BR112014028883B1 - Método e dispositivo para melhorar a secura do vapor de uma caldeira de injeção de vapor - Google Patents
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Abstract
método e dispositivo para melhorar a secura do vapor de uma caldeira de injeção de vapor. são divulgados um método e um dispositivo para melhorar a secura do vapor de uma caldeira de injeção de vapor. o método consiste de: após a secagem do vapor saturado de umidade em uma saída da caldeira de injeção de vapor ele é melhorado por um aumentador da secagem, injetando o vapor saturado de umidade junto com o gás gerado pelo aumentador da secagem em uma camada de óleo, de maneira selada, no qual, o aumentador da secagem é composto por uma combinação de uma cabeça de pulverização, uma câmara de aquecimento do vapor, uma câmara de combustão e uma câmara de mistura; o gás, em alta temperatura e alta pressão geradas pela câmara de combustão, entra na câmara de mistura e é inteiramente misturado na câmara de mistura com o vapor da caldeira de injeção de vapor. com o método e com o dispositivo para melhorar a secura do vapor da caldeira de injeção de vapor, a secura do vapor saturado de umidade na saída da caldeira de injeção de vapor pode ser melhorada até 95% a 100%, assim são realizados os efeitos de melhorar a entalpia do vapor, retomando a energia do estrato e ampliando a onda e a quantidade de vapor, a fim de aquecer a camada de óleo mais eficazmente e melhorar o efeito de produção do óleo pesado.
Description
[0001] Campo da Invenção
[0002] A presente invenção refere-se ao domínio técnico de recuperação térmica de óleo pesado, em particular a um método e a um dispositivo para melhorar a secura do vapor de uma caldeira de injeção de vapor, o que pode reduzir a perda térmica, melhorar a secura do vapor injetado, aumentar a entalpia do vapor, reabastecer as energias do estrato e melhorar a taxa de recuperação do óleo.
[0003] Motivos da invenção
[0004] Atualmente, o método de recuperação de óleo pesado, usado principalmente na China e em países estrangeiros, é a recuperação térmica, a qual injeta energia térmica dentro da camada de óleo, a fim de aumentar a temperatura dessa camada de óleo, diminuir a viscosidade do óleo, melhorar a fluidez do óleo e alcançar o objetivo de desenvolvimento e de produção. Geradores de vapor (caldeiras DC de injeção de vapor) são aparelhos especializados comumente usados atualmente para recuperação de óleo pesado na China e em países estrangeiros, e existem mais de 2.000 geradores de vapor na China. A secura do vapor é um índice importante que tem influência na injeção de vapor e efeito no desenvolvimento. Quanto maior for a secura do vapor, maior será a entalpia do vapor, maior será o volume de óleo tocado pelo vapor dentro do reservatório de óleo, e o efeito do desenvolvimento será melhor. Atualmente, limitado pela estrutura da caldeira de injeção de vapor e pela qualidade da água fornecida, a secura do vapor na saída da caldeira de injeção de vapor é de apenas 70% a 75%, e a secura do vapor será de apenas 30% a 40%, quando o vapor for injetado no fundo do poço, devido à perda térmica no furo do poço, causando efeito de recuperação térmica severamente degradado. Para melhorar a secura do vapor, é projetada uma caldeira de injeção de vapor superaquecido, com o seguinte princípio de funcionamento: o vapor, presente na saída de uma caldeira de injeção de vapor, entra em um arranjo de separador esférico de água-vapor, fora do corpo da caldeira, para a separação vapor-água, o vapor separado de alta secura é retornado para uma seção de superaquecimento da caldeira de injeção de vapor e é aquecido tornando-se um vapor superaquecido, o vapor superaquecido flui através de um redutor de superaquecimento do tipo spray localizado fora do corpo da caldeira e é misturado com o líquido de refrigeração saturado isolado do separador de água-vapor esférico, de modo que a água saturada é vaporizada a fim de melhorar a secura, em seguida, é injetado no fundo do poço. Embora esse método evite a precipitação de sal na área afetada pelo calor e melhore a secura do vapor, o equipamento tem uma estrutura complexa e requer muitos dispositivos auxiliares, o controle é complicado e o custo de produção é muito alto; se tais caldeiras forem usadas para substituir as caldeiras de injeção de vapor existentes, os equipamentos existentes serão desperdiçados, e o investimento será enorme.
[0005] Além disso, a recuperação térmica do óleo pesado emprega principalmente vapor do tipo soprar e inflar (huff-puff) e inundações de vapor, e pertence a um processo de esgotamento de pressão; à medida que aumentam os ciclos do tipo soprar e inflar e também aumenta o tempo do vapor inundando, a energia do estrato tornar-se-á severamente deficiente, o efeito de desenvolvimento será degradado e diminuirá a taxa de recuperação. A caldeira de injeção de vapor não pode resolver o problema do déficit de energia do estrato por si só.
