CN203640708U - 一种槽式太阳能稠油开采装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种槽式太阳能稠油开采装置，包括槽式太阳能集热装置（1）、燃气锅炉（2）和水源（3），水源（3）通过进水管路（5）与槽式太阳能集热装置（1）的进口端连接，槽式太阳能集热装置（1）的出口端与蒸汽输出管路（7）的一端连接，蒸汽输出管路（7）的另一端延伸至地下的稠油层（8）；进水管路（5）上设有给水泵（4），给水泵（4）与槽式太阳能集热装置（1）之间的进水管路（5）上设有旁路进水管路（6），旁路进水管路（6）与燃气锅炉（2）的进口端连接，燃气锅炉（2）的出口端通过输汽管路（9）与蒸汽输出管路（7）连通。本实用新型具有结构紧凑、不消耗天然气、经济性能好且可充分降低油井地区地表水分蒸发，有利于保护环境的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种槽式太阳能稠油开采装置。
背景技术
目前，稠油的开采主要通过蒸汽汽驱、蒸汽吞吐等措施来降低稠油本身的粘度，提高稠油产量，主要是采用天然气锅炉直接加热水产生高温高压的蒸汽注入地下稠油层。这种技术的缺陷是：整套设备复杂，消耗天然气量大，运行成本高，稠油开采系统的投入产出比大，会造成石油资源供需矛盾日益突出，相当于消耗高品质的能源生产低品位的能源，不符合国家温度对口梯级利用的用能原则，整体上经济性能较差，消耗一次能源数量大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提供一种槽式太阳能稠油开采装置，它具有结构紧凑、不消耗天然气、经济性能好且可充分降低油井地区地表水分蒸发，有利于保护环境的优点。
本实用新型的技术方案：一种槽式太阳能稠油开采装置，包括槽式太阳能集热装置、燃气锅炉和水源，水源通过进水管路与槽式太阳能集热装置的进口端连接，槽式太阳能集热装置的出口端与蒸汽输出管路的一端连接，蒸汽输出管路的另一端延伸至地下的稠油层；进水管路上设有给水泵，给水泵与槽式太阳能集热装置之间的进水管路上设有旁路进水管路，旁路进水管路与燃气锅炉的进口端连接，燃气锅炉的出口端通过输汽管路与蒸汽输出管路连通。所述的槽式太阳能集热装置的数量为若干个，具体数量可根据蒸汽需求量、稠油开采场地大小、现场的太阳辐射资源自由确定。
前述的槽式太阳能稠油开采装置中，槽式太阳能集热装置进口端的进水管路上设有第一阀门，出口端的蒸汽输出管路上设有第二阀门。关闭第一阀门和第二阀门可以停用槽式太阳能集热装置，仅使用燃气锅炉完成加热工作。
前述的槽式太阳能稠油开采装置中，燃气锅炉进口端的旁路进水管路上设有第三阀门。关闭第三阀门可以只用槽式太阳能集热装置单独加热水。
前述的槽式太阳能稠油开采装置中，槽式太阳能集热装置的出口端蒸汽输出管路上还设有压力表和温度表。通过这2个仪表的数值可以时事调整槽式太阳能集热装置和燃气锅炉的进水量。
前述的槽式太阳能稠油开采装置中，槽式太阳能集热装置包括聚光反射镜、反光镜支架、集热器和集热器支架，聚光反射镜固定在反射镜支架上，集热器通过集热器支架固定在聚光反射镜的聚焦线上，集热器支架固定在反光镜支架上。
前述的槽式太阳能稠油开采装置中，集热器包括金属管、玻璃套管、波纹管、真空指示维持装置和金属玻璃管封接口，金属管套接在玻璃套管内，金属管与玻璃套管之间为真空区，真空指示维持装置设置在金属管内，金属管的两端均设有金属玻璃管封接口和波纹管，金属管通过金属玻璃管封接口与波纹管连接。玻璃套管的表面镀有选择性吸收涂层，该涂层具有高吸收率，低发射率的特性
