蒸汽发生器工具制造技术

本发明专利技术涉及一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具。该工具被构造成延长其点火器的寿命。该工具可具有凹入但通向工具的燃烧室壁的点火器，从而在使用期间保护点火器免受火焰冲击。可选地或另外地，工具具有用于输入空气、燃料和/或水的通道，通道沿点火器的侧面延伸并环形围绕点火器，从而用于在使用期间冷却点火器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蒸汽发生器工具


[0001]本专利技术涉及一种蒸汽发生器工具，特别是具有更好耐用性和实用性的蒸汽发生器工具，以及使用该蒸汽发生器工具的方法。

技术介绍

[0002]全世界有许多油藏含有粘性烃，通常被称为“沥青”、“焦油”、“重油”或“超重油”(本文统称为“重油”)，其中，重油可具有3000厘泊至1000000厘泊以上的粘度。高粘度不利于采油，因为油无法从地层中轻易流出。
[0003]为了实现高效益地回收，对重油进行加热(例如，通过注入蒸汽)以降低粘度是最常见的回收方法。通常，重油油藏能通过循环蒸汽增产(CSS)、蒸汽驱动(Drive)和蒸汽辅助重力泄油(SAGD)进行开采，其中，将蒸汽从地面注入油藏，对油进行加热，从而将油的粘度降低到足以进行高效开采的水平。
[0004]由于低效的地面锅炉、地面线路中的能量损失和井中的能量损失，地面蒸汽注入受到诸多限制。标准油田锅炉将燃料能量的85
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90％转化为蒸汽；地面管道会损失5
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25％的燃料能量，这取决于管道的长度和绝热质量；最后，井筒热损失可高达燃料能量的5
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15％，这取决于井深和井中的绝热方法。因此，在蒸汽到达油藏之前，能量损失总计可超过燃料能量的50％。在深层重油油藏中，由于热损失，地面蒸汽注入经常导致到达油藏的是热水而不是蒸汽。
[0005]此外，许多重油油藏不会对常规的蒸汽注入做出响应，因为其自身几乎没有或完全没有天然驱动压力。即使油藏压力最初足以进行开采，压力也会随着开采的进行而明显下降。因此，传统的汽蒸技术在这种情况下几乎没有价值，因为产生的蒸汽处于低压，例如，仅有几个大气压。结果就是，蒸汽的连续注入或“蒸汽驱动”通常无法实现。因此，在许多蒸汽注入操作中，采用了通常称为“吞吐”的循环技术。在该技术中，注入蒸汽达预定时长，然后中断蒸汽注入，并且关闭井达预定时长，称为“浸泡”。此后，将井抽至预定的耗尽点并重复该循环。然而，蒸汽仅穿透围绕井筒的地层的一小部分，具体原因是蒸汽注入的压力相对较低。
[0006]常规蒸汽发生技术的另一个问题是产生空气污染物，即CO2、SO2、NO
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和颗粒排放物。有些管辖区已经设定了这类蒸汽操作的最大排放量，通常适用于存在大型重油田并且以商业化规模进行蒸汽操作的广阔区域。因此，在给定区域中，蒸汽操作的次数可能受到严格限制，并且在某些情况下，必须分阶段开采，以限制空气污染。
[0007]还有人提出在地面使用高压燃烧系统。在这样的系统中，来自燃烧器的烟气将水蒸发，并且烟气和蒸汽都沿井筒向下注入。这基本上解决或至少减少了来自燃烧过程的空气污染，因为全部燃烧产物被注入油藏中，并且大部分注入的污染物被保持隔绝在油藏中。注入的混合物通常包含约60％至70％的蒸汽、25％至35％的氮气、约4％至5％的二氧化碳、小于1％的氧气(取决于是否会为了完全燃烧而使用过量的氧气)，以及痕量的SO2和NO
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。SO2和NO
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当然会产生酸性物质。不过，通过对用于产生蒸汽的水进行适当处理并通过注入的水
稀释酸性化合物可显著降低或甚至消除这些材料的潜在腐蚀效应。
[0008]与单独使用蒸汽相反，使用蒸汽、氮气和二氧化碳组合的这种操作具有公认的优点。除了通过将蒸汽的冷凝在适当的位置以加热油藏和油之外，二氧化碳能够溶解在油中，特别是在蒸汽前方的冷油的油藏区域中，且氮气能够对油藏进行加压或再加压。
[0009]然而，目前提出的地上高压系统，有一个非常严重的问题，那就是它涉及复杂的压缩设备和在高压和高温下操作的大型燃烧容器。这种组合需要熟练的机械和电气人员才能安全地操作设备。
[0010]要通过位于地面的发生器设备，解决在地面产生期间和向下传输“蒸汽
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烟气”混合物至井中期间的热损失和空气污染，一个方案是将蒸汽发生器定位在井下邻近待蒸汽处理的地层的某一点位，该蒸汽发生器将蒸汽和烟气的混合物注入地层中。这一方案还具有前文所述的优点，即，增加能够经济且可行地进行蒸汽注入的深度，并且通过注入“蒸汽
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烟气”混合物来提高生产率和产量。
[0011]虽然已经提出了许多井下蒸汽发生器，但是现有的设计通常非常复杂，会在制造和操作期间产生问题。另外，因为井下的极端条件，当前的设计由于硬水积聚或点火器故障而需要频繁的维护。无论何时，一旦需要维护，就必须从井中取出工具，这既费时又昂贵。
[0012]需要一种可以在井下使用的耐用的蒸汽发生器工具。