[0006] Resumo da invenção
[0007] Levando em conta as desvantagens da arte anterior, descritas acima, a presente invenção fornece um método e um dispositivo para melhorar a secura do vapor de uma caldeira de injeção de vapor, que pode melhorar a secura do vapor injetado, aumentar a entalpia do vapor, recarregar as energias do estrato e melhorar a taxa de recuperação do óleo.
[0008] Um método para melhorar a secura do vapor de uma caldeira de injeção de vapor, consistindo de: melhorar a secura do vapor saturado úmido na saída de uma caldeira de injeção de vapor através de um aumentador da secura e em seguida injetar o vapor saturado, juntamente com o gás gerado pelo aumentador da secura em uma camada de óleo, de uma maneira selada; - onde, o aumentador da secura é composto por uma cabeça de pulverização combinada, uma câmara de aquecimento do vapor, uma câmara de combustão e uma câmara de mistura; o óleo combustível e o ar são injetados na câmara de combustão por uma bomba de óleo de combustível de alta pressão e por um compressor de ar, sob controle de um sistema de controle automático do aumentador da secura e são queimados na câmara de combustão; ao mesmo tempo, o vapor saturado úmido da saída da caldeira entra na câmara de aquecimento de vapor do aumentador da secura e é aquecido na câmara de aquecimento de vapor pela alta temperatura criada pela combustão na câmara de combustão; o gás, em alta temperatura e alta pressão, gerado na câmara de combustão, entra na câmara de mistura e é totalmente misturado na câmara de mistura com o vapor saturado úmido com maior secura, proveniente da câmara de aquecimento do vapor, de modo que a secura do vapor saturado úmido seja aumentada; controlando a quantidade de óleo combustível, usando o sistema de controle automático do aumentador da secura, a secura do vapor saturado úmido pode ser melhorada para 95% a 100%, a temperatura da mistura de gás e vapor pode ser controlada após a mistura, e em seguida a mistura de gás e vapor é injetada na camada de óleo através de uma cadeia de injeção de vapor, de maneira selada.
[0009] A câmara de aquecimento do vapor do aumentador da secura é equipada com uma entrada do vapor na sua cabeça e com um bocal de múltiplos orifícios anulares na sua cauda, a cauda da câmara de combustão comunica-se com o bocal com múltiplos orifícios anulares na cauda da câmara de aquecimento do vapor e comunica-se com a câmara de mistura.
[0010] A câmara de mistura do aumentador da secura é equipada em sua extremidade superior com uma entrada de vapor adicional; uma parte do vapor fornecido pela caldeira de injeção de vapor entra na câmara de aquecimento de vapor através da entrada de vapor na cabeça da câmara de aquecimento do vapor, e a outra parte do vapor fornecido pela caldeira de injeção de vapor entra diretamente na câmara de mistura através da entrada adicional de vapor da câmara de mistura.
[0011] A câmara de combustão do aumentador da secura é equipada com uma câmara de pré-aquecimento em sua cabeça, e o óleo combustível e o ar são pré- aquecidos na câmara de pré-aquecimento, de modo a facilitar a combustão do óleo combustível pulverizado.
[0012] O dispositivo que melhora a secura do vapor de uma caldeira de injeção de vapor, divulgado na presente invenção é composto por uma bomba de óleo combustível de alta pressão, um compressor de ar, um aumentador da secura e um sistema de controle automático do aumentador da secura; uma parte do vapor presente na saída de vapor da caldeira de injeção de vapor é conectada, através de um tubo de injeção de óleo, a uma válvula de desvio do controle automático e é conectada diretamente, através da válvula de desvio do controle automático, a uma boca do poço para injeção de vapor; a outra parte do vapor presente na saída de vapor é conectada, através de uma válvula de entrada do vapor de controle automático, ao aumentador da secura, a secura do vapor é ainda melhorada pelo aumentador da secura, e em seguida o vapor é injetado na boca do poço para injeção de vapor; o sistema de controle automático do aumentador da secura é conectado com um sistema de controle automático da caldeira de injeção de vapor; a bomba de óleo combustível de alta pressão, o compressor de ar e um dispositivo de ignição, dispostos sobre o aumentador da secura, são conectados ao sistema de controle automático do aumentador da secura; a bomba de óleo combustível de alta pressão e o compressor de ar estão ligados respectivamente a um bico de combustível de alta pressão e a um bico de ar de alta pressão no aumentador da secura; uma saída de gás-vapor do aumentador da secura é conectada à boca do poço para injeção de vapor através de uma válvula de saída de gás-vapor do controle automático e de uma válvula de retenção.
[0013] O aumentador da secura, descrito na presente invenção, é composto por uma cabeça de pulverização combinada, uma câmara de aquecimento do vapor, uma câmara de combustão e uma câmara de mistura, onde, a cabeça de pulverização combinada tem um bico de ar de alta pressão, um dispositivo de ignição e um bico de combustível de alta pressão, e está ligada à câmara de combustão; a câmara de combustão é uma estrutura cilíndrica; a câmara de aquecimento do vapor é montada sobre a câmara de combustão em uma forma circular e tem uma entrada do vapor na sua cabeça e um bocal de múltiplos orifícios anulares na sua cauda; a cauda da câmara de combustão comunica-se com o bocal de múltiplos orifícios anulares na cauda da câmara de aquecimento do vapor e comunica-se com a câmara de mistura; a câmara de mistura tem uma saída de gás-vapor em sua saída.
