CN106123345A - 一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉 - Google Patents
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Abstract
一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，它涉及一种油田加热炉。现有油田加热炉存在结垢严重，除垢工作须停炉处理，处理时间长，影响油田加热炉的工作效率的问题。本发明中加热炉本体内设置有火筒，多个除垢器沿火筒的长度方向依次设置在火筒上，高压泵设置在加热炉本体外并通过管路总成与加热炉本体内的每个除垢器相连通，控制系统设置在加热炉本体外并通过线路总成与加热炉本体内的每个除垢器相连接，电源位于加热炉本体外并与控制系统相连接；多个喷嘴均布在喷水环的内壁上且每个喷嘴的喷水端朝向火筒设置，所述控制阀设置在喷水环上且其与每个喷嘴相连接。本发明用于分离原油。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉。
背景技术
油田加热炉，是油气集输系统中应用于油田，将原油、天然气，油水混合物、油气水混合物加热至工艺所需要温度，使其满足油气集输工艺及加工工艺的要求的一种油田专用设备。
在油田生产中，三元复合驱采油技术是油田高含水后期进一步提高原油采收率的主要手段，但油田采出液中往往携带有地层溶蚀出的矿物组分和注入井下的聚合物。在采出液集输和处理的过程中，会给地面设备带来严重的结垢问题，特别是在采出液加热过程中，垢层的高热阻严重影响热量的传递，增加天然气消耗，浪费能源；当结垢层较厚时，会致使油田加热炉出现烟管变形、鼓包及烧穿等现象。而且清垢操作困难，检修费用高，成为三元复合驱采油技术工业化应用的障碍之一。
近年来，加热炉结构不断改变，除垢措施不断增加，以减少三元复合驱采油带来的结垢影响。针对新式的真空相变炉，多采用超声波、变磁场等除垢方式，实验除垢效果好，但成本过高，实际运用较少。老式的二合一火筒式加热炉主要采用加化学药剂的方法降低结垢速度，但效果并不理想，且运行成本较高。
目前，二合一火筒式加热炉在油田开采领域占有很大比例，其结垢程度远远大于真空相变炉。设计一种加热炉除垢装置，能有效除去火筒表面垢层，这样既可以提高加热炉的加热效率，又可以大量减少维修成本，提高经济效益。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，以解决现有油田加热炉存在结垢严重，除垢工作须停炉处理，处理时间长，影响油田加热炉的工作效率的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，它包括高压泵、控制系统、电源、火筒、加热炉本体和多个除垢器，所述加热炉本体内设置有火筒，所述多个除垢器沿火筒的长度方向依次设置在火筒上，所述高压泵设置在加热炉本体外并通过管路总成与加热炉本体内的每个除垢器相连通，所述控制系统设置在加热炉本体外并通过线路总成与加热炉本体内的每个除垢器相连接，所述电源位于加热炉本体外并与控制系统相连接；
每个除垢器包括控制阀、喷水环和多个喷嘴，所述喷水环套装在火筒上，所述多个喷嘴均布在喷水环的内壁上且每个喷嘴的喷水端朝向火筒设置，所述控制阀设置在喷水环上且其与每个喷嘴相连通。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、本发明能够有效除去火筒表面污垢，防止火筒过热烧坏，延长运行周期，增加运行效益，减少维修费用。
2、除垢器的设置个数根据加热炉本体的类型和运行情况而定，能够保证最大程度冲刷火筒壁面，使整个火筒处于良好工作状态。
3、本发明中的控制系统的自动化程度高，能够节省至少三分之二的劳动力。
4、本发明通过将现有的油田加热炉进行改造即可实现，改造和安装过程简单且方便，对加热炉本体的自身结构和加热功能影响较小。
5、本发明的除垢介质廉价且无污染，无需利用产生超声波、变磁场或其他功能的复杂仪器，有利于降低本发明的总体造价。
6、本发明中的高压泵、控制系统的控制线和多个除垢器均设置在加热炉本体的内部，均采用固定安装，从而使本发明整体的安装效果牢靠且没有滑动，有效避免泥沙或其他杂质带来的滑动阻塞。多个除垢器围绕火筒进行布置安装，由于每个除垢器的体积相对于火筒的体积小，所以能够减小多个除垢器的设置对加热炉本体的自身结构的影响。
