專利名稱：一種油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及油田采油技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種油田注汽鍋爐，尤其涉及低運(yùn)
行成本，采用鏈條燃煤的高效過熱蒸汽油田注汽鍋爐。
背景技術(shù)：
油田在開采過程中，為了降低地層中的原油的黏度，增強(qiáng)原油的流動(dòng)性，提高原油 開采率，通常采用向油井內(nèi)注入高壓高溫蒸汽，對(duì)地層及地層內(nèi)的原油進(jìn)行加熱，然后進(jìn)行 開采。產(chǎn)生用于向油井內(nèi)注入高溫高壓蒸汽的設(shè)備被稱為油田注汽鍋爐。 油田注汽鍋爐，具有壓力高、相對(duì)容量較小的特點(diǎn)。目前，傳統(tǒng)的油田注汽用鍋爐 均采用燃油、燃?xì)庵绷麇仩t，給水進(jìn)入鍋爐盤管進(jìn)行加熱，加熱汽化后的汽水混合物介質(zhì)， 直接通過管道注入油井。為了防止鍋爐給水中的鹽分在受熱面上沉積，必須控制鍋爐汽水 混合物的干度不大于80% (含蒸汽80%，水20%)。該種鍋爐具有體積小，啟動(dòng)快的優(yōu)點(diǎn)， 但是，由于蒸汽含水而降低了熱介質(zhì)的熱容量，降低了采油效率；燃料采用燃油或天然氣， 又有運(yùn)行成本高等缺點(diǎn)。 在同等壓力下，過熱蒸汽比汽水混合物蒸汽有著更高的熱量攜帶能力，因此用過 熱蒸汽作為油田注汽介質(zhì)，是提高油井采油率的有利手段。隨著油田高效采油工藝對(duì)蒸汽 干度的需求提高，油田注汽開采開始嘗試用帶有完善的汽水分離裝置的汽包鍋爐作注汽鍋 爐，并且把所使用的燃料定位為散煤。 目前，油田采用的注汽鍋爐大部分的蒸發(fā)量在10 50t/h范圍內(nèi)，并且考慮油田 注汽鍋爐應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)均在野外，對(duì)原煤的處理能力受到一定限制，因此，在滿足油田注汽條件 的前提下，采用鏈條鍋爐、燃煤、汽水自然循環(huán)成為我們首選。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，采用鏈條燃煤爐排 燃燒系統(tǒng)和汽水自然循環(huán)，產(chǎn)生過熱蒸汽，為注蒸汽油井提供含有更多熱量的蒸汽；并且采 用低成本的燃料——煤，降低鍋爐的運(yùn)行成本。彌補(bǔ)目前注汽鍋爐生產(chǎn)汽水混合物介質(zhì)含 熱容量小，注入油井后，原油開采效率低的不足。 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，主要由燃煤鏈條爐 排、分配集箱、下降管、爐墻、固定在爐膛四周的蒸發(fā)受熱面管、匯集集箱、汽包、汽水分離裝 置、汽水引出管、導(dǎo)汽管、給水管和鍋爐出煙口組成，在爐墻內(nèi)部有爐膛，在爐膛內(nèi)固定有蒸 發(fā)受熱面管，在爐膛的后側(cè)有煙道，煙道的下部有鍋爐出煙口。其特征在于在所述的蒸發(fā) 受熱面管的下部并與蒸發(fā)受熱面管進(jìn)水口相連的有分配集箱，在分配集箱的下部固定有燃 煤鏈條爐排。在燃煤鏈條爐排的外前部有加煤斗。在所述的蒸發(fā)受熱面管的上部并與蒸發(fā) 受熱面管出口相連的有匯集集箱，在匯集集箱的上部并在爐墻的頂部固定有汽包，汽包內(nèi) 有汽水分離裝置。汽水分離裝置與匯集集箱之間連接有汽水引出管。在汽水分離裝置與分 配集箱之間連接有下降管，下降管的出口連接分配集箱。在汽水分離裝置的汽出口連接有導(dǎo)汽管，導(dǎo)汽管的另一端連接過熱器的進(jìn)汽口。過熱器固定在鍋爐的煙道內(nèi)。