CN104728896A - 一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备及工艺。包括以下步骤：（a）用油田采出水进水阀将油田采出水送入低压蒸汽发生器在5—10KPa下部分汽化，油田采出水汽化放热后经油田采出水外输增压泵进入外排回注管线；（b）低压蒸汽发生器的汽化低压蒸汽，由蒸汽增压器加压后送至蒸汽冷凝换热器壳程，放出热量后凝结成水由凝结水外输泵加压外排至热水罐；（c）蒸汽冷凝换热器管程一侧是来自采暖水泵的供暖水，吸热后升温后经采暖水出水阀进入供暖管网；少量不凝气体由不凝气抽气泵外排至大气。有益效果是：系统相对简单、可靠、能效比高、运行费用低、耐腐蚀，不怕结垢和采出水中聚合物堵塞，可稳定提供供暖或油田原油脱水热源。

Description

一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备及工艺

技术领域

本发明涉及一种低品位热能利用的工艺及设备，特别涉及一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备及工艺。

背景技术

    我国有大量的油田分离原油后的污水回注，仅胜利油田就3亿多吨/年；两年多来，我国各大油田增压式热泵和吸收式热泵得到了大幅度推广应用，节能效果显著，为节能减排做出了较大的贡献。但在使用中，结垢问题始终困扰着工程技术人员，特别是三次采油采出液中含有的聚合物，经常堵塞换热器，影响了换热器的换热效率，使得热泵制热系数显著下降，从而导致地热资源的利用步伐减慢。利用油田采出水低沸增压冷凝换热，不仅能使油田采出水热能得到高效利用，而且，低沸增压冷凝换热工艺不直接燃烧燃料，不产生二氧化碳废气排放，是一种对环境友好的设备。同时，利用油田采出水低沸增压冷凝换热工艺为油田矿区办公和居民小区供暖提供所需的热量，可节约大量的天然气、石油或煤炭，与常规的供热锅炉相比，油田采出水低沸增压冷凝换热工艺能效比较高，约为1 : 8，克服了老油田采出水中聚合物和水垢对间隔式换热器的堵塞难题，油田采出水温度、流量稳定，且无高温部件，不易损坏，寿命长，维修保养方便。

在近几年的专利申请文献和各大油田热泵供暖工艺中，叙述了多种油田污水废热驱动热泵供暖或原油脱水工艺及设备，由于油田采出水结垢严重及某些区块三次采油聚合物成分较多，在使用中对换热器产生堵塞，几年来未能大面积推广应用。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备及工艺，其环保、节能、运行压力低并自动平衡，系统相对简单、可靠、能效比高、运行费用低、耐腐蚀，不怕结垢和采出水中聚合物堵塞。

一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备，包括油田采出水进水阀、低压蒸汽发生器、蒸汽增压器、蒸汽冷凝换热器、出水阀、不凝气抽气泵、凝结水外输泵、采暖水泵、油田采出水外输增压泵，所述的低压蒸汽发生器的一侧通过油田采出水进水阀连接低品位热水进口，底部通过油田采出水外输增压泵连接外排回注管线，在低压蒸汽发生器的另一侧通过管线连接蒸汽增压器，蒸汽增压器的输出端连接到蒸汽冷凝换热器；所述的蒸汽冷凝换热器的顶部设有出水管，底部设有进水管，在进水管上设有采暖水泵，蒸汽冷凝换热器的侧壁上设有不凝气抽气管和凝结水外输管，且在不凝气抽气管上设有不凝气抽气泵，在凝结水外输管上设有凝结水外输泵。

上述的低压蒸汽发生器的压力设置在5—10KPa。

上述的蒸汽增压器内设有增压机，且该增压机可用天然气发动机或电机驱动。

本发明提到的油田采出水低沸增压冷凝换热工艺，包括以下步骤：

（a）用油田采出水进水阀将油田采出水送入低压蒸汽发生器在5—10KPa下部分汽化，油田采出水汽化放热后经油田采出水外输增压泵进入外排回注管线；

（b）低压蒸汽发生器的汽化低压蒸汽，由蒸汽增压器加压后送至蒸汽冷凝换热器壳程，放出热量后凝结成水由凝结水外输泵加压外排至热水罐；

（c）蒸汽冷凝换热器管程一侧是来自采暖水泵的供暖水，吸热后升温后经采暖水出水阀进入供暖管网；少量不凝气体由不凝气抽气泵外排至大气。

本发明的有益效果是：本发明能实现将采暖水加热到比油田采出水高10—20℃，温差再提高其制热系数将下降，油田采出水低沸增压冷凝换热工艺的热源是油田采出水，温度、流量稳定，是一种理想的热源，本发明所用设备除低压蒸汽发生器要求防腐外，其它换热器、阀门、泵均无特殊要求；

另外，本发明与现有技术还有的不同之处是：解决了现有的油田采出水结垢严重及某些区块三次采油聚合物成分较多，进而在使用中对换热器产生堵塞的问题，系统相对简单、可靠、能效比高、运行费用低、耐腐蚀，不怕结垢和采出水中聚合物堵塞，可稳定提供供暖或油田原油脱水热源。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