7、多个除垢器在加热炉本体工作的同时进行除垢工作，不需要停炉除垢。当火筒返回温度信号时，控制系统自动控制高压泵和控制阀打开。除垢的同时，不影响加热炉本体的工作，由于水流的搅拌作用，加强了火筒对原油的加热作用。
附图说明
图1为本发明的主视结构示意图；
图2为除垢器的主视结构示意图；
图3为控制系统2的工作流程框图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式包括高压泵1、控制系统2、电源3、火筒4、加热炉本体11和多个除垢器，所述加热炉本体11内设置有火筒4，所述多个除垢器沿火筒4的长度方向依次设置在火筒4上，所述高压泵1设置在加热炉本体11外并通过管路总成与加热炉本体11内的每个除垢器相连通，所述控制系统2设置在加热炉本体11外并通过线路总成与加热炉本体11内的每个除垢器相连接，所述电源3位于加热炉本体11外并与控制系统2相连接；
每个除垢器包括控制阀7、喷水环8和多个喷嘴9，所述喷水环8套装在火筒4上，所述多个喷嘴9均布在喷水环8的内壁上且每个喷嘴9的喷水端朝向火筒4设置，所述控制阀7设置在喷水环8上且其与每个喷嘴9相连接。
本实施方式中管路总成包括多根高压水管，多根高压水管之间相互支撑，线路总成包括多根控制线，多根控制线通过加热炉本体11的内壁和高压输水管固定。
本实施方式中控制系统2为现有的温控系统，其包括温度分析装置12和中央处理器，加热炉本体11的内部为除垢器安装区域，除垢器安装区域内设置有三个测温点13，一个测温点13位于加热炉本体11的中心，另外两个分为位于加热炉本体11内部的两端。每个测温点13测得的温度信号反馈给控制系统2，控制系统2的温度分析装置12接收反馈的温度信号并根据温度信号通过中央处理器控制控制阀7和高压泵1的开启和关闭。控制系统2安装在加热炉本体11的外侧，通过控制喷水环8进水处的控制阀7，从而实现控制喷水环8和每个喷嘴9的工作。控制系统2采用自动控制，火筒4的壁面通过测温系统测得的温度作为反馈信号，控制系统2的温度分析装置12得到该温度信号并进行分析，当温度超过一定值，表示此处垢层产生，热阻增大，控制系统2通过中央处理器自动控制此处的控制阀7打开，喷嘴9喷出射流冲击壁面，达到降温除垢的效果。同时，考虑泥沙对每个喷嘴9的阻塞，未工作的喷嘴并不是完全关闭，采用一定的泄流量，保证喷嘴通畅，即每个除垢器中的控制阀7打开开度的范围为4％至10％。如此设置能够确保控制阀7有泄流量，该泄流量为每个喷嘴9的自身贮藏流量值的5％。
火筒4的结垢信息是通过每个测温点13测得的温度信号反映出来的。当火筒4的温度超过预定温度时并且急剧增大，表示火筒在该处结垢，需要清除结垢。预定温度为多450摄氏度至470摄氏度，最佳预定温度为455摄氏度。
本实施方式中高压泵1安装在加热炉本体11的外侧，通过高压水管将水流输送到加热炉本体11的内部。高压泵1采用能产生高压的液压泵或柱塞泵，介质为水，便宜且对泵无伤害，可以避免某些采用低压原油为介质导致的泵损坏。
本实施方式中多个除垢器之间为并联连接，互不影响，单独由控制系统2控制。
具体实施方式二：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中每个除垢器对应有一个支架10，每个除垢器中的喷水环8通过其对应的支架10固定连接在管路总成上。
本实施方式中每个除垢器对应有一个支架10，即多个支架10均设置在一个导轨上，该导轨设置在加热炉本体11内，每个支架10与加热炉本体11滑动配合，每个除垢器在其对应的支架10的带动下沿导轨长度方向往复滑动，增强本发明的灵活性，即实现了移动式喷射方式，每个除垢器的喷射动力来源于多个喷嘴9的喷射流的反作用力。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式还包括多根烟管5，所述多根烟管5并列设置在加热炉本体11内，每根烟管5的一端与火筒4相连通，每根烟管5的另一端与加热炉本体11外的排烟口相连通。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中每个喷嘴9铰接在喷水环8上。