專利名稱：開采高含蠟原油的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置的制作方法
開采高含蠟原油的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于石油開發(fā)領(lǐng)域，尤其指利用太陽能和風(fēng)能聯(lián)合作為熱源產(chǎn)生蒸汽用于開采高含蠟原油。
背景技術(shù)：
在全球大約10萬億桶剩余石油資源中，70%以上是重油資源。我國12個(gè)盆地70 多個(gè)稠油油田的油氣資源量達(dá)30億噸以上，高含蠟、高凝、高粘油田所占比例高達(dá)53 %。
蒸汽驅(qū)是把高溫蒸汽作為載熱流體和驅(qū)動(dòng)介質(zhì)，從注氣井持續(xù)注氣，從相鄰生產(chǎn)井持續(xù)產(chǎn)油，利用注入的熱量和質(zhì)量提高驅(qū)油效率的過程。蒸汽驅(qū)的增產(chǎn)起主導(dǎo)作用的是降粘作用、蒸汽的熱膨脹作用，注入蒸汽后，儲(chǔ)層溫度升高，原油黏度降低，是蒸汽驅(qū)開采高含蠟稠油的最重要的機(jī)理。隨著蒸汽的注入，油藏溫度升高，油和水的黏度都要降低，但水黏度的降低程度與油相比則小得多，其結(jié)果是改善了水油流度比，同時(shí)油發(fā)生膨脹，變得更具流動(dòng)性，驅(qū)替效果和波及效率都得到改善。由于蒸汽驅(qū)溫度高，加熱范圍大，加熱效果好， 蒸汽驅(qū)采油已經(jīng)成為高含蠟稠油油藏經(jīng)過蒸汽吞吐采油之后，為進(jìn)一步提高采收率而采取的一項(xiàng)熱采技術(shù)，在稠油開發(fā)中占有重要地位?！?br> 蒸汽驅(qū)技術(shù)中，蒸汽發(fā)生裝置(注汽鍋爐)是一種高耗能設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用數(shù)據(jù)，蒸汽驅(qū)注蒸汽時(shí)，每t水產(chǎn)生蒸汽所需費(fèi)用包括耗電9kwh、耗水U、耗天然氣30m3，每立方米蒸汽的能耗成本約為23元(O. 5473X9+4. 7X1+0. 45X30)，就11. 5t/h蒸汽發(fā)生裝置來講，一天注汽276t，那么需要用水358. 8t，日成本高達(dá)8200多元，年成本高達(dá)300多萬元。稠油熱采注汽系統(tǒng)成本占稠油熱采成本的65%以上，其中能耗占稠油熱采能耗的80% 以上。因此，高成本及能源消耗大大制約了該技術(shù)的普及。發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，利用環(huán)境能(太陽能、風(fēng)能)可再生能源聯(lián)合一起做高溫蒸汽熱源，無需使用現(xiàn)有能源，而且克服了太陽能、風(fēng)能由于受地理環(huán)境、氣象條件影響造成能量不均衡的缺陷，利用率高、工作時(shí)間長(zhǎng)，具有節(jié)能高效，環(huán)保等特點(diǎn)。大大降低了蒸汽驅(qū)開采成本，有利于蒸汽驅(qū)開采高含蠟稠油技術(shù)的推廣和普及，提高采收率。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
主要包括利用太陽能和風(fēng)能聯(lián)合致熱，將水加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽和蒸汽升溫兩個(gè)部分。注蒸汽專用水經(jīng)太陽能真空集熱管束和風(fēng)能攪拌致熱裝置加熱，用熱水循環(huán)泵對(duì)加熱過程進(jìn)行強(qiáng)制熱循環(huán)，使兩種熱源均衡加熱，提高了致熱速度，熱水加熱溫度由溫度控制閥控制，加熱達(dá)到水的沸點(diǎn)后產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)入汽水分離室。分離后的蒸汽，再進(jìn)入太陽能真空集熱管和風(fēng)能熱能泵致熱，升溫、加壓，形成溫度(370°C)、壓力(21MPa)符合蒸汽驅(qū)條件的聞溫、聞壓蒸汽后，注入聞含臘儲(chǔ)層，從而達(dá)到降低聞含臘桐油粘度、提聞米收率的目的。 適用于高含蠟稠油油藏及其它適合蒸汽驅(qū)的常規(guī)油藏的開采。


圖I為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
對(duì)發(fā)明的具體實(shí)施方式
如下參照?qǐng)DI所示的裝置結(jié)構(gòu)示意圖，包括
太陽真空能集熱管束(I)，超吸收，熱效高，升溫快，在同樣的光照條件下，比普通管能出更多、更高水溫的熱水；
風(fēng)力攪拌致熱裝置⑴，由風(fēng)輪⑷旋轉(zhuǎn)，風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，傳給轉(zhuǎn)軸(5)帶動(dòng)伸入水罐(3)中的攪拌轉(zhuǎn)子(2)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌水做渦流運(yùn)動(dòng)，并不斷撞擊、摩擦，將機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為熱能，使水加熱升溫。
風(fēng)能熱泵(II)，風(fēng)力風(fēng)車(6)在自然風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)熱泵系統(tǒng)(II)中的壓縮機(jī)(7)，壓縮機(jī)(7)對(duì)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器(8)制冷劑進(jìn)行壓縮，送入熱交換器(9)內(nèi)液化并釋放熱量；
將蒸汽驅(qū)專用水注入太陽能真空集熱管束(I)和風(fēng)力攪拌致熱裝置(I)中進(jìn)行加熱，用熱水循環(huán)泵(16)對(duì)加熱過程進(jìn)行強(qiáng)制熱循環(huán)，使兩種熱源均衡，提高致熱速度；熱水加熱溫度由溫度控制閥(14)控制，溫度達(dá)到水的沸點(diǎn)后，溫度控制閥(14)開啟 ，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽水分離器(12)進(jìn)行分離；