[0014] Alternativamente, o aumentador da secura, descrito na presente invenção, pode ter a seguinte estrutura: o aumentador da secura é composto por uma cabeça de pulverização combinada, uma câmara de aquecimento do vapor, uma câmara de combustão e uma câmara de mistura, onde, a cabeça de pulverização combinada tem um bico de ar de alta pressão, um dispositivo de ignição e um bico de combustível de alta pressão, e está ligada à câmara de combustão; a câmara de combustão é uma estrutura cilíndrica; a câmara de aquecimento do vapor é montada sobre a câmara de combustão em uma forma circular e tem uma entrada de vapor na sua cabeça; a cauda da câmara de combustão comunica-se com a cauda da câmara de aquecimento do vapor, e comunica-se com a câmara de mistura; a câmara de mistura tem uma entrada de vapor na sua parte superior e uma saída de gás-vapor em sua saída.
[0014] Alternativamente, o aumentador da secura, descrito na presente invenção, pode ter a seguinte estrutura: de acordo com as propriedades do óleo combustível, é prevista uma câmara de pré-aquecimento na cabeça da câmara de combustão de cada um dos aumentadores da secura descritos acima, de forma a facilitar a combustão do óleo combustível pulverizado, onde, a câmara de pré-aquecimento é conectada à cabeça de pulverização combinada, a câmara de pré-aquecimento e a câmara de combustão são formadas por uma estrutura cilíndrica integral, a câmara de pré-aquecimento tem orifícios dispostos em frente um do outro, tanto no seu lado superior como no seu lado inferior, e o bico de ar de alta pressão, o dispositivo de ignição e o bico de óleo combustível de alta pressão comunicam-se com a câmara de combustão através da câmara de pré-aquecimento.
[0015] A câmara de pré-aquecimento, o bocal de múltiplos orifícios anulares, a entrada de vapor da câmara de mistura e a câmara de mistura, envolvidos nos esquemas do aumentador da secura acima, podem ser usados total ou parcialmente no aumentador da secura, de acordo com as condições específicas de implementação; por exemplo, a câmara de pré-aquecimento pode ser usada ou não, de acordo com as propriedades do óleo combustível usado; pode ser usado tanto o bocal de múltiplos orifícios anulares na cauda da câmara de aquecimento do vapor como a entrada de vapor da câmara de mistura, ou ainda ambos podem ser usados, ou, se o volume da câmara de mistura for grande o suficiente, pode não ser usado nenhum dos dois; certamente, a câmara de mistura pode ser usada ou não, dependendo da distância para a boca do poço; além disso, na presente invenção, o combustível não está limitado a óleo combustível; por exemplo, o gás combustível também pode ser usado como combustível, é claro, nesse caso, que uma bomba de alta pressão de gás combustível deve ser usada em conformidade; em resumo, qualquer variação estrutural comum dos componentes será considerada como caindo no domínio protegido da presente invenção.
[0016] As variações estruturais do aumentador da secura incluem, mas não estão limitadas às formas descritas acima.
[0017] Em comparação com o estado da arte anterior, a presente invenção apresenta as seguintes vantagens:a. O método e o dispositivo podem efetivamente melhorar a secura do vapor proveniente do vapor saturado úmido na saída da caldeira de injeção de vapor de 70% a 75% para 95% a 100% e aumenta a entalpia do vapor, para que a camada de óleo possa ser aquecida de forma mais eficaz, e assim o efeito de desenvolvimento do óleo pesado possa ser melhorado;b. O gás em alta temperatura e em alta pressão gerado com o método e com o dispositivo é injetado na camada de óleo juntamente com o vapor já com a secura melhorada; assim, a perda de energia térmica é reduzida, a taxa de utilização da energia térmica é melhorada e pode ser evitada a poluição ambiental resultante das emissões de dióxido de carbono;c. O gás, em alta temperatura e em alta pressão, gerado com o método e com o dispositivo, contém nitrogênio (80%) e dióxido de carbono (20%), o que efetivamente pode suplementar a energia do estrato e ampliar o volume varrido pelo vapor, onde o gás de dióxido de carbono pode efetivamente mudar a fluidez do reservatório de óleo e alcançar um efeito de diminuir a viscosidade e o ponto de fluidez; assim, a taxa de recuperação de óleo pesado pode ser melhorada;d. O método e o dispositivo implementam um projeto razoável e de conformação compacta e pode ser usado facilmente com as caldeiras de injeção de vapor existentes para operação móvel; utilizando uma caldeira existente de injeção de vapor, a secura do vapor em recuperação térmica do óleo pesado pode ser melhorada e pode ser obtido um efeito de recuperação com compressor, sem investimento em uma nova caldeira de injeção de vapor superaquecido; assim, o custo de recuperação pode ser diminuído e melhorar efetivamente a taxa de recuperação do reservatório de óleo.
