使用来自油和气生产的产出流体的热产生能量制造技术

本发明专利技术涉及可有效地且有效率地将井口含烃流体中所含的热转变为有用能源如电的新的方法和设备。该方法通常包括首先从井口产出包含一种或多种烃的含热流体，并然后将所述含热流体传输到一个或多个换热器。该一个或多个交换器将所述含热流体中所含热的至一少部分交换到工作流体从而产生能够使能量发生转变的加热的工作流体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文提供了由来自例如油和/或气操作的产出流体物流中所含的热产生有用能量的方法和设备。
技术介绍
和专利技术概述鉴于能源价格和环境问题，需要产生能量例如电及其热当量的替代方法。本着该精神，已使用许多方法将废热转变为电。例如，美国专利No. 5，660，042中描述了限于地热流体源的方法，该方法利用的是使用来自天然热水源的废热进行发电。美国专利 No. 6，571，548中描述了另一个方法，在该方法中从燃气涡轮机单元的废气提取热以驱动发电机发电。World Oil Vol. 228 No. 9 (2007年9月)中描述了又一种可能方法，其中尝试使用“在其它地点已进行田场验证，但在油田中从未使用过”的装置(unit)由油田废水发电。认为这之所以可行是“因为这些高品质的水流”具有的“唯一接近地表排放极限的污染物是氯”。因此，推测水“在地热单元的换热器中不应该随着水温度降低而存在结垢问题，，。在 PROCEEDINGS,Thirty-Second Workshop on GeothermalReservoir Engineering, Stanford University, Stanford, California, January 22-24，2007 SGP-TR-183 禾口 Oil and GasJournal McKenna et al，2005年9月5日，；34_40页中论述了使用地热的类似尝试。因此，一直在本专利技术之前，例如工艺设备的结垢问题阻碍了使用来自油和/或气操作的热用于获得有用的能量。因此，虽然已专利技术许多方法由常规地热源如热水或蒸汽来发电，但是不存在直接从产出的单相或多相烃流体提取热并将其转变为有用能源例如电的方法。因此，需要可有效地且有效率地将产出流体中所含的热转变为有用能源如电的新方法。本专利技术提供了用于有效地且有效率地将产出流体如油、气、水及它们的混合物中所含的热转变为有益用途例如产生电或其它有用能量如加热另一种物流或流体的新的方法和设备。在一个实施方案中，本专利技术涉及产生可能够使能量发生转变的加热的工作流体的方法。该方法包括采集(gather)包含一种或多种来自油或气操作的烃的含热流体，其中所述含热流体至少包含基本上气相和基本上液相。如果多相，则优选将基本上气相与所述基本上液相分离。接下来，则可以利用蒸气换热器和液体换热器将每个所述相中所含热的至少一部分交换到工作流体从而产生加热的工作流体。该加热的工作流体可能够进行能量转变。在另一个实施方案中，本专利技术涉及产生可能够使能量发生转变的加热的工作流体的方法。该方法包括首先采集包含一种或多种来自油或气生操作的烃的含热流体。接下来，将含热流体传送到一个或多个换热器以使所述含热流体中所含热的至一少部分交换到工作流体。这产生了可能够使能量发生转变的加热的工作流体。优选地，所述含热流体为包含油、水和一种或多种气体的混合物。所述工作流体可以是包括例如未处理或处理的水、 软化水、以及脱氧工艺水的水并且可以例如在封闭的环路中间系统中使用。3在另一个实施方案中，本专利技术涉及产生可能够使能量发生转变的加热的工作流体的设备。该设备包含能够产生包含一种或多种烃的含热流体的井口，其中所述含热流体至少包含基本上气相和基本上液相。该设备还包含与井口可操作地连接的分离器。该分离器能够将所述基本上气相与所述基本上液相分离。将蒸气换热器与分离器可操作地连接以接受来自该分离器的基本上气相并且将所述基本上气相中所含热的至少一部分交换到工作流体从而产生能够使能量发生转变的加热的工作流体。将液体换热器与分离器可操作地连接以接受来自该分离器的基本上液相并且将所述基本上液相中所含热的至少一部分交换到工作流体从而产生能够使能量发生转变的加热的工作流体。