与现有技术相比，本实用新型可以将分布广、能流密度小、品位低的太阳辐射能转化为使用方便、高品位的热能,减小了常规稠油开发过程中的天然气或煤炭的消耗量，降低了稠油开采成本，并且没有烟尘及二氧化碳及其它污染物的排放，减少环境污染的同时充分利用了可再生能源，并且由于槽式太阳能集热装置的遮阳作用，减少了地表水分的蒸发，有利于采油场地表沙漠化的治理。
槽式太阳能集热装置采用水作为直接的换热工质，减少了传统槽式系统的中间换热过程，提高了系统的整体效率；避免了采用导热油形式对环境造成的污染和破坏；本实用新型以太阳能为主要的能量输入，在太阳辐射不足及夜间工作时采用传统的天然气锅炉作为系统的补充能源，给水将直接由天然气锅炉加热产生适合稠油生产需求的蒸汽，可保证系统的连续稳定运行；槽式太阳能集热装置中的数量可根据蒸汽需求量、稠油开采场地大小、现场的太阳辐射资源自由建设；在温度较低的天气条件下可以将集热器内的工质水全部放掉，使用燃气锅炉加热，避免水在管内冻结破坏集热管，同时也节省了传统槽式导热油系统用于保温所消耗的天然气。
本实用新型的工作效率不受系统所在地海拔高度的影响，且对当地资源的消耗和环境影响都比较小。因此，采用本实用新型可以解决目前其他强化稠油开采方法的能源消耗量大、系统设备复杂、系统存在多次传热效率低、对环境有污染、经济效益低的困难现状，一次投入可低成本提高系统的整体利用效率，提高稠油开采过程中的油气比，用被视为低品位的太阳能开采出相对高品位的稠油，减缓生产过程中的化石能源消耗速度，节约能源。
附图说明
图1是本实用新型的整体结构示意图；
图2是槽式太阳能集热装置的结构示意图；
图3是集热器的结构示意图。
附图中的标记为：1-槽式太阳能集热装置，2-燃气锅炉，3-水源，4-给水泵，5-进水管路，6-旁路进水管路，7-蒸汽输出管路，8-稠油层，9-输汽管路，10-第一阀门，11-第二阀门，12-第三阀门，13-聚光反射镜，14-反光镜支架，15-集热器，16-集热器支架，17-金属管，18-玻璃套管，19-波纹管，20-真空指示维持装置，21-金属玻璃管封接口，22-压力表，23-温度表，24-真空区，25-采油管道。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。
本实用新型的实施例：如图1所示，一种槽式太阳能稠油开采装置，包括槽式太阳能集热装置1、燃气锅炉2和水源3，水源3通过进水管路5与槽式太阳能集热装置1的进口端连接，槽式太阳能集热装置1的出口端与蒸汽输出管路7的一端连接，蒸汽输出管路7的另一端延伸至地下的稠油层8；进水管路5上设有给水泵4，给水泵4与槽式太阳能集热装置1之间的进水管路5上设有旁路进水管路6，旁路进水管路6与燃气锅炉2的进口端连接，燃气锅炉2的出口端通过输汽管路9与蒸汽输出管路7连通。槽式太阳能集热装置1进口端的进水管路5上设有第一阀门10，出口端的蒸汽输出管路7上设有第二阀门11。燃气锅炉2进口端的旁路进水管路6上设有第三阀门12。槽式太阳能集热装置1的出口端蒸汽输出管路7上还设有压力表22和温度表23。
如图2所示，槽式太阳能集热装置1包括聚光反射镜13、反光镜支架14、集热器15和集热器支架16，聚光反射镜13固定在反射镜支架14上，集热器15通过集热器支架16固定在聚光反射镜13的聚焦线上，集热器支架16固定在反光镜支架14上。
如图3所示，集热器15包括金属管17、玻璃套管18、波纹管19、真空指示维持装置20和金属玻璃管封接口21，金属管17套接在玻璃套管18内，金属管17与玻璃套管18之间为真空区24，真空指示维持装置20设置在金属管17内，金属管17的两端均设有金属玻璃管封接口21和波纹管19，金属管17通过金属玻璃管封接口21与波纹管19连接。