[0018] Descrição dos desenhos
[0019] A Figura 1 é um gráfico do fluxo de um dispositivo de processamento que utiliza o método divulgado na presente invenção;
[0020] A Figura 2 é um diagrama esquemático de uma primeira implementação estrutural do aumentador da secura;
[0021] A Figura 3 é um diagrama esquemático de uma segunda implementação estrutural do aumentador da secura;
[0022] A Figura 4 é um diagrama esquemático de uma terceira implementação estrutural do aumentador da secura;
[0023] A Figura 5 é um diagrama esquemático de uma quarta implementação estrutural do aumentador da secura;
[0024] A Figura 6 é um diagrama esquemático de uma quinta implementação estrutural do aumentador da secura;
[0025] A Figura 7 é um diagrama esquemático de uma sexta implementação estrutural do aumentador da secura;
[0026] Entre os desenhos: 1 - caldeira de injeção de vapor, 2 - válvula de saída de vapor da caldeira do controle automático, 3 - válvula da entrada do vapor do controle automático 4 - aumentador da secura, 5 - válvula de descarga, 6 - válvula de saída de gás-vapor do controle automático, 7 - válvula de retenção, 8 - válvula de desvio do controle automático, 9 - sistema de controle automático da caldeira de injeção de vapor, 10 - sistema de controle automático do aumentador da secura 11 - tanque de óleo combustível, 12 - bomba de óleo combustível de alta pressão, 13 - compressor de ar, 14 - boca do poço para injeção de vapor; 4.1 - entrada de vapor, 4.2 - câmara de aquecimento do vapor, 4.3 - câmara de combustão, 4.4 - cabeça combinada de pulverização, 4.5 - bico de ar de alta pressão, 4.6 - dispositivo de ignição, 4.7 - bico de óleo combustível de alta pressão, 4.8 - câmara de preaquecimento, 4.9 - bocal com múltiplos orifícios anulares, 4.10 - câmara de mistura, 4.11 - saída de gás-vapor, 4.12 - entrada de vapor na câmara de mistura.
[0027] Descrição detalhada das materializações
[0028] Materialização 1: Abaixo a presente invenção será ainda mais detalhada, com referência à Figura 1 e à Figura 2:
[0029] A presente invenção utiliza os princípios técnicos em combustão, em hidrodinâmica, em transferência térmica e em engenharia de termodinâmica em combinação com a tecnologia de engenharia, e projeta um método que utiliza um aumentador da secura desenvolvido para aquecer o vapor saturado úmido com secura de 70% a 75% na saída de uma caldeira de injeção de vapor e melhora a secura para 95% a 100%, e então injeta o vapor saturado com secura melhorada na camada de óleo através de uma cadeia de injeção de vapor juntamente com o gás, de forma selada. O dispositivo é composto principalmente por uma caldeira de injeção de vapor (1), um aumentador da secura (4), uma bomba de óleo combustível de alta pressão (12), um compressor de ar (13) e um sistema de controle automático (10) do aumentador da secura. A saída de vapor da caldeira de injeção de vapor é conectada a uma válvula de controle automático (3) e a uma válvula de desvio do controle automático (8) na entrada do aumentador da secura (4) através de uma tubulação de injeção de vapor; o sistema de controle automático (9) da caldeira de injeção de vapor é conectado com o sistema de controle automático (10) do aumentador da secura, onde, o sistema de controle automático (9) da caldeira de injeção de vapor e o sistema de controle automático (10) do aumentador da secura são implementados com técnicas conhecidas do estado da arte anterior, e, portanto, não serão detalhados aqui; a bomba de óleo combustível de alta pressão (12), o compressor de ar (13) e o dispositivo de ignição (4.6) são conectados ao sistema de controle automático (10) do aumentador da secura; a bomba de óleo combustível de alta pressão (12) e o compressor de ar (13) estão conectados a um bico de alta pressão do combustível (4.7) por uma cabeça de pulverização combinada (4.4) e a um bico de ar de alta pressão (4.5) combinados no aumentador da secura respectivamente; uma saída de gás-vapor (4.11) disposta sobre o aumentador da secura (4) está ligada a uma válvula de descarga (5), uma válvula de saída do gás-vapor do controle automático (6) e uma válvula de retenção, (7), e a válvula de retenção (7) está ligada a uma boca do poço para injeção de vapor (14).
