CN204716203U - 定向储能伴热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种定向储能伴热系统，包括热源、若干个装设在地下的换热装置，换热装置定向分布在被加热物件外围，换热装置和被加热物件之间充满储热物质，热源的出口端通过传热介质出液管与换热装置的入口端相连接，热源的入口端通过传热介质进液管与换热装置的出口端相连接，高温传热介质循环流经换热装置，将热量储存在周边储热物质，从而在被加热物件周边形成局部热场，并对被加热物件进行加热。本实用新型若用于采油井或输油管道加热，可提高原油温度，减少黏稠度，减少流动阻力，克服稠油低温凝固不便开采、运输等问题。储存在地下的热量还可以长期储存、随时释放利用，克服了热源供求矛盾，可以充分利用太阳能、伴生天然气等。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能设备技术领域，更具体地说，是涉及一种应用于采油设备的定向储能伴热系统。
背景技术
在原油开采或运输过程中，随着温度的降低，原油的黏稠度会增大，产生了较大的流动阻力，稠油低温凝固不便开采、运输等情况。
此外，原油是成分复杂的各种烃的混合物，很多原油中都含有石蜡，开采过程中这些石蜡会析出，粘着于采油装置的油管壁上，或者在原油的运输过程中，石蜡会粘着于地下输油管道的管壁上，随着时间的推移，采油装置的油管和地下输油管道的管径会逐渐变小，导致油量减少，严重的甚至结蜡堵塞，这样会极大地影响原油的开采进度和管道的使用寿命。为了防止结蜡多采用的做法是，将采油管或输油管提出地面，通过火烤排蜡后再重新放置地下，该方法不仅需要停产、费用昂贵，而且将造成很大的经济损失。
目前也有采用电加热、蒸汽加热或者燃烧天然气加热等方式，但是上述方式需消耗大量的高品位能源，而蒸汽加热不仅设备昂贵，并且需要在停采状况下向油井内采油套管或输油管注入高温高压蒸汽，所以采油管或输油管的除蜡问题成为困扰一些含蜡成分较高原油开采的一个难题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种节能环 保、能够在原油开采或运输过程中为原油增加热量以减少黏稠度、减少流动阻力、改善其流动性、实现能源的高效利用的定向储能伴热系统。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案如下：一种定向储能伴热系统，包括热源、若干个装设在地下储热物质里面的换热装置，以及地下被加热物件，所述热源的出口端通过传热介质出液管与所述换热装置的入口端相连接，所述热源的入口端通过传热介质进液管与所述换热装置的出口端相连接，所述若干个换热装置定向分布在所述地下被加热物件的外围。
作为优选的实施方式，所述换热装置包括换热套管、循环输出管和循环输入管，所述循环输入管的一端与所述传热介质出液管相连接，所述循环输入管的另一端位于所述换热套管的内部，所述循环输出管的一端与所述传热介质进液管相连接，所述循环输出管的另一端延伸至所述换热套管的内部底部。
作为另一种优选的实施方式，所述换热装置包括U型换热管，所述U型换热管由U型换热管输入管、U型换热管输出管和可用于沉淀杂质的U型换热管接头连接而成，所述U型换热管输入管与所述传热介质出液管相连接，所述U型换热管输出管与所述传热介质进液管相连接。
作为优选的实施方式，所述储热物质包括但不局限于土壤、泥沙、岩石、水或砾石。
作为优选的实施方式，所述换热装置的最外围设置有隔热层。
作为优选的实施方式，所述换热装置顶部的储热物质处覆盖有保温层。
作为优选的实施方式，所述热源包括太阳能集热装置、燃煤、燃气加 热装置、热泵、电加热装置或者工业废热排放装置。
作为优选的实施方式，所述换热装置可纵向装设在储热物质内部或者横向装设在储热物质内部。
作为优选的实施方式，所述地下被加热物件包括输油管道或者设置在油井处的地下采油装置。
作为优选的实施方式，所述地下采油装置包括抽油机、采油套管、油管、抽油杆、柱塞、泵筒和吸入阀，所述抽油机与所述抽油杆相连接，所述油管位于所述采油套管的内部，所述油管的底端与所述泵筒相连接，所述抽油杆位于所述油管和所述泵筒的内部，所述柱塞装设在所述抽油杆的底端，所述吸入阀装设在所述泵筒的底端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型的高温传热介质循环流经换热装置，将热量储存在周边储热物质，从而在被加热物件周边形成局部热场，并对被加热物件进行加热，若用于采油井或输油管道加热，可提高原油温度，减少黏稠度，减少流动阻力，改善其流动性，克服稠油低温凝固不便开采、运输等问题。此外，储存在地下的热量还可以长期储存、随时释放利用，克服了热源供求矛盾，可以充分利用太阳能、伴生天然气等，其极大地提高了能源的利用率，节能环保。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 的附图。