上图中：油田采出水进水阀1、低压蒸汽发生器2、蒸汽增压器3、蒸汽冷凝换热器4、出水阀5、不凝气抽气泵6、凝结水外输泵7、采暖水泵8、油田采出水外输增压泵9。

具体实施方式

    结合附图1，对本发明作进一步的描述：

本发明提到的一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备，包括油田采出水进水阀1、低压蒸汽发生器2、蒸汽增压器3、蒸汽冷凝换热器4、出水阀5、不凝气抽气泵6、凝结水外输泵7、采暖水泵8、油田采出水外输增压泵9，所述的低压蒸汽发生器2的一侧通过油田采出水进水阀1连接低品位热水进口，底部通过油田采出水外输增压泵9连接外排回注管线，在低压蒸汽发生器2的另一侧通过管线连接蒸汽增压器3，蒸汽增压器3的输出端连接到蒸汽冷凝换热器4；所述的蒸汽冷凝换热器4的顶部设有出水管，底部设有进水管，在进水管上设有采暖水泵8，蒸汽冷凝换热器4的侧壁上设有不凝气抽气管和凝结水外输管，且在不凝气抽气管上设有不凝气抽气泵6，在凝结水外输管上设有凝结水外输泵7。

其中，低压蒸汽发生器2的压力设置在5—10KPa；上述的蒸汽增压器3内设有增压机，且该增压机可用天然气发动机或电机驱动。

本发明提到的油田采出水低沸增压冷凝换热工艺，包括以下步骤：

（a）用油田采出水进水阀1将油田采出水送入低压蒸汽发生器2在5—10KPa下部分汽化，油田采出水汽化放热后经油田采出水外输增压泵9进入外排回注管线；

（b）低压蒸汽发生器2的汽化低压蒸汽，由蒸汽增压器3加压后送至蒸汽冷凝换热器4壳程，放出热量后凝结成水由凝结水外输泵7加压外排至热水罐；

（c）蒸汽冷凝换热器4管程一侧是来自采暖水泵8的供暖水，吸热后升温后经采暖水出水阀进入供暖管网；少量不凝气体由不凝气抽气泵6外排至大气。

本发明工艺中，油田采出水易结垢、腐蚀性强，因此采用耐腐蚀、不怕结垢的低压蒸汽发生器作为基本换热部件，采用上述工艺流程后，利用油田联合站油水分离后产生的油田采出水低品位热能和增压机，该增压机可用天然气发动机或电机驱动，本发明能实现将采暖水加热到比油田采出水高10—20℃，温差再提高其制热系数将下降。油田采出水低沸增压冷凝换热工艺的热源是油田采出水，温度、流量稳定，是一种理想的热源，本发明所用设备除低压蒸汽发生器要求防腐外，其它换热器、阀门、泵均无特殊要求。

另外，本发明与现有技术还有的不同之处是：解决了现有的油田采出水结垢严重及某些区块三次采油聚合物成分较多，进而在使用中对换热器产生堵塞的问题，系统相对简单、可靠、能效比高、运行费用低、耐腐蚀，不怕结垢和采出水中聚合物堵塞，可稳定提供供暖或油田原油脱水热源。

Claims (4)

1.一种油田采出水低沸增压冷凝换热设备，其特征是：包括油田采出水进水阀（1）、低压蒸汽发生器（2）、蒸汽增压器（3）、蒸汽冷凝换热器（4）、出水阀（5）、不凝气抽气泵（6）、凝结水外输泵（7）、采暖水泵（8）、油田采出水外输增压泵（9），所述的低压蒸汽发生器（2）的一侧通过油田采出水进水阀（1）连接低品位热水进口，底部通过油田采出水外输增压泵（9）连接外排回注管线，在低压蒸汽发生器（2）的另一侧通过管线连接蒸汽增压器（3），蒸汽增压器（3）的输出端连接到蒸汽冷凝换热器（4）；所述的蒸汽冷凝换热器（4）的顶部设有出水管，底部设有进水管，在进水管上设有采暖水泵（8），蒸汽冷凝换热器（4）的侧壁上设有不凝气抽气管和凝结水外输管，且在不凝气抽气管上设有不凝气抽气泵（6），在凝结水外输管上设有凝结水外输泵（7）。

2.根据权利要求1所述的油田采出水低沸增压冷凝换热设备，其特征是：所述的低压蒸汽发生器（2）的压力设置在5—10KPa。

3.根据权利要求1所述的油田采出水低沸增压冷凝换热设备，其特征是：所述的蒸汽增压器（3）内设有增压机，且该增压机可用天然气发动机或电机驱动。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的油田采出水低沸增压冷凝换热工艺，其特征是包括以下步骤：

（a）用油田采出水进水阀（1）将油田采出水送入低压蒸汽发生器（2）在5—10KPa下部分汽化，油田采出水汽化放热后经油田采出水外输增压泵（9）进入外排回注管线；

（b）低压蒸汽发生器（2）的汽化低压蒸汽，由蒸汽增压器（3）加压后送至蒸汽冷凝换热器（4）壳程，放出热量后凝结成水由凝结水外输泵（7）加压外排至热水罐；

（c）蒸汽冷凝换热器（4）管程一侧是来自采暖水泵（8）的供暖水，吸热后升温后经采暖水出水阀进入供暖管网；少量不凝气体由不凝气抽气泵（6）外排至大气。