本实用新型的工作原理：给水泵4将水源3内的水抽出并升压后通过进水管路5供给槽式太阳能集热装置1，通过旁路进水管路6供给燃气锅炉2，冷水在槽式太阳能集热装置1和燃气锅炉2内被加热成高温蒸汽后分别通过蒸汽输出管路7和输汽管路9输送至地下的稠油层8，加热后的稠油粘度降低、流动性增大被采油管道25抽运到地面。
当太阳辐射充足时，关闭第三阀门12，使槽式太阳能集热装置1单独工作，给水通过进口端的波纹管19流入金属管17，金属管17外层的玻璃套管18的表面镀有选择性吸收涂层，该涂层具有高吸收率，低发射率的特性，吸收的太阳光加热金属管17内的水，将水由液态加热成两相流、最终加热成气态，最后高温水蒸汽从出口端波纹管19进入蒸汽输出管路7，并被输送至稠油层8。
根据压力表22和温度表23的数值判断，当太阳辐射不满足设计参数要求时，打开第三阀门12，将给水通过给水泵4升压后分别输送至槽式太阳能集热装置1和燃气锅炉2，使用这2个装置同时产出高温蒸汽，并根据压力表22和温度表23的数值实时控制槽式太阳能集热装置1的进水量，当出口蒸汽温度高，压力大时增加槽式太阳能集热装置1的供水量，当出口蒸汽温度低，压力小时减小槽式太阳能集热装置1的供水量，槽式太阳能集热装置1的供水量通过调整第一阀门10来实现。
在夜晚没有太阳辐射时，关闭第一阀门10，将所有给水经给水泵4升压后全部由旁路进水管路6供入燃气锅炉2，给水在燃气锅炉2内被加热成满足设计参数要求的蒸汽后经输汽管路9和蒸汽输出管路7输送至地下稠油层8。
Claims (6)
1.一种槽式太阳能稠油开采装置，其特征在于：包括槽式太阳能集热装置（1）、燃气锅炉（2）和水源（3），水源（3）通过进水管路（5）与槽式太阳能集热装置（1）的进口端连接，槽式太阳能集热装置（1）的出口端与蒸汽输出管路（7）的一端连接，蒸汽输出管路（7）的另一端延伸至地下的稠油层（8）；进水管路（5）上设有给水泵（4），给水泵（4）与槽式太阳能集热装置（1）之间的进水管路（5）上设有旁路进水管路（6），旁路进水管路（6）与燃气锅炉（2）的进口端连接，燃气锅炉（2）的出口端通过输汽管路（9）与蒸汽输出管路（7）连通。
2.根据权利要求1所述的一种槽式太阳能稠油开采装置，其特征在于：槽式太阳能集热装置（1）进口端的进水管路（5）上设有第一阀门（10），出口端的蒸汽输出管路（7）上设有第二阀门（11）。
3.根据权利要求2所述的一种槽式太阳能稠油开采装置，其特征在于：燃气锅炉（2）进口端的旁路进水管路（6）上设有第三阀门（12）。
4.根据权利要求2所述的一种槽式太阳能稠油开采装置，其特征在于：槽式太阳能集热装置（1）的出口端蒸汽输出管路（7）上还设有压力表（22）和温度表（23）。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种槽式太阳能稠油开采装置，其特征在于：槽式太阳能集热装置（1）包括聚光反射镜（13）、反光镜支架（14）、集热器（15）和集热器支架（16），聚光反射镜（13）固定在反射镜支架（14）上，集热器（15）通过集热器支架（16）固定在聚光反射镜（13）的聚焦线上，集热器支架（16）固定在反光镜支架（14）上。
6.根据权利要求5所述的一种槽式太阳能稠油开采装置，其特征在于：集热器（15）包括金属管（17）、玻璃套管（18）、波纹管（19）、真空指示维持装置（20）和金属玻璃管封接口（21），金属管（17）套接在玻璃套管（18）内，金属管（17）与玻璃套管（18）之间为真空区（24），真空指示维持装置（20）设置在金属管（17）内，金属管（17）的两端均设有金属玻璃管封接口（21）和波纹管（19），金属管（17）通过金属玻璃管封接口（21）与波纹管（19）连接。
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