在汽水分離 裝置的水進(jìn)口連接有給水管，給水管的另一端連接省煤器的出水口。省煤器固定在鍋爐的 煙道內(nèi)。 所述的蒸發(fā)受熱面管采用立式布置。 所述的汽包是圓筒狀，橫向固定在爐墻的頂部。 所述的過熱器固定在省煤器的上部，即鍋爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過過熱器，然 后經(jīng)過省煤器，最后從鍋爐出煙口排出。 汽水引出管和汽包為主組成汽水自然循環(huán)系統(tǒng)。蒸發(fā)受熱面管內(nèi)產(chǎn)生的蒸汽經(jīng)自 然循環(huán)進(jìn)入汽包，經(jīng)汽包內(nèi)的汽水分離裝置分離后再經(jīng)過導(dǎo)汽管進(jìn)入過熱器進(jìn)行過熱，經(jīng) 過熱后產(chǎn)生的過熱蒸汽直接送往注汽井。 把燃料煤通過加煤斗加入鏈條燃煤爐排，進(jìn)入鍋爐內(nèi)進(jìn)行燃燒，在爐膛內(nèi)產(chǎn)生高 溫?zé)煔猓邷責(zé)煔庖来瓮ㄟ^爐膛加熱蒸發(fā)受熱面管，然后進(jìn)入煙道；在煙道內(nèi)首先通過過熱 器，然后通過省煤器，最后從鍋爐出煙口排除鍋爐外。高溫?zé)煔庠诹鲃?dòng)的過程中對(duì)布置在封 閉爐墻和煙道內(nèi)的蒸發(fā)受熱面管、過熱器和省煤器進(jìn)行加熱。 汽包亦稱鍋筒，它是加熱、蒸發(fā)、過熱三過程的連接樞紐，保證鍋爐正常的水循環(huán)。 汽包由封頭和筒體組焊而成。汽包內(nèi)分成汽空間和水空間。用以進(jìn)行蒸汽凈化及對(duì)下降管 進(jìn)行可靠供水，保證鍋爐正常水循環(huán)。自然循環(huán)的水循環(huán)回路由汽包、汽水分離裝置、導(dǎo)汽 管、下降管、蒸發(fā)受熱面管、匯集集箱和分配集箱組成。為了保證對(duì)下降管可靠供水，汽包中
必須維持一定水位。 省煤器的作用是吸收煙氣余熱加熱鍋爐給水，降低排煙溫度，提高鍋爐熱效率。省 煤器對(duì)鍋爐給水預(yù)加熱，預(yù)加熱后的給水通過給水管進(jìn)入到汽包內(nèi)。 本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，采用鏈條燃煤 爐排燃燒系統(tǒng)，燃料是煤，適應(yīng)油田野外低成本制備高溫過熱蒸汽；在鍋爐內(nèi)部汽水自然循 環(huán)；鍋爐產(chǎn)生攜帶更多熱量的過熱蒸汽，適合油田采油注汽，節(jié)約了鍋爐運(yùn)行的燃料成本， 并提高了注汽所攜帶的熱量，提高了油井采油效率。另外，能降低鍋爐煙氣排放溫度，提高 給水溫度，進(jìn)一步降低鍋爐的運(yùn)行成本。彌補(bǔ)目前注汽鍋爐生產(chǎn)汽水混合物介質(zhì)含熱容量 小，對(duì)原油開采效率低的不足。

圖1是本實(shí)用新型油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐結(jié)構(gòu)剖面示意圖。下降管4、蒸發(fā)受
熱面管7、汽水引出管11、導(dǎo)汽管12和給水管13采用點(diǎn)畫線表示。箭頭所指的方向是燃燒
后的煙氣、鍋爐給水或蒸汽流動(dòng)的方向。 圖2是圖1的A-A剖面和B-B剖面結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，l.燃煤鏈條爐排，2.加煤斗，3.分配集箱，4.下降管，5.爐墻，6.爐膛，7.蒸 發(fā)受熱面管，8.匯集集箱，9.汽包，IO.汽水分離裝置，ll.汽水引出管，12.導(dǎo)汽管，13.給 水管，14.過熱器，15.省煤器，16.鍋爐出煙口。