CN113250661A - 菲涅尔聚光注水采油系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油工程技术领域，尤其是涉及一种菲涅尔聚光注水采油系统，包括采油装置、插入油层的配水机构和菲涅尔喷雾系统，所述菲涅尔喷雾系统分别通过导管与采油装置和配水机构连通；所述菲涅尔喷雾系统包括水罐，所述水罐内设置有喷雾冷却器、光伏电池和菲涅尔镜，所述光伏电池位于喷雾冷却器上方，所述菲涅尔镜位于光伏电池上方，使用时，通过菲涅尔镜将太阳光聚焦至光伏电池上，光伏电池会达到很高的温度，同时向导管的一端输入冷水，冷水通过喷雾冷却器向光伏电池进行喷洒并对光伏电池进行冷却，喷出的水吸收热量，两者配合实现高效采油，光伏电池所产生的电能被采油系统利用，同时利用太阳能产生热水，环保清洁并大大降低了生产能耗。
Description
技术领域
本发明涉及石油工程技术领域，尤其是涉及一种菲涅尔聚光注水采油系统。
背景技术
稠油在世界油气资源中占有较大的比例。由于稠油粘度高、密度大和流动缓慢等问题，导致在现开采的油井中，稠油的开采率不足20％。我国稠油资源丰富，但如何开采稠油，使之成为可动用的储量，就显得至关重要。利用稠油对温度敏感的特性，向稠油层注入温度较高的热水，降低稠油的粘度，是当前开采稠油的有效方法。传统注水采油获取高温高热水需要消耗大量资源，消耗能源所产生的污染物需要再次处理，比较费时费工。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决传统注水采油获取高温高热水需要消耗大量资源，消耗能源所产生的污染物需要再次处理，比较费时费工的问题，现提供了一种菲涅尔聚光注水采油系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种菲涅尔聚光注水采油系统，包括采油装置、插入油层的配水机构和菲涅尔喷雾系统，所述菲涅尔喷雾系统分别通过导管与采油装置和配水机构连通；
所述菲涅尔喷雾系统包括水罐，所述水罐内设置有喷雾冷却器、光伏电池和菲涅尔镜，所述光伏电池位于喷雾冷却器上方，所述菲涅尔镜位于光伏电池上方，所述导管的输入端与喷雾冷却器连通，所述导管的输出端与水罐连通，所述光伏电池与采油装置之间电连接。
本发明通过菲涅尔镜将太阳光聚焦至光伏电池上，光伏电池会达到很高的温度，同时向导管的一端输入冷水，冷水通过喷雾冷却器向光伏电池进行喷洒并对光伏电池进行冷却，喷出的水吸收热量，此时水温升高并被输送至采油装置和配水机构，配水机构向油层内输送热水并提高油层压力，而采油装置向油层输送热水可以降低稠油的黏度，两者配合实现高效采油。
为了便于将太阳光均匀分散至光伏电池上，进一步地，所述菲涅尔喷雾系统还包括导光片，所述导光片设置在光伏电池和菲涅尔镜之间并将太阳光均匀分散。通过在菲涅尔镜和光伏电池之间设置导光片，导光片将太阳光均匀分散至光伏电池上。
为了便于菲涅尔喷雾系统加热后的水合理利用，进一步地，所述菲涅尔喷雾系统与配水机构之间设置有储水箱。通过在菲涅尔喷雾系统与配水机构之间设置储水箱，储水箱能够将热水收集并根据需要进行分配处理。
为了更好的将太阳光聚焦到菲涅尔喷雾系统上，进一步地，所述菲涅尔喷雾系统上设置有太阳能聚光器。通过在菲涅尔喷雾系统上设置太阳能聚光器，提高菲涅尔喷雾系统上的利用率，也就提高了太阳能的使用率。
为了提高太阳能的使用效率，进一步地，所述菲涅尔喷雾系统设在太阳能追踪器上。通过将菲涅尔喷雾系统设置在太阳能追踪器上，这样使得白天能够极大效率的利用太阳能。
进一步地，所述太阳能追踪器和菲涅尔喷雾系统之间设置有伸缩杆。
进一步地，所述采油装置包括隔热油管，所述隔热油管内依次设置有井下补偿器、第一热采封隔器、井下汽水分离器和第二热采封隔器，所述隔热油管的一端与菲涅尔喷雾系统的输出端连通。
进一步地，所述配水机构包括相互连通的第一配水器和第二配水器，所述第一配水器和第二配水器之间设置有第三封隔器，所述第二配水器上设置有底筛堵，所述第一配水器的一端与菲涅尔喷雾系统的输出端连通。