技术实现思路

[0013]在一个方面，本专利技术涉及用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，工具包括：构造成接收输入物的第一端，输入物包括空气、燃料和水；限定在底壁内的燃烧室和从底壁延伸到与底壁相对的出口的管状壁，燃烧室被构造成容纳火焰并设有供燃烧产物通过出口离开的通道；位于底壁内的孔，孔通向燃烧室；以及位于孔中并从燃烧室凹入的点火器，点火器被构造成点燃燃料和空气以产生火焰。
[0014]在另一方面，本专利技术涉及一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，工具包括：构造成接收输入物的第一端，输入物包括空气、燃料和水；从底壁延伸到与底壁相对的出口的管状壁，管状壁被构造成容纳火焰；位于管状壁内的点火器，点火器被构造成点燃燃料和空气以产生火焰；在工具内输送至少一个输入物的通道，通道围绕点火器的外圆周。
附图说明
[0015]为了更好地理解本专利技术，附上以下附图：
[0016]图1是带火焰的蒸汽发生器工具的截面图。
[0017]图1B是工具的内部结构的实施例的截面图。
[0018]图2A是油藏中的另一蒸汽发生器工具的截面图，另外示出了喷嘴和外壳。
[0019]图2B是油藏中的另一蒸汽发生器工具的横截面图，该工具具有混合装置支撑件和渐缩管锥体可选实施例。
[0020]图2C是蒸汽发生器工具的等轴视图，该蒸汽发生器包括混合装置支撑件和具有延伸部的渐缩管锥体。
[0021]图3A是蒸汽发生器工具的透视图，示出了工具外表面上的喷嘴。
[0022]图3B是蒸汽发生器工具的透视图，示出了操作中的喷嘴。
[0023]图3C是蒸汽发生器工具的透视图，示出了操作中的喷嘴和水延长导管。
[0024]图4A是通过盘绕脐带缆将该蒸汽发生器工具安装并连接到地面的蒸汽发生器工具的顶部平面图。
[0025]图4B是通过Armorpak多导管脐带缆安装和连接到地面的蒸汽发生器工具的顶部平面图。
[0026]图4C是通过盘绕脐带缆和用于氧化剂输入的环形旁路将该蒸汽发生器工具安装，连接到地面的蒸汽发生器工具的顶部平面图。
[0027]图4D是包括环形空气旁路的蒸汽发生器工具的截面图。
[0028]图5是沿着线a
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a截取的图1B中的蒸汽发生器工具的示意性截面图。
[0029]图6是蒸汽发生器工具的截面图，示出了其内部结构，内部结构包括用于燃料、空气、水和点火控制的通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，所述工具包括：第一端，所述第一端被构造成接收输入物，所述输入物包括空气、燃料和水；燃烧室，所述燃烧室被限定在底壁和从所述底壁延伸到与所述底壁相对的出口的管状壁内，其；所述燃烧室被构造成用于容纳火焰并设有供燃烧产物通过所述出口离开的通道；孔，所述孔位于所述底壁内，所述孔通向所述燃烧室；以及点火器，所述点火器位于所述孔中并从所述燃烧室凹入，所述点火器被构造成点燃燃料和空气以产生火焰。2.根据权利要求1所述的工具，所述工具还包括用于将燃料和空气输入物中的至少一者输送到所述燃烧室的通道，所述通道被构造成提供围绕所述点火器的流体流。3.根据权利要求2所述的工具，其特征在于，所述流体流环形围绕所述点火器。4.根据权利要求1所述的工具，所述工具还包括保持器，所述保持器与限定所述燃烧室的所述管状壁同心地定位所述点火器。5.根据权利要求4所述的工具，所述工具还包括围绕所述保持器的外径的环形间隙且所述环形间隙限定用于将所述燃料和空气输入物中的至少一者输送到所述燃烧室的通道。6.根据权利要求1所述的工具，所述工具还包括位于所述燃烧室中的缩颈。7.根据权利要求1所述的工具，其特征在于，所述孔与所述燃烧室的长轴同心地轴向延伸，并且所述底壁相对于所述长轴正交。8.一种用于产生蒸汽和燃烧气体的工具，所述工具包括：第一端，所述第一端被构造成接收输入物，所述输入物包括空气、燃料和水；管状壁，所述管状壁从底壁延伸到与所述底壁相对的出口，所述管状壁被构造成用于容纳火焰；点火器，所述点火器位于所述管状壁内，所述点火...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：通用能源回收公司，
类型：发明
国别省市：