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式中喷水环8包括外环形壳体8-1、内环形壳体8-2和两个侧面连接环片8-3，所述外环形壳体8-1和内环形壳体8-2同轴设置，所述外环形壳体8-1和内环形壳体8-2之间分别通过两个侧面连接环片8-3固定连接制为一体，外环形壳体8-1、内环形壳体8-2和两个侧面连接环片8-3之间形成密封的腔体，所述控制阀7设置在外环形壳体8-1或两个侧面连接环片8-3中任一一个侧面连接环片8-3上，所述腔体依次通过控制阀7和管路总成与高压泵1相连通，所述多个喷嘴9均布在内环形壳体8-2上且每个喷嘴9与腔体相连通。其他未提及的结构及连接关系与具体实施方式一或四相同。
工作过程如下：
首先，加热炉本体11正常工作，控制系统2的温度分析装置12打开。同时，控制系统2控制每个除垢器中的控制阀7打开5％的开度，保证每个喷嘴9具有5％的泄流量，不会被泥沙阻塞。随着加热炉本体11的工作时间加长，火筒4温度升高，温度超过预定温度，并且急剧增大，表示火筒4在该处结垢，热阻增加，温度升高。此时，温度信号反馈给控制系统2，控制系统2分析该处温度，同时控制高压泵1和该处靠近的除垢器上的控制阀7打开，该处的除垢器工作，冲击火筒4的壁面，除去此处垢层。由于除垢器冲击时，存在冲击冷却，无法根据温度判断垢层是否除去，所以控制系统2设计冲击时间，根据样品多次试验得出，冲击时间为两分钟左右。冲击结束后，控制系统2控制该处靠近的除垢器上控制阀7恢复到初始状态。其他除垢器的工作原理同上述过程。
Claims (5)
1.一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，其特征在于：它包括高压泵(1)、控制系统(2)、电源(3)、火筒(4)、加热炉本体(11)和多个除垢器，所述加热炉本体(11)内设置有火筒(4)，所述多个除垢器沿火筒(4)的长度方向依次设置在火筒(4)上，所述高压泵(1)设置在加热炉本体(11)外并通过管路总成与加热炉本体(11)内的每个除垢器相连通，所述控制系统(2)设置在加热炉本体(11)外并通过线路总成与加热炉本体(11)内的每个除垢器相连接，所述电源(3)位于加热炉本体(11)外并与控制系统(2)相连接；
每个除垢器包括控制阀(7)、喷水环(8)和多个喷嘴(9)，所述喷水环(8)套装在火筒(4)上，所述多个喷嘴(9)均布在喷水环(8)的内壁上且每个喷嘴(9)的喷水端朝向火筒(4)设置，所述控制阀(7)设置在喷水环(8)上且其与每个喷嘴(9)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，其特征在于：每个除垢器对应有一个支架(10)，每个除垢器中的喷水环(8)通过其对应的支架(10)固定连接在管路总成上。
3.根据权利要求1或2所述的一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，其特征在于：它还包括多根烟管(5)，所述多根烟管(5)并列设置在加热炉本体(11)内，每根烟管(5)的一端与火筒(4)相连通，每根烟管(5)的另一端与加热炉本体(11)外的排烟口相连通。
4.根据权利要求3述的一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，其特征在于：每个喷嘴(9)铰接在喷水环(8)上。
5.根据权利要求1或4所述的一种带有高压除垢系统的二合一油田加热炉，其特征在于：喷水环(8)包括外环形壳体(8-1)、内环形壳体(8-2)和两个侧面连接环片(8-3)，所述外环形壳体(8-1)和内环形壳体(8-2)同轴设置，所述外环形壳体(8-1)和内环形壳体(8-2)之间分别通过两个侧面连接环片(8-3)固定连接制为一体，外环形壳体(8-1)、内环形壳体(8-2)和两个侧面连接环片(8-3)之间形成密封的腔体，所述控制阀(7)设置在外环形壳体(8-1)或两个侧面连接环片(8-3)中任一一个侧面连接环片(8-3)上，所述腔体依次通过控制阀(7)和管路总成与高压泵(1)相连通，所述多个喷嘴(9)均布在内环形壳体(8-2)上且每个喷嘴(9)与腔体相连通。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20181207 |