进一步地，该系统上设置有若干菲涅尔喷雾系统，若干所述菲涅尔喷雾系统的水罐之间相互串联连通。
本发明的有益效果是：本发明菲涅尔聚光注水采油系统在使用时，通过菲涅尔镜将太阳光聚焦至光伏电池上，光伏电池会达到很高的温度，同时向导管的一端输入冷水，冷水通过喷雾冷却器向光伏电池进行喷洒并对光伏电池进行冷却，喷出的水吸收热量，此时水温升高并被输送至采油装置和配水机构，配水机构向油层内输送热水并提高油层压力，而采油装置向油层输送热水可以降低稠油的黏度，两者配合实现高效采油，光伏电池所产生的电能被采油系统利用，同时利用太阳能产生热水，环保清洁并大大降低了生产能耗，避免了传统注水采油获取高温高热水需要消耗大量资源，消耗能源所产生的污染物需要再次处理，比较费时费工的问题。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中菲涅尔喷雾系统的结构示意图；
图3是本发明中导光片使用时的状态图；
图4是本发明中水罐内喷雾冷却器的结构示意图。
图中：1、采油装置，101、隔热油管，102、井下补偿器，103、第一热采封隔器，104、井下汽水分离器，105、第二热采封隔器；
2、配水机构，201、第一配水器，202、第二配水器，203、第三封隔器，204、底筛堵；
3、菲涅尔喷雾系统，301、水罐，302、喷雾冷却器，303、光伏电池，304、菲涅尔镜，305、导光片，306、储水箱；
4、太阳能聚光器，5、伸缩杆，6、太阳能追踪器，7、导管。
具体实施方式
本发明下面结合实施例作进一步详述：
本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-4所示，一种菲涅尔聚光注水采油系统，包括采油装置1、插入油层的配水机构2和菲涅尔喷雾系统3，所述菲涅尔喷雾系统3分别通过导管7与采油装置1和配水机构2连通；
所述菲涅尔喷雾系统3包括水罐301，所述水罐301内设置有喷雾冷却器302、光伏电池303和菲涅尔镜304，所述光伏电池303位于喷雾冷却器302上方，所述菲涅尔镜304位于光伏电池303上方，所述导管7的输入端与喷雾冷却器302连通，所述导管7的输出端与水罐301连通，所述光伏电池303与采油装置1之间电连接。导管7上设置有电动气泵和截止阀。
所述菲涅尔喷雾系统3还包括导光片305，所述导光片305设置在光伏电池303和菲涅尔镜304之间并将太阳光均匀分散。
所述菲涅尔喷雾系统3与配水机构2之间设置有储水箱306。
所述菲涅尔喷雾系统3上设置有太阳能聚光器4。
所述菲涅尔喷雾系统3设在太阳能追踪器6上。
所述太阳能追踪器6和菲涅尔喷雾系统3之间设置有伸缩杆5。伸缩杆5顾名思义可以进行伸长或者缩短。
所述采油装置1包括隔热油管101，所述隔热油管101内依次设置有井下补偿器102、第一热采封隔器103、井下汽水分离器104和第二热采封隔器105，所述隔热油管101的一端与菲涅尔喷雾系统3的输出端连通。
所述配水机构2包括相互连通的第一配水器201和第二配水器202，所述第一配水器201和第二配水器202之间设置有第三封隔器203，所述第二配水器202上设置有底筛堵204，所述第一配水器201的一端与菲涅尔喷雾系统3的输出端连通。
该系统上设置有若干菲涅尔喷雾系统3，若干所述菲涅尔喷雾系统3的水罐301之间相互串联连通。光伏电池303采用三结砷化镓电池，光伏电池303采用串联进行排列，光伏电池303所产生的电能供给采油装置1使用。
上述菲涅尔聚光注水采油系统在使用时，从供水水箱提供的冷水，由电动气泵通过电力不停压缩空气产生气压，将其压进导管7并经过截止阀节流后，输送给喷雾冷却器302；此时由于菲涅尔镜304对太阳光的聚集，再经导光镜的均匀分光作用，光伏电池303会达到一个很高的温度，为了避免温度过高损坏光伏电池303，喷雾冷却器302向上方的光伏电池303喷射水雾，由于换热作用，光伏电池303温度降低的同时水的温度会升高，之后温度升高的水由于重力作用会溅落在水罐301中，此处采用四个菲涅尔喷雾系统3串联，即是第一个菲涅尔喷雾系统3的水罐301出水口通过导管7连接至下一个菲涅尔喷雾系统3，此时进入喷雾冷却器302的水为经过第一次换热温度升高的水，重复上述换热规律，则从最后一个菲涅尔喷雾系统3的水罐301出水口汇出的高温水已可以满足使用要求，再经过截止阀节流后，并汇入储水箱306。
