CN109609222A - 火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明为一种火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，该装置能脱除火驱油田伴生气燃烧转化形成的热流体中的氧，火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置包括外壳本体，外壳本体内填充能脱除热流体中的氧的除氧填料单元，除氧填料单元能运动除氧且能摩擦去除氧化层。该装置中填料能有效脱除火驱油田伴生气燃烧转化的热流体中的过量氧，填料能运动地除氧，除氧效率高，实现了火驱油田伴生气燃烧转化的热流体安全可靠的持续回收利用。

Description

火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置
技术领域
本发明涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置。
背景技术
油田伴生尾气是在油田开采过程中伴随石油液体排出的不能被直接利用的气体。在采用火驱、蒸汽驱或气驱(如CO2驱)等提高采收率技术开采石油过程中，石油中蕴藏的甲烷气会随着驱油气一起排出，成为油田开采过程的伴生气，浓度高(>30％vo1)的伴生气可被直接或间接利用，而含量低的伴生气(一般含1-10％vo1的甲烷)由于不能被直接燃烧利用，大部分被直接就地放空，形成油田开采过程的伴生甲烷尾气。油田伴生尾气因其情况特殊而受到越来越多的关注。目前因回收技术不经济而大部分直接排空，造成资源浪费；同时，蒸汽驱生产井伴生尾气主要含有甲烷(CH4)和二氧化碳(CO2)，现场一般采用除硫后回收或燃烧利用，甲烷(CH4)的含量不稳定，在燃烧利用的过程中，经常熄火，容易产生安全隐患；甲烷(CH4)是一种温室气体，温室效应要比二氧化碳大上25倍，造成环境污染，尾气的回收和利用是生态环保不可回避的一环。
在本技术领域内，研究得出可以将火驱油田伴生气燃烧转化为热流体回收利用的方法，转化后的热流体，有时存在含氧量超标的问题，导致热流体回注油藏增产时效果差，安全性低等问题。目前除氧技术主要采用还原剂作为装置的填料除氧，装置中的填料基本固定不动，火驱油田伴生气燃烧转化为热流体处于高温高压工况，固定的填料不利于除氧。
由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，以克服现有技术的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，该装置中填料能有效脱除火驱油田伴生气燃烧转化的热流体中的过量氧，填料能运动地除氧，除氧效率高，实现了火驱油田伴生气燃烧转化的热流体安全可靠的持续回收利用。
本发明的目的是这样实现的，一种火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，所述火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置能脱除火驱油田伴生气燃烧转化形成的热流体中的氧，所述火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置包括外壳本体，所述外壳本体内填充能脱除热流体中的氧的除氧填料单元，所述除氧填料单元能运动除氧且能摩擦去除表面氧化层。
在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳本体内间隔设置多个填料支撑件，各所述填料支撑件上设置允许热流体流通的透孔，所述填料支撑件上支撑设置所述除氧填料单元，所述除氧填料单元能在热流体的作用下跳动且能与所述填料支撑件摩擦去除氧化层。
在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳本体的底部设置能容置填料氧化层渣的沉渣口袋，所述沉渣口袋的底部铺设能还原填料氧化层渣的还原料单元。
在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳本体的一端设置热流体入口，所述外壳本体的另一端设置热流体出口，所述热流体入口和所述热流体出口均与火驱油田伴生气燃烧转化器连通设置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述热流体出口处设置热流体缓冲管，所述热流体缓冲管的入口远离火驱油田伴生气燃烧转化器的中心设置。
在本发明的一较佳实施方式中，所述外壳本体的外部靠近所述热流体入口的一侧设置进口截止阀，所述外壳本体的外部靠近所述热流体出口的一侧设置出口截止阀。
在本发明的一较佳实施方式中，所述进口截止阀和所述出口截止阀之间设置支撑固定结构，所述支撑固定结构能固定支撑所述外壳本体。
由上所述，本发明提供的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置具有如下有益效果：
本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置中，除氧填料单元能够运动地脱除火驱油田伴生气燃烧转化的热流体中的过量氧，且除氧填料单元能够摩擦去除表面氧化层，除氧效率和除氧填料单元利用率较高，除氧填料单元对硫等有害物质脱除也具有积极意义；本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置中，沉渣口袋内设置能与填料氧化层渣反应还原的还原料单元，还原料单元能与填料氧化层渣反应使其还原自活，对热流体进行除氧脱硫，提高除氧填料单元的利用率；本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置结构简单，操作方便，成本低且运行可靠，实现了火驱油田伴生气燃烧转化的热流体安全可靠的持续回收利用。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1：为本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置的示意图。