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 :以一個(gè)油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐為例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參閱圖1。油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，主要由燃煤鏈條爐排1、分配集箱3、下降 管4、爐墻5、固定在爐膛6四周的蒸發(fā)受熱面管7、匯集集箱8、汽包9、汽水分離裝置10、汽 水引出管11、導(dǎo)汽管12、給水管13和鍋爐出煙口 16組成。在爐墻5內(nèi)部有爐膛6，在爐膛 6內(nèi)固定有蒸發(fā)受熱面管7，蒸發(fā)受熱面管7采用多根立式鋼管。在爐膛6的后側(cè)有一個(gè)煙 道，煙道的下部有鍋爐出煙口 16。 在所述的蒸發(fā)受熱面管7的下部并與蒸發(fā)受熱面管7進(jìn)水口相連的有分配集箱3， 在分配集箱3的下部固定在鍋爐底部有燃煤鏈條爐排1。在燃煤鏈條爐排1的外前部有加 煤斗2。 在所述的蒸發(fā)受熱面管7的上部并與蒸發(fā)受熱面管7出口相連的有匯集集箱8，在 匯集集箱8的上部并在爐墻5的頂部固定有一個(gè)汽包9，汽包9是圓筒狀，橫向固定在爐墻 5的頂部。汽包9內(nèi)有汽水分離裝置10。汽水分離裝置10與匯集集箱8之間連接有汽水 引出管11。在汽水分離裝置10與分配集箱3之間連接有下降管4，下降管4的出口連接分 配集箱3。在汽水分離裝置10的汽出口連接有一條導(dǎo)汽管12，導(dǎo)汽管12的另一端連接一 個(gè)過熱器14的進(jìn)汽口。過熱器14固定在鍋爐的煙道內(nèi)。在汽水分離裝置10的水進(jìn)口連 接有給水管13，給水管13的另一端連接一個(gè)省煤器15的出水口。省煤器15固定在鍋爐的 煙道內(nèi)。過熱器14固定在省煤器15的上部。高溫?zé)煔馐紫冉?jīng)過過熱器14，然后經(jīng)過省煤 器15。 油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐的工作原理 參閱圖1。受熱面包括布置在爐膛6內(nèi)的蒸發(fā)受熱面管7、過熱器14、省煤器15依 次布置在爐膛和封閉的煙氣流道內(nèi)。鍋爐運(yùn)行時(shí)，燃料煤經(jīng)過布置在鍋爐前部的加煤斗2 進(jìn)入并散布到轉(zhuǎn)動(dòng)的燃煤鏈條爐排1上，在燃煤鏈條爐排1下部進(jìn)入的空氣的作用下進(jìn)行 高溫燃燒，燃燒后產(chǎn)生的煙氣，依次經(jīng)過爐膛6、過熱器14、省煤器15、鍋爐出煙口 16排出鍋 爐。高溫?zé)煔饨?jīng)爐膛6內(nèi)布置的蒸發(fā)受熱面管7、過熱器14、省煤器15冷卻降溫后的溫度 可降低至200C。以下。 鍋爐給水首先給入省煤器15，經(jīng)省煤器15的加溫后經(jīng)給水管13給入汽包9。 汽包9內(nèi)固定有汽水分離裝置10，汽水分離裝置10通過下降管4與分配集箱3相 連；汽包9通過汽水連接管11與匯集集箱8相連；分配集箱3、匯集集箱8之間布置有與之 相連接的蒸發(fā)受熱面管7 ;汽包9、下降管4、分配集箱3、蒸發(fā)受熱面管7、匯集集箱8、導(dǎo)汽 管11、汽水分離裝置10組成汽水自然循環(huán)回路，蒸發(fā)受熱面管7內(nèi)的來自下降管4的介質(zhì) 水，在爐膛6內(nèi)高溫?zé)煔獾募訜嵯庐a(chǎn)生蒸汽，靠蒸發(fā)受熱面管7內(nèi)含有蒸汽的汽水介質(zhì)與下 降管4內(nèi)不含有蒸汽的水介質(zhì)之間的密度差，推動(dòng)汽水在該循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行自然循環(huán)。 汽包9內(nèi)由蒸發(fā)受熱面管7帶入的蒸汽經(jīng)汽水分離裝置10，除掉蒸汽所含大部分 水分后經(jīng)導(dǎo)汽管12導(dǎo)入過熱器14進(jìn)行蒸汽的過熱加熱，經(jīng)過熱加熱的蒸汽變成過熱蒸汽， 直接送往注蒸汽的采油井。