[0030] O método é implementado conforme está descrito a seguir: primeiramente, a caldeira de injeção de vapor (1) é iniciada, com a válvula de entrada de vapor do controle automático (3) e também com a válvula de saída de gás-vapor do controle automático (6) do aumentador da secura, ambas em estado fechado, e com a válvula de controle automático (2) e com a válvula de saída de vapor da caldeira do controle automático (8), ambas em estado aberto e, nesse estado, o vapor, gerado pela caldeira de injeção de vapor, é injetado no poço de petróleo através da válvula de desvio do controle automático (8); depois que os parâmetros da caldeira de injeção de vapor tornarem-se normais, o aumentador da secura (4) é iniciado, assim a válvula de controle automático (3) e a válvula de descarga (5) da entrada de vapor do aumentador da secura são abertas e a válvula de desvio do controle automático (8) é fechada ao mesmo tempo, de modo que o aumentador da secura (4) opere com parâmetros predefinidos de trabalho, e o óleo combustível proveniente de um tanque de combustível (11) e o ar comprimido são fornecidos pela bomba de alta pressão do combustível (12) e pelo compressor de ar (13) para o aumentador da secura (4) sob controle do sistema de controle automático; o óleo combustível e o ar entram na câmara de combustão (4.3) do aumentador da secura (4), a mistura é inflamada pelo dispositivo de ignição (4.6) e então queimada; quando a combustão for detectada durante 20 s pela detecção automática e sendo considerada como normal, a válvula de saída de gás-vapor do controle automático (6) é aberta automaticamente e a válvula de descarga (5) é fechada sob o controle do programa, de modo que o aumentador da secura (4), no estado normal de funcionamento, aumenta a secura do vapor saturado úmido com secura de 70% a 75%, fornecido pela caldeira de injeção de vapor, para 95% a 100%, e em seguida o vapor saturado úmido com secura aumentada é injetado juntamente com o gás na camada de óleo através de uma cadeia de injeção de vapor de forma selada.
[0031] Se o aumentador da secura (4) for detectado durante 20 s pela detecção automática como em falha ou anormal após o início, tanto a bomba de óleo combustível de alta pressão (12) como o compressor de ar (13) serão desligados automaticamente e tanto a válvula de controle automático (3) da entrada de vapor como a válvula de saída de gás-vapor do controle automático (6) serão fechadas e também a válvula de descarga (5) e a válvula de desvio do controle automático (8) serão abertas ao mesmo tempo; além disso, o ponto de falha será mostrado na tela de exibição de um sistema de monitoramento e controle. O procedimento de reinício é o mesmo que o procedimento descrito acima. A câmara de aquecimento do vapor (4.2) em torno da câmara de combustão (4.3) é aquecida até aproximadamente 2.000 pela alta temperatura criada pela combustão na câmara de combustão (4.3), a água saturada no vapor saturado úmido absorve o calor e é vaporizada na câmara de aquecimento de vapor (4.2), de modo que a secura do vapor seja aumentada; a água saturada esfria a parede exterior da câmara de combustão (4.3) pois ela absorve o calor e é vaporizada, porque a água saturada tem alto calor latente de vaporização e a temperatura do vapor permanece inalterada no processo de absorção e vaporização de calor da água saturada; portanto, a temperatura da parede exterior da câmara de combustão (4.3) não ficará muito alta, e a câmara de combustão (4.3) do aumentador da secura (4) não vai ser removida do processo, o que quer dizer que a câmara de combustão (4.3) pode operar com segurança durante um longo tempo. O vapor saturado úmido, com secura aumentada, é pulverizado pelo bocal de múltiplos orifícios anulares (4,9) na cauda da câmara de aquecimento do vapor (4.2) para dentro da câmara de mistura (4.10) e é inteiramente misturado com o gás em alta temperatura e alta pressão, gerado na câmara de combustão (4.3), a maior parte da água saturada é vaporizada instantaneamente sob o calor e assim a secura do vapor é aumentada na câmara de mistura (4.10), por exemplo, para 95% a 100%, dependendo do volume de óleo combustível usado. Além disso, a temperatura da mistura gás- vapor pode ser controlada, e em seguida a mistura gás-vapor é injetada na camada de óleo através da saída de gás-vapor (4.11) e de uma cadeia de injeção de vapor. Os parâmetros de projeto e os parâmetros de funcionamento do aumentador da secura (4) são mostrados na tela de exibição de um sistema de controle automático em tempo real e são armazenados automaticamente.
[0032] O aumentador da secura é composto principalmente por uma cabeça de pulverização combinada (4.4), uma câmara de aquecimento do vapor (4.2), uma câmara de combustão (4.3) e uma câmara de mistura (4.10), onde, a cabeça de pulverização combinada (4.4) tem um bico de ar de alta pressão (4.5), um dispositivo de ignição (4.6) e um bico do combustível de alta pressão (4.7), e está ligada à câmara de combustão (4.3); a câmara de combustão (4.3) é uma estrutura cilíndrica; a câmara de aquecimento do vapor (4.2) é montada sobre a câmara de combustão (4.3) em uma forma circular e tem uma entrada de vapor (4.1) na sua cabeça e um bocal de múltiplos orifícios anulares (4.9) na sua cauda; a cauda da câmara de combustão (4.3) comunica-se com o bocal de múltiplos orifícios anulares (4.9) na cauda da câmara de aquecimento de vapor (4.2) e comunica-se com a câmara de mistura (4.10); a câmara de mistura (4.10) tem uma saída de gás-vapor (4.11) em sua saída e a saída de gás-vapor (4.11) é conectada a uma cadeia de injeção de vapor através de uma válvula de descarga (5), uma válvula de gás-vapor do controle automático (6) e uma válvula de retenção (7).