该设备还典型地包含与蒸气换热器、液体换热器，或这二者可操作地连接的一个或多个管道，例如一个或多个导管 (conductor)以将加热的工作流体传输到例如发电厂以由所述加热的工作流体发电或作为热能以例如加热另一种需要加热的物流。附图简要描述附图说明图1是使用两个焊接板式换热器用于发电的本专利技术的一个示意性实施方案。图2是使用两个换热器用于发电的本专利技术的一个示意性实施方案。图3是使用两个焊接板式换热器用于发电和利用来自冷却器的过程热的本专利技术的一个示意性实施方案。图4是使用两个焊接板式换热器用于发电和可选的进一步热交换的本专利技术的一个示意性实施方案。图5是使用两个焊接板式换热器用于发电和利用来自冷凝器的过程热的本专利技术的一个示意性实施方案。图6是使用两个焊接板式换热器用于发电和利用来自冷却器的过程热的本专利技术的一个示意性实施方案。专利技术详述本方法涉及由油和气操作的产出流体产生加热的工作流体。所述产出流体典型地包含至少一种烃并且可以是单相或多相，并同时所述加热的工作流体经常能够使能量发生转变即传递、储存和/或产生能量。取决于所使用的具体方法，能量可以呈任何便利形式。例如，可以将加热的工作流体的能量转变为电或另一种形式的功例如热功(thermal power)。或者，可以按相同或另一种方法使用加热的工作流体的能量以例如加热需要如此加热的流体物流或者将其储存或转变为一些其它有用形式的能量。该方法通常在开始时首先从采集装置例如井口如油和/或天然气和/或其它烃井口采集例如产出含热流体。可以按任何便利的方式实现油和/或天然气、伴生水或它们的组合的产出和采集。这可包括天然油气藏流动(一次采收)或使用下面中的一种或多种烃油气藏的二次采收、三次采收、热采收(例如蒸汽驱)和它们的组合。可通过利用人工举升方法(例如机械举升、泵送单元、柱塞气举、气举、液压举升或类似系统)进行另外采收。这些术语应为油和气
技术人员所充分理解并且描述在例如khlumberger Oilfield Glossary (通过引用将其并入本文)中。应理解的是，在地热方法中起主要作用之处是热采收，其中从地球提取用于转变为能量的热，而油和气田操作的主要目的是产生油和/或气并且采收烃。另外，按与地热方法不同的方式使用上述油和气操作人工举升技术。如在"Enhanced Geothermal Workshop pg 9”(San Francisco，2007)(通过引用将其全文并入本文)中所提及的，在地热应用中通常不需要如同用于油气井的人工举升技术。这是因为可以预期地热井以一定速率自流，只不过是将使用或为线-轴变化泵(从地面供以动力) 或为电动潜水泵(ESP)的潜水泵来辅助流动和提供控制。另外，与地热方法中的热采收形成对照的是，在地热方法中唯一地(exclusively)或主要地使用任何蒸汽和/或盐水流体作为热载体以从地球中提取热从而转变为能量，本专利技术中在传统二次采收下的任何水驱流体或者在传统三次采收或热采收下的蒸汽驱流体或化学驱流体具有的主要目的是维持或提高油和/或气产生以及烃采收，其是通过将它们从油气藏中带走，并且充当热载体。术语井口意欲包含在井或油气藏的表面处的一个或多个阀和/或套管组件或系统，而与所述井或油气藏是否位于陆上或水上无关。术语井口可以包括单一井口或一组井口并且通常涵盖在更宽泛的术语“采集系统”的含义之中。换言之，含热流体固有地主要来源于油和气田操作，其中油和气田操作是指与例如烃本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于产生能够使能量发生转变的加热的工作流体的方法，该方法包括：ａ）采集包含至少一种或多种来自油或气操作的烃的含热流体，其中所述含热流体至少包含基本上气相和基本上液相；ｂ）将所述基本上气相与所述基本上液相分离；ｃ）利用蒸气换热器和液体换热器将每个所述相中所含热的至少一部分交换到工作流体从而产生加热的工作流体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·D·小汉密尔顿，
申请(专利权)人：德士古发展公司，
类型：发明
国别省市：US