道与换热器相连，换热器左端通 过管道与泵相连，泵又通过管道与工质蒸发器相连，工质蒸发器右端又通过外排管道与换 热器相连；工质蒸发器再通过管道与分离器相连，分离器通过管道与压缩机相连，压缩机又 通过管道与工质冷却器相连，工质冷却器通过管道与工质冷凝器相连，工质冷凝器又通过 管道分别与节流阀和工质蒸发器相连，节流阀又与分离器相连；泵通过原油管道与工质冷 凝器相连，工质冷凝器又通过原油管道与工质冷却器相连。本发明油田采出水热泵加热外输原油设备的工艺是，首先用泵将油田采出水送入 换热器的壳程，油田采出水放热后进入外排回注管线，换热器的管程是水，水吸热后由泵送 至工质蒸发器管程，放出热量后流回换热器；工质蒸发器壳程一侧是低沸点工质，吸热后部 分变为蒸气，用管道将蒸气送至分离器再至压缩机增压升温后，经管道送至工质冷却器放 热，然后再经管道送入工质冷凝器凝结成为液体，经节流阀降压后送入工质蒸发器吸热汽 化。用泵将原油送至工质冷凝器吸热升温后，再经原油管道送入工质冷却器进一步升温，然 后至外输管线。换热器为塑料管换热器。本发明利用油田采出水热泵加热外输原油，不仅能使油田采出水热能得到高效利 用，而且，热泵不直接燃烧燃料，不产生co2废气排放，是一种对环境友好的设备。同时，利 用油田采出水热泵为原油外输生产工艺提供所需的热量，可节约大量的天然气或石油，与 常规的原油加热炉相比，油田采出水热泵能效比较高，且油田采出水温度、流量稳定。
图1是本发明的流程图；1-泵，2-塑料管换热器，3-泵，4-工质蒸发器， 6-压缩机，7-分离器，9-工质冷却器，12-工质冷凝器，15-节流阀，5、8、11、14-管道，16-外 排管道，10-原油管道，17-回注管线。
具体实施方式
参照附图1，本发明它包括泵(1)、塑料管换热器(2)、泵(3)、工质 蒸发器(4)、压缩机(6)、分离器(7)、工质冷却器(9)、工质冷凝器(12)、节流阀(15)、管道 (5)、管道(8)、管道(11)、管道(14)、管道(16)、原油管道(10)、回注管线(17)。本发明利 用原油分离后油田采出水为热源，蒸汽压缩制热，将泵(1)通过管道与塑料管换热器(2)相 连，塑料管换热器(2)左端通过管道与泵(3)相连，泵(3)又通过管道与工质蒸发器(4)相连，工质蒸发器(4)右端又通过外排管道(16)与塑料管换热器(2)相连；工质蒸发器(4) 再通过管道(5)与分离器(7)相连，分离器(7)通过管道与压缩机(6)相连，压缩机(6)又 通过管道⑶与工质冷却器(9)相连，工质冷却器(9)通过管道(11)与工质冷凝器(12) 相连，工质冷凝器(12)又通过管道(14)分别与节流阀(15)和工质蒸发器(4)相连，节流 阀(15)又与分离器(7)相连；泵(13)通过原油管道与工质冷凝器(12)相连，工质冷凝器 (12)又通过原油管道(10)与工质冷却器(9)相连。 参照附图1，本发明油田采出水热泵加热外输原油设备的工艺是，首先用泵(1)将 油田采出水送入塑料管换热器(2)的壳程，油田采出水放热后进入外排回注管线(17)，塑 料管换热器⑵的管程是水，水吸热后由泵⑶送至工质蒸发器⑷管程，放出热量后经外 排管道(16)流回塑料管换热器(2)；工质蒸发器(4)壳程一侧是低沸点工质，吸热后部分 变为蒸气，用管道(5)将蒸气送至分离器(7)再至压缩机(6)增压升温后，经管道(8)送至 工质冷却器(9)放热，然后再经管道(11)送入工质冷凝器(12)凝结成为液体，经节流阀 (15)降压后送入工质蒸发器(4)吸热汽化。该工艺流程中，油气处理联合站的外输原油加 热前约为50°C，用泵(13)将其送至工质冷凝器(12)吸热升温后，再经原油管道(10)送入 工质冷却器(9)进一步升温，然后至外输管线。
权利要求
油田采出水热泵加热外输原油设备，它包括泵(1)、换热器(2)和管道，其特征是将泵(1)通过管道与换热器(2)相连，换热器(2)左端通过管道与泵(3)相连，泵(3)又通过管道与工质蒸发器(4)相连，工质蒸发器(4)右端又通过外排管道(16)与换热器(2)相连；工质蒸发器(4)再通过管道(5)与分离器(7)相连，分离器(7)通过管道与压缩机(6)相连；压缩机(6)又通过管道(8)与工质冷却器(9)相连，工质冷却器(9)通过管道(11)与工质冷凝器(12)相连，工质冷凝器(12)又通过管道(14)分别与节流阀(15)和工质蒸发器(4)相连，节流阀(15)又与分离器(7)相连；泵(13)通过原油管道与工质冷凝器(12)相连，工质冷凝器(12)又通过原油管道(10)与工质冷却器(9)相连。
2.油田采出水热泵加热外输原油设备的工艺，其特征是首先用泵(1)将油田采出水送 入换热器(2)的壳程，油田采出水放热后进入外排回注管线(17)，换热器(2)的管程是水， 水吸热后由泵⑶送至工质蒸发器⑷管程，放出热量后经外排管道(16)流回换热器⑵； 工质蒸发器(4)壳程一侧是低沸点工质，吸热后部分变为蒸气，用管道(5)将蒸气送至分离 器(7)再至压缩机(6)增压升温后，经管道⑶送至工质冷却器(9)放热，然后再经管道 (11)送入工质冷凝器(12)凝结成为液体，经节流阀(15)降压后送入工质蒸发器(4)吸热 汽化，用泵(13)将原油送至工质冷凝器(12)吸热升温后，再经原油管道(10)送入工质冷 却器(9)进一步升温，然后至外输管线。
3.根据权利要求1、权利要求2所述的油田采出水热泵加热外输原油设备及工艺，其特 征是所述的换热器(2)为塑料管换热器。
全文摘要
本发明涉及一种油田采出水热泵加热外输原油设备及工艺，它包括泵、换热器、管道、节流阀等，换热器左端通过管道、泵与工质蒸发器相连，工质蒸发器右端又通过外排管道与换热器相连；工质蒸发器与分离器相连，分离器与压缩机相连，压缩机又通过管道与工质冷却器相连，工质冷却器通过管道与工质冷凝器相连，工质冷凝器又通过管道分别与节流阀和工质蒸发器相连；泵通过原油管道与工质冷凝器相连，工质冷凝器又通过原油管道与工质冷却器相连。本发明不仅能使油田采出水热能得到高效利用，可节约大量的能源，减少环境污染。本发明所用设备不易损坏，寿命长，维修保养方便。
文档编号E21B43/24GK101864926SQ20091002057
公开日2010年10月20日 申请日期2009年4月20日 优先权日2009年4月20日
发明者周立超, 孙正贵, 孙福东, 廉庆存 申请人:山东胜利职业学院