[0033] Materialização 2:
[0034] Materialização 1: Abaixo a presente invenção será ainda mais detalhada, com referência à Figura 1 e à Figura 3:
[0035] A diferença entre esta materialização e a materialização 1 é: o bocal com múltiplos orifícios anulares (4.9) na cauda da câmara de aquecimento do vapor (4.2) do aumentador da secura (4) é omitido, e uma entrada adicional de vapor (4.12) é disposta na extremidade superior da câmara de mistura (4.10); uma parte do vapor fornecido pela caldeira de injeção de vapor entra na câmara de aquecimento de vapor (4.2) através da entrada de vapor (4.1), e a outra parte do vapor fornecido diretamente pela caldeira de injeção de vapor entra na câmara de mistura (4.10). Com este esquema, o gás e o vapor podem ser totalmente misturados, a secura do vapor pode ser aumentada para 95% a 100%, e o objeto da presente invenção também pode ser alcançado.
[0036] Materialização 3:
[0037] Materialização 1: Abaixo a presente invenção será ainda mais detalhada, com referência à Figura 1 e à Figura 4:
[0038] A diferença entre esta materialização e a materialização 1 é: o bocal com múltiplos orifícios anulares (4.9) na cauda da câmara de aquecimento de vapor (4.2) do aumentador da secura (4) é omitido, e a câmara de mistura (4.10) é estendida até o exterior para aumentar o seu volume, de modo que o gás da câmara de combustão possa ser totalmente misturado com o vapor da caldeira de injeção de vapor e a secura do vapor possa ser aumentada para 95% a 100%; certamente, a câmara de mistura pode ser em forma de chifre, em forma de cone ou em forma de cilindro, não se limitando à estrutura ilustrada nos desenhos. Com este esquema, o gás e o vapor também podem ser misturados totalmente, e o objeto da presente invenção também pode ser alcançado.
[0039] Materialização 4:
[0040] Materialização 1: Abaixo a presente invenção será ainda mais detalhada, com referência à Figura 1, à Figura 5, à Figura 6 e à Figura 7:
[0041] A diferença entre esta materialização e a materialização 1 é: uma câmara de pré-aquecimento (4.8) é disposta na cabeça da câmara de combustão (4.3) do aumentador da secura (4), de acordo com as propriedades do combustível; outras mudanças estruturais também podem ser implementadas nesta materialização, semelhantes ao caso da materialização 2 ou da materialização 3. O objeto da presente invenção também pode ser alcançado com este esquema.
[0042] A câmara de pré-aquecimento (4.8), o bico com múltiplos orifícios anulares (4.9), a entrada do vapor da câmara de mistura (4.12) e a câmara de mistura (4.10), envolvidos nos esquemas do aumentador da secura (4) acima, podem ser usados total ou parcialmente no aumentador da secura (4), de acordo com as condições específicas de implementação; por exemplo, a câmara de pré- aquecimento (4.8) pode ser usada ou não, de acordo com as propriedades do óleo combustível; pode ser usado tanto o bocal de múltiplos orifícios anulares (4.9) na cauda da câmara de aquecimento do vapor (4.2) como a entrada de vapor da câmara de mistura (4.12), ou ainda ambos podem ser usados, ou, se o volume da câmara de mistura (4.2) for grande o suficiente pode não ser usado nenhum dos dois; certamente, a câmara de mistura (4.10) pode ser usada ou não, dependendo da distância para a boca do poço; além disso, na presente invenção, o combustível não está limitado a óleo combustível; por exemplo, o gás combustível também pode ser usado como combustível, é claro que nesse caso uma bomba de gás combustível de alta pressão e uma tubulação de gás combustível deve ser usada em conformidade; tais estruturas são bem conhecidas pelos especialistas na arte.
[0043] As variações estruturais do aumentador da secura (4) incluem, mas não estão limitadas às formas descritas nas materializações e ilustradas nos desenhos que acompanham, e qualquer variação estrutural comum será considerada como caindo no domínio de proteção da presente invenção.
Claims (10)
1. MÉTODO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR DE UMACALDEIRA DE INJEÇÃO DE VAPOR, compreendendo os passos de: ajuste da secura do vapor saturado úmido na saída de uma caldeira de injeção de vapor através de um aumentador da secura e, em seguida injetar o vapor saturado, juntamente com o gás gerado pelo referido dispositivo aumentador da secura em na camada de óleo, de uma maneira selada caracterizado pelo fato de que o aumentador da secura (4) é composto por uma cabeça de pulverização combinada (4.4), uma câmara de aquecimento do vapor (4.2), uma câmara de combustão (4.3) e uma câmara de mistura (4.10); de forma que o óleo combustível e o ar são injetados na câmara de combustão (4.3) por uma bomba de óleo de combustível de alta pressão (12) e por um compressor de ar (13) sob o controle de um sistema de controle automático (10) do dito aumentador da secura (4) e são queimados na câmara de combustão (4.3), em que o vapor saturado úmido na saída da caldeira entra na câmara de aquecimento de vapor (4.2) do dito aumentador da secura (4) ao mesmo tempo que o óleo combustível e o ar são queimados, na câmara de aquecimento de vapor (4.2) pela alta temperatura criada pela combustão dentro da dita câmara de combustão (4.3), de modo que o gás, gerado na câmara de combustão (4.3), entra na câmara de mistura (4.10) e é totalmente misturado com o vapor saturado úmido já com maior secura, proveniente da câmara de aquecimento a vapor (4.2), de modo que a secura do vapor saturado úmido seja melhorada através do controle controlando da quantidade de óleo combustível, por meio do sistema de controle automático (10) na ordem de 95% a 100%, de modo que, a temperatura da mistura gás-vapor pode ser controlada após a mistura, sendo a dita mistura gás- vapor injetada na camada de óleo através de uma cadeia de injeção de vapor, de maneira selada.