当获得足量的高温水后，通过储水箱306出水口经导管7依次通过第一配水器201、第三封隔器203、第二配水器202和底筛堵204并进入到油层内，经过一段时间后并能够实现油层压力的提高，此时位于地面的采油装置1，热水通过导管7经过下方所连接的隔热油管101、井下补偿器102、第一热采封隔器103、井下汽水分离器104和第二热采封隔器105进入油层，将稠油黏度降低，这样能以较高的采收率开采石油，保证油田的高产和稳产。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：包括采油装置(1)、插入油层的配水机构(2)和菲涅尔喷雾系统(3)，所述菲涅尔喷雾系统(3)分别通过导管(7)与采油装置(1)和配水机构(2)连通；
所述菲涅尔喷雾系统(3)包括水罐(301)，所述水罐(301)内设置有喷雾冷却器(302)、光伏电池(303)和菲涅尔镜(304)，所述光伏电池(303)位于喷雾冷却器(302)上方，所述菲涅尔镜(304)位于光伏电池(303)上方，所述导管(7)的输入端与喷雾冷却器(302)连通，所述导管(7)的输出端与水罐(301)连通，所述光伏电池(303)与采油装置(1)之间电连接。
2.根据权利要求1所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：所述菲涅尔喷雾系统(3)还包括导光片(305)，所述导光片(305)设置在光伏电池(303)和菲涅尔镜(304)之间并将太阳光均匀分散。
3.根据权利要求1所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：所述菲涅尔喷雾系统(3)与配水机构(2)之间设置有储水箱(306)。
4.根据权利要求1所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：所述菲涅尔喷雾系统(3)上设置有太阳能聚光器(4)。
5.根据权利要求1所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：所述菲涅尔喷雾系统(3)设在太阳能追踪器(6)上。
6.根据权利要求5所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：所述太阳能追踪器(6)和菲涅尔喷雾系统(3)之间设置有伸缩杆(5)。
7.根据权利要求1所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：所述采油装置(1)包括隔热油管(101)，所述隔热油管(101)内依次设置有井下补偿器(102)、第一热采封隔器(103)、井下汽水分离器(104)和第二热采封隔器(105)，所述隔热油管(101)的一端与菲涅尔喷雾系统(3)的输出端连通。
8.根据权利要求1所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：所述配水机构(2)包括相互连通的第一配水器(201)和第二配水器(202)，所述第一配水器(201)和第二配水器(202)之间设置有第三封隔器(203)，所述第二配水器(202)上设置有底筛堵(204)，所述第一配水器(201)的一端与菲涅尔喷雾系统(3)的输出端连通。
9.根据权利要求1所述的菲涅尔聚光注水采油系统，其特征在于：该系统上设置有若干菲涅尔喷雾系统(3)，若干所述菲涅尔喷雾系统(3)的水罐(301)之间相互串联连通。
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