分離后的蒸汽由太陽能真空集熱管束(10)和風(fēng)能熱泵(II)中的熱交換器(9)再度加熱升溫，溫度和壓力由高溫高壓閥(11)控制，達(dá)到溫度(370°C )、壓力(21MPa)蒸汽驅(qū)條件時(shí)，高溫高壓閥(11)開啟，將高溫高壓蒸汽注入高含蠟儲(chǔ)層。
汽水分離器(12)分離后的液態(tài)水由疏水閥(13)返回到太陽能真空集熱管束⑴ 和風(fēng)力攪拌致熱裝置(I)繼續(xù)加熱升溫；
風(fēng)力攪拌致熱裝置(I)中水罐(3)的液面由液面控制閥(15)控制，當(dāng)熱水溫度達(dá)到水的沸點(diǎn)后，溫度控制閥(14)開啟，水罐(3)的液面下降，液面控制閥(15)開啟，冷水注入水罐加熱，持續(xù)下一循環(huán)加熱過程。
權(quán)利要求
1.開采高含蠟原油的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，注蒸汽專用水經(jīng)太陽能真空集熱管束⑴和風(fēng)能攪拌致熱裝置⑴加熱，溫度達(dá)到水的沸點(diǎn)后產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)入汽水分離器(12)進(jìn)行分離，分離后的蒸汽，再進(jìn)入太陽能真空集熱管束(10)和風(fēng)能熱泵 (II)加熱，升溫、加壓后，形成溫度(370°C)、壓力(21MPa)符合蒸汽驅(qū)條件的高溫、高壓蒸汽，注入高含蠟儲(chǔ)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，風(fēng)力攪拌致熱裝置(I)，由風(fēng)輪(4)旋轉(zhuǎn)，風(fēng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，傳給轉(zhuǎn)軸(5)帶動(dòng)伸入水罐(3)中的攪拌轉(zhuǎn)子(2)的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)，攪拌水做渦流運(yùn)動(dòng)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，使水加熱升溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，太陽能真空集熱管束(I)和風(fēng)能攪拌致熱裝置(I)加熱過程，用熱水循環(huán)泵(16)對(duì)加熱過程進(jìn)行強(qiáng)制熱循環(huán)，均衡兩種熱源，提高致熱速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，太陽能真空集熱管束(I)和風(fēng)能攪拌致熱裝置(I)加熱過程，熱水加熱溫度由溫度控制閥(14)控制， 溫度達(dá)到水的沸點(diǎn)后，溫度控制閥(14)開啟，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入汽水分離器(12)進(jìn)行分離。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，風(fēng)能熱泵(11)，由風(fēng)力風(fēng)車(6)在自然風(fēng)的驅(qū)動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)熱泵系統(tǒng)(II)中的壓縮機(jī)(7)，壓縮機(jī)(7)對(duì)系統(tǒng)中的蒸發(fā)器(8)中的制冷劑進(jìn)行壓縮，送入熱交換器(9)內(nèi)液化并釋放熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，分離后的蒸汽由太陽能真空集熱管束(10)和風(fēng)能熱泵(II)中的熱交換器(9)再度加熱升溫，溫度和壓力由高溫高壓閥(11)控制，設(shè)定控制溫度(370°C)、壓力(21MPa)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，汽水分離器(12)分離后的液態(tài)水由疏水閥(13)返回到太陽能真空集熱管束(I)和風(fēng)力攪拌致熱裝置(I)繼續(xù)加熱升溫。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，其特征在于，風(fēng)力攪拌致熱裝置(I)中水罐(3)的液面由液面控制閥(15)控制，當(dāng)熱水溫度達(dá)到水的沸點(diǎn)后，溫度控制閥(14)開啟，水罐(3)的液面下降，液面控制閥(15)開啟，冷水注入水罐，持續(xù)下一循環(huán)加熱過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種開采高含蠟原油的太陽能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，主要包括利用太陽能和風(fēng)能聯(lián)合致熱，將水加熱至沸騰產(chǎn)生蒸汽和蒸汽升溫兩個(gè)部分。注蒸汽專用水經(jīng)太陽能真空集熱管束和風(fēng)能攪拌致熱，通過熱水循環(huán)泵強(qiáng)制熱循環(huán)、溫度控制閥控制熱水加熱溫度水溫達(dá)到沸點(diǎn)后產(chǎn)生蒸汽，進(jìn)入汽水分離室。分離后的蒸汽，再進(jìn)入太陽能真空集熱管和風(fēng)能熱能泵致熱，升溫、加壓，形成符合蒸汽驅(qū)條件的高溫(370℃)、高壓(21MPa)蒸汽后，注入高含蠟儲(chǔ)層，可降低高含蠟原油粘度、提高稠油油藏的采收率。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用太陽能、風(fēng)能聯(lián)合致熱，克服了太陽能、風(fēng)能受地理環(huán)境、氣象條件影響造成能量不均衡的缺陷，提高了致熱效率，并節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)E21B43/24GK102913893SQ201210390350
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者梁會(huì)珍, 謝俊, 王金凱, 于江濤, 戚美 申請(qǐng)人:山東科技大學(xué)