權(quán)利要求一種油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，主要由燃煤鏈條爐排(1)、分配集箱(3)、下降管(4)、爐墻(5)、固定在爐膛(6)四周的蒸發(fā)受熱面管(7)、匯集集箱(8)、汽包(9)、汽水分離裝置(10)、汽水引出管(11)、導(dǎo)汽管(12)、給水管(13)和鍋爐出煙口(16)組成，在爐墻(5)內(nèi)部有爐膛(6)，在爐膛(6)內(nèi)固定有蒸發(fā)受熱面管(7)，在爐膛(6)的后側(cè)有煙道，煙道的下部有鍋爐出煙口(16)，其特征在于在所述的蒸發(fā)受熱面管(7)的下部并與蒸發(fā)受熱面管(7)進(jìn)水口相連的有分配集箱(3)，在分配集箱(3)的下部固定燃煤鏈條爐排(1)，在燃煤鏈條爐排(1)的前端安裝有加煤斗(2)，在所述的蒸發(fā)受熱面管(7)的上部并與蒸發(fā)受熱面管(7)出口相連的有匯集集箱(8)，在匯集集箱(8)的上部并在爐墻(5)的頂部固定有汽包(9)，汽包(9)內(nèi)有汽水分離裝置(10)，汽水分離裝置(10)與匯集集箱(8)之間連接有汽水引出管(11)，在汽水分離裝置(10)與分配集箱(3)之間連接有下降管(4)，下降管(4)的出口連接分配集箱(3)，在汽水分離裝置(10)的汽出口連接有導(dǎo)汽管(12)，導(dǎo)汽管(12)的另一端連接過熱器(14)的進(jìn)汽口，過熱器(14)固定在鍋爐的煙道內(nèi)，在汽水分離裝置(10)的水進(jìn)口連接有給水管(13)，給水管(13)的另一端連接省煤器(15)的出水口，省煤器(15)固定在鍋爐的煙道內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，其特征是所述的蒸發(fā)受熱面 管(7)采用立式布置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，其特征是所述的汽包(9)是 圓筒狀，橫向固定在爐墻(5)的頂部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，其特征是所述的過熱 器(14)固定在省煤器(15)的上部。
專利摘要油田注汽用的過熱蒸汽鍋爐，應(yīng)用于油田注汽采油。蒸發(fā)受熱面管的下部有分配集箱。在蒸發(fā)受熱面管的上部并與蒸發(fā)受熱面管出口相連的有匯集集箱，在爐墻的頂部固定有汽包。汽包內(nèi)固定有汽水分離裝置，汽水分離裝置與匯集集箱之間連接有汽水引出管。在汽水分離裝置與分配集箱之間連接有下降管，下降管的出口連接分配集箱。汽水分離裝置連接導(dǎo)汽管和過熱器。汽水分離裝置連接給水管，給水管的另一端連接省煤器。效果是采用燃煤鏈條爐排燃燒系統(tǒng)，汽水自然循環(huán)結(jié)構(gòu)，帶有過熱器，適應(yīng)制備油田注汽用高溫過熱蒸汽。采用低成本的煤作為燃料，節(jié)約了鍋爐運(yùn)行的燃料成本；產(chǎn)生攜帶有更多熱量的過熱蒸汽，增加注汽所攜帶的熱量，提高了油井采油效率。
文檔編號(hào)E21B43/24GK201546689SQ20092010881
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月2日
發(fā)明者張宏, 徐啟飛, 范文斌 申請(qǐng)人:北京安納知能源技術(shù)有限公司