图2：为本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置使用状态示意图。
图中：
100、火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置；
200、火驱油田伴生气燃烧转化器；
1、外壳本体；
101、热流体入口；102、热流体出口；103、热流体缓冲管；
11、填料支撑件；
12、沉渣口袋；
2、除氧填料单元；
31、进口截止阀；32、出口截止阀；33、支撑固定结构。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本发明提供一种火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100，该装置能脱除火驱油田伴生气燃烧转化形成的热流体中的过量的氧，火驱油田伴生气通过转化后生成120℃-300℃的热流体，主要含有氮气和二氧化碳，还有可能含有少量氧气、硫等非可利用成份(须脱除)，回注至油藏地层的压力一般会达到10-15MPa。该装置串接连通于火驱油田伴生气燃烧转化器200(用于将火驱油田伴生气燃烧转化为热流体的专用结构，如图2所示)上；火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100包括外壳本体1，外壳本体1内填充能脱除热流体中的氧的除氧填料单元2，除氧填料单元2能运动除氧且能摩擦去除表面氧化层。
本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置中，除氧填料单元能够运动地脱除火驱油田伴生气燃烧转化的热流体中的过量氧，且除氧填料单元能够摩擦去除表面氧化层，除氧效率和除氧填料单元利用率较高，除氧填料单元对硫等有害物质脱除也具有积极意义；本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置结构简单，操作方便，成本低且运行可靠，实现了火驱油田伴生气燃烧转化的热流体安全可靠的持续回收利用。
进一步，如图1所示，外壳本体1内间隔设置多个填料支撑件11，各填料支撑件11上设置允许热流体流通的透孔，填料支撑件11上支撑设置除氧填料单元2，除氧填料单元2能在热流体的作用下跳动且能与填料支撑件11摩擦去除氧化层。在本发明的一具体实施例中，填料支撑件11为网状或篦形铁质结构，透孔的孔径根据除氧填料单元2的尺寸确定，透孔要防止除氧填料单元2掉落到下层同时满足填料氧化层渣通过。除氧填料单元2可以是铁质拉丝球(卷)或蜂窝球，还可以是其他能够除氧及其他有害物质(硫、硝等)的填料；除氧填料单元2支撑铺设于填料支撑件11上，不做压实固定处理，相邻两个填料支撑件11之间的距离较小，该距离满足除氧填料单元2跳动且不会发生攒积。在热流体的气流能透过填料支撑件11上的透孔流向远离火驱油田伴生气燃烧转化器200中心的方向，流动过程中除氧填料单元2对热流体进行除氧，同时也能脱除硫等有害物质；在热流体气流作用下，除氧填料单元2跳动且与填料支撑件11碰撞、摩擦，去除除氧填料单元2表面的氧化层，提高填料的利用率。
进一步，如图1所示，外壳本体1的底部设置能容置填料氧化层渣的沉渣口袋12，沉渣口袋12的底部铺设能还原填料氧化层渣的还原料单元。还原料单元可以是少量的焦炭或木炭，因温度在300℃以下，未达到还原成一氧化碳的温度，可活化已氧化的填料，还原料单元能与填料氧化层渣反应使其还原为除氧填料单元2，完成填料氧化层渣的自活化。沉渣口袋12内还原得到的除氧填料单元2对进入外壳本体1的热流体进行除氧脱硫，提高除氧填料单元2的利用率。
在本实施方式中，如图1所示，外壳本体1的一端设置热流体入口101，外壳本体1的另一端设置热流体出口102，热流体入口101和热流体出口102均与火驱油田伴生气燃烧转化器200连通设置。火驱油田伴生气燃烧转化器200内产生的热流体经热流体入口101进入外壳本体1，经过除氧后热流体经热流体出口102流出返回至火驱油田伴生气燃烧转化器200，之后流向回注井用于油藏增产。
进一步，如图1所示，热流体出口102处设置热流体缓冲管103，热流体缓冲管103的入口远离火驱油田伴生气燃烧转化器200的中心设置，在本实施方式中，热流体缓冲管103的入口处于最外层的填料支撑件11的外侧，避免热流体经热流体入口101进入后直接流向热流体出口102，保证火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100对热流体的除氧作用。
进一步，如图1所示，外壳本体1的外部靠近热流体入口101的一侧设置进口截止阀31，外壳本体1的外部靠近热流体出口102的一侧设置出口截止阀32。在本实施方式中，进口截止阀31和出口截止阀32之间设置支撑固定结构33，支撑固定结构33能固定支撑外壳本体1。进口截止阀31能调整开口调节热流体进入外壳本体1内的流量，出口截止阀32能调整开口调节除氧后的热流体流出的流量；同时，火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100为一备一用，一个火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100连通设置于火驱油田伴生气燃烧转化器200上，去除火驱油田生产井伴生气燃烧后的热流体中的氧气，另一个火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100用作备用，一旦使用中的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100出现问题，关闭其进口截止阀31和出口截止阀32，使该火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100与火驱油田伴生气燃烧转化器200隔离，开启备用的另一个火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100的进口截止阀31和出口截止阀32，保证除氧过程的连续稳定进行，拆卸出现问题的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100进行检修、更换或更换除氧填料单元2，检修或更换后，关闭备用的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100的进口截止阀31和出口截止阀32，同时开启检修或更换后的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100的进口截止阀31和出口截止阀32，使火驱油田伴生气燃烧转化器200恢复正常工作状态，保证火驱油田伴生气燃烧转化的平稳可靠运行。