2. MÉTODO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR DE UMACALDEIRA DE INJEÇÃO DE VAPOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender as seguintes etapas: (a) iniciar a operação da caldeira de injeção de vapor (1), com uma válvula de controle automático da entrada do vapor (3) e uma válvula de controle automático da saída da mistura gás-vapor (6) ambas no estado fechado e, uma válvula de controle automático (2), uma válvula de desvio do controle automático de saída de vapor (8) da caldeira, ambas no estado aberto, de forma que o vapor gerado pela caldeira de injeção de vapor seja injetado, através da dita válvula de desvio do controle (8), em um poço de petróleo;(b) depois que os parâmetros da caldeira de injeção de vapor (1) tornarem-se normais, iniciar o aumentador da secura, abrindo a válvula de controle automático (3) e uma válvula de descarga de entrada do vapor (5), fechando a válvula de desvio do controle automático (8), operar o aumentador da secura com parâmetros de trabalho predefinidos e controlar a bomba de óleo combustível de alta pressão (12) e o compressor de ar (13) com o sistema de controle automático (10) do aumentador da secura para fornecer o óleo combustível existente em um tanque (11) e o ar comprimido para o aumentador da secura (4), de modo que o óleo combustível e o ar entrem na câmara de combustão (4.3) e sejam inflamados por um dispositivo de ignição (4.6) e sejam queimados na câmara de combustão (4.3), de modo que, quando a combustão for considerada normal, abrir a válvula de controle automático de saída de gás-vapor (6) e fechar a válvula de descarga (5), para que o aumentador da secura (4), em estado normal de operação, aumente a secura do vapor úmido saturado fornecido pela caldeira de injeção de vapor para 95% a 100%, e o vapor saturado úmido, com secura melhorada, seja misturado com o gás gerado a partir da combustão no aumentador da secura (4) e em seguida seja injetado junto com o gás dentro da camada de óleo, através de uma cadeia de injeção de vapor, de maneira selada.
3. MÉTODO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR DE UMACALDEIRA DE INJEÇÃO DE VAPOR, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de a câmara de aquecimento do vapor (4.2) do aumentador da secura (4) ser provida de uma entrada de vapor (4.1) em uma extremidade da cabeça e um bocal com múltiplos orifícios anulares (4.9) em uma extremidade traseira da mesma, em que a referida extremidade traseira da câmara de combustão (4.3) comunica-se com o bocal de múltiplos orifícios anulares (4.9) na extremidade traseira da referida câmara de aquecimento do vapor (4.2) e da câmara de mistura (4.10).
4. MÉTODO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR DE UMACALDEIRA DE INJEÇÃO DE VAPOR, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que a câmara de mistura (4.10) é provida de uma entrada adicional de vapor (4.12) em sua extremidade superior, em que uma parte do vapor fornecido pela caldeira de injeção de vapor (1) entra na câmara de aquecimento do vapor (4.2) através da entrada de vapor (4.12) na cabeça da dita câmara de aquecimento do vapor (4.2), e a outra parte do vapor fornecido pela caldeira de injeção de vapor (1) entra na câmara de mistura (4.10) diretamente através da entrada de vapor (4.12) da câmara de mistura (4.10).
5. MÉTODO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR DE UMACALDEIRA DE INJEÇÃO DE VAPOR, de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pela câmara de combustão (4.3) ser dotada de uma câmara de pré-aquecimento (4.8) em sua cabeça, em que o óleo combustível, juntamente com o ar, são pré-aquecidos na dita câmara de pré-aquecimento (4.8).