两个火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100可以交替使用或同时使用增加除氧脱硫处理量，两个火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100结构相同，不分主次。
使用本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100进行热流体除氧时，如图2所示，将火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置100串接连通于火驱油田伴生气燃烧转化器200，火驱油田伴生气在火驱油田伴生气燃烧转化器200燃烧形成热流体，热流体经过热流体入口101进入外壳本体1，热流体透过填料支撑件11上的透孔流向各层填料支撑件11，各层除氧填料单元2对热流体进行除氧，同时也能脱除硫等有害物质；在热流体气流作用下，除氧填料单元2跳动且与填料支撑件11碰撞、摩擦，去除除氧填料单元2表面的氧化层，实现除氧填料单元2自活化，除氧填料单元2表面的氧化层脱落形成填料氧化层渣，填料氧化层渣经透孔脱落至沉渣口袋12，沉渣口袋12内的还原料单元与填料氧化层渣反应使其还原为除氧填料单元2，对进入外壳本体1的热流体除氧脱硫；经过除氧后热流体经热流体缓冲管103、热流体出口102流出返回至火驱油田伴生气燃烧转化器200，之后流向回注井用于油藏增产。
在本发明的一具体实施例中，某油田，共处理火驱油田伴生尾气18万标方，生成热流体136万标方，主要含有氮气和二氧化碳，氧含量为0，达到除氧目的。
由上所述，本发明提供的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置具有如下有益效果：
本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置中，除氧填料单元能够运动地脱除火驱油田伴生气燃烧转化的热流体中的过量氧，且除氧填料单元能够摩擦去除表面氧化层，除氧效率和除氧填料单元利用率较高，除氧填料单元对硫等有害物质脱除也具有积极意义；本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置中，沉渣口袋内设置能与填料氧化层渣反应还原的还原料单元，还原料单元能与填料氧化层渣反应使其还原自活，对热流体进行除氧脱硫，提高除氧填料单元的利用率；本发明的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置结构简单，操作方便，成本低且运行可靠，实现了火驱油田伴生气燃烧转化的热流体安全可靠的持续回收利用。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，其特征在于，所述火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置能脱除火驱油田伴生气燃烧转化形成的热流体中的氧，所述火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置包括外壳本体，所述外壳本体内填充能脱除热流体中的氧的除氧填料单元，所述除氧填料单元能运动除氧且能摩擦去除表面氧化层。
2.如权利要求1所述的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，其特征在于，所述外壳本体内间隔设置多个填料支撑件，各所述填料支撑件上设置允许热流体流通的透孔，所述填料支撑件上支撑设置所述除氧填料单元，所述除氧填料单元能在热流体的作用下跳动且能与所述填料支撑件摩擦去除氧化层。
3.如权利要求2所述的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，其特征在于，所述外壳本体的底部设置能容置填料氧化层渣的沉渣口袋，所述沉渣口袋的底部铺设能还原填料氧化层渣的还原料单元。
4.如权利要求2所述的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，其特征在于，所述外壳本体的一端设置热流体入口，所述外壳本体的另一端设置热流体出口，所述热流体入口和所述热流体出口均与火驱油田伴生气燃烧转化器连通设置。
5.如权利要求4所述的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，其特征在于，所述热流体出口处设置热流体缓冲管，所述热流体缓冲管的入口远离火驱油田伴生气燃烧转化器的中心设置。
6.如权利要求4所述的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，其特征在于，所述外壳本体的外部靠近所述热流体入口的一侧设置进口截止阀，所述外壳本体的外部靠近所述热流体出口的一侧设置出口截止阀。
7.如权利要求6所述的火驱油田伴生气燃烧转化器用缓冲除氧装置，其特征在于，所述进口截止阀和所述出口截止阀之间设置支撑固定结构，所述支撑固定结构能固定支撑所述外壳本体。
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