6. DISPOSITIVO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR DE UMACALDEIRA DE INJEÇÃO DE VAPOR, para utilização dos métodos descritos nas reivindicações de 1 a 5, caracterizado por compreender uma bomba de óleo combustível de alta pressão (12), um compressor de ar (13), um aumentador da secura (4), um sistema de controle automático (10), de modo que uma parte do vapor presente na saída de vapor da caldeira de injeção de vapor (1) é conectada através de um tubo de injeção de óleo para uma válvula de desvio do controle automático (8) e conectada diretamente, através da dita válvula de desvio do controle automático (8) a uma boca do poço para injeção de vapor (14), de forma que a outra parte do vapor, presente na saída de vapor, é conectada, através de uma válvula de entrada de vapor do controle automático (3) ao aumentador da secura (4) assim, a secura do vapor é ainda melhorada pelo dito aumentador da secura (4) e em seguida o vapor é injetado na boca do poço para injeção de vapor (14) e, então o sistema de controle automático (10) é conectado a um sistema de controle automático (9) da caldeira de injeção de vapor, à bomba de óleo combustível de alta pressão (12) e, o compressor de ar (13) e um dispositivo de ignição (4.6) são dispostos sobre o aumentador da secura (4) conectados ao sistema de controle automático (10) de modo que a bomba de óleo combustível de alta pressão (12) e o dito compressor de ar (13) estão conectados respectivamente a um bico de combustível de alta pressão (4.7) no dito aumentador de secura (4), e a um bico de ar de alta pressão (4.5) respectivamente, e então uma saída de gás-vapor (4.11) é conectada, através de uma válvula de saída de gás-vapor do controle automático (6) e uma válvula de retenção (7) na boca do poço para injeção de vapor (14).
7. DISPOSITIVO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR de acordocom a reivindicação 6 é caracterizado por compreender uma cabeça de pulverização combinada (4.4), uma câmara de aquecimento do vapor (4.2), uma câmara de combustão (4.3) e uma câmara de mistura (4.10), no qual, a cabeça de pulverização combinada (4.4) tem um bico de ar de alta pressão (4.5), um dispositivo de ignição (4.6) e um bico de combustível de alta pressão (4.7) e a dita cabeça de pulverização combinada (4.4) conectada à dita câmara de combustão (4.3), sendo que essa dita câmara de combustão (4.3) é uma estrutura cilíndrica, em que a câmara de aquecimento do vapor (4.2) é montada sobre a câmara de combustão (4.3) em uma forma circular e tem uma entrada de vapor (4.1) em uma extremidade da cabeça e um bocal de múltiplos orifícios anulares (4.9) na extremidade traseira da referida câmara de combustão (4.3) que se comunica com o bocal de múltiplos orifícios anulares (4.9) na cauda da câmara de aquecimento do vapor (4.2) e também se comunica com a câmara de mistura (4.10) a qual tem uma saída de gás-vapor (4.11) em sua saída.
8. DISPOSITIVO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR de acordocom a reivindicação 6 é caracterizado por compreender uma cabeça de pulverização combinada (4.4), uma câmara de aquecimento do vapor (4.2), uma câmara de combustão (4.3), e uma câmara de mistura (4.10), no qual, a cabeça de pulverização combinada (4.4) tem um bico de ar de alta pressão (4.5), um dispositivo de ignição (4.6) e um bico de combustível de alta pressão (4.7) e, a dita cabeça de pulverização combinada (4.4) conectada à câmara de combustão (4.3) e, essa dita câmara de combustão (4.3) é uma estrutura cilíndrica; em que a câmara de aquecimento do vapor (4.2) é montada sobre a câmara de combustão (4.3) em uma forma circular e tem uma entrada do vapor (4.1) em uma extremidade da cabeça; em que a extremidade traseira da câmara de combustão (4.3) comunica-se com a extremidade traseira da câmara de aquecimento do vapor (4.2) e também com a câmara de mistura (4.10) a qual tem uma entrada de vapor (4.12) na sua parte superior e uma saída de gás-vapor (4.11) numa extremidade de saída.
9. DISPOSITIVO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR de acordocom a reivindicação 7 é caracterizado pela câmara de combustão (4.3) ser provida de uma câmara de pré-aquecimento (4.8) numa extremidade, conectada à cabeça de pulverização combinada (4.4) e, tanto a câmara de pré-aquecimento (4.8) quanto a câmara de combustão (4.3) formam uma estrutura cilíndrica integral, e a dita câmara de pré-aquecimento (4.8) tem orifícios dispostos em frente um do outro em sua parte superior e em sua parte inferior, e o bico de ar de alta pressão (4.5), o dispositivo de ignição (4.6) e o bico óleo combustível de alta pressão (4.7) comunicam-se com a dita câmara de combustão (4.3) através da câmara de pré-aquecimento (4.8).
10. DISPOSITIVO PARA MELHORAR A SECURA DO VAPOR de acordo com a reivindicação 8 é caracterizado pela câmara de combustão (4.3) ser provida de uma câmara de pré-aquecimento (4.8) numa extremidade da cabeçaT conectada à cabeça de pulverização combinada (4.4) e, tanto a câmara de pré- aquecimento (4.8) quanto a câmara de combustão (4.3) são uma estrutura cilíndrica integral, e a dita câmara de pré-aquecimento (4.8) tem orifícios dispostos em frente um do outro em sua parte superior e em sua parte inferior, e o bico de ar de alta pressão (4.5), o dispositivo de ignição (4.6) e o bico de óleo combustível de alta pressão (4.7) e comunica-se com a dita câmara de combustão (4.3) através da câmara de pré-aquecimento (4.8).
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