图1是本实用新型所述的第一种定向储能伴热系统的结构示意图(环油井)；
图2是本实用新型所述的第一种换热装置的结构示意图；
图3是本实用新型所述的第二种换热装置的结构示意图；
图4是图1中沿A-A线的剖面图；
图5是本实用新型所述的第二种定向储能伴热系统的结构示意图(环地下输油管道)；
图6是图5中沿B-B线的剖面图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
请参考图1和图4，图中示出了一种定向储能伴热系统，包括热源1、若干个纵向(即竖直)装设在地下储热物质2里面的换热装置3，以及地下被加热物件，该地下被加热物件为设置在油井处的地下采油装置9，热源1的出口端通过传热介质出液管4与换热装置3的入口端相连接，热源1的入口端通过传热介质进液管5与换热装置3的出口端相连接，换热装置3均匀分布在地下采油装置9的外围。工作时，高温传热介质循环流经 换热装置3，将热量储存在周边储热物质2，从而在被加热物件周边形成局部热场，并对被加热物件进行加热。
在本实施中，所述热源1可以设置为太阳能集热装置、燃煤、燃气加热装置、热泵或者电加热装置，当然，也可以为工业废热排放装置等产生热量的装置。
在本实施中，所述储热物质2包括土壤、泥沙、岩石、水或砾石等自然界地下已存在的物质。
如图2所示，所述换热装置3包括换热套管31、循环输出管33和循环输入管32，循环输入管32的一端与传热介质出液管4相连接，循环输入管32的另一端位于换热套管31的内部，循环输出管33的一端与传热介质进液管5相连接，循环输出管33的另一端延伸至换热套管31的内部底部，循环输出管33位于换热套管31内部的长度大于循环输入管32位于换热套管31内部的长度。
在另一实施例中，所述换热装置3也可以采用其他换热结构，如图3所示，所述换热装置3可以设置为U型换热管34，U型换热管34由U型换热管输入管341、U型换热管输出管342和U型换热管接头343连接而成，U型换热管输入管341与传热介质出液管4相连接，U型换热管输出管342与传热介质进液管5相连接，U型换热管接头343能够让传热介质里面的杂质沉淀在U型换热管接头343的底部，以免堵塞管路。
如图1和图4所示，为了防止储存的热量散失，所述换热装置3的外围设置有隔热层6。此外，作为更进一步的改进，所述换热装置3顶部的储热物质2处覆盖有保温层7。
在本实施中，所述地下采油装置9包括抽油机91、采油套管92、油 管93、抽油杆94、柱塞95、泵筒96和吸入阀97，抽油机91与抽油杆94相连接，油管93位于采油套管92的内部，油管93的底端与泵筒96相连接，抽油杆94位于油管93和泵筒96的内部，柱塞95装设在抽油杆94的底端，吸入阀97装设在泵筒96的底端。工作时，地下采油装置9通过抽油机91、抽油杆94传递动力抽取油井内的原油。
实施例二
请参考图5和图6，图中示出了另一种定向储能伴热系统，包括热源1、若干个横向(即水平)装设在地下储热物质2里面的换热装置3，以及地下被加热物件，该地下被加热物件为地下输油管道8，热源1的出口端通过传热介质出液管4与换热装置3的入口端相连接，热源1的入口端通过传热介质进液管5与换热装置3的出口端相连接，换热装置3均匀分布在地下输油管道8的外围。
在此需要说明的是，本实施例二的定向储能伴热系统除了将地下采油装置9替换为地下输油管道8以及换热装置3的放置方式不同之外，其余结构均可以与实施例一的定向储能伴热系统的结构相同，在此不再赘述。
综上所述，本实用新型的高温传热介质循环流经换热装置，将热量储存在周边储热物质，从而在被加热物件周边形成局部热场，并对被加热物件进行加热，若用于采油井或输油管道加热，可提高原油温度，减少黏稠度，减少流动阻力，改善其流动性，克服稠油低温凝固不便开采、运输等问题。此外，储存在地下的热量还可以长期储存、随时释放利用，克服了热源供求矛盾，可以充分利用太阳能、伴生天然气等，其极大地提高了能源的利用率，节能环保。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式 并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种定向储能伴热系统，其特征在于：包括热源(1)、若干个装设在地下储热物质(2)里面的换热装置(3)，以及地下被加热物件，所述热源(1)的出口端通过传热介质出液管(4)与所述换热装置(3)的入口端相连接，所述热源(1)的入口端通过传热介质进液管(5)与所述换热装置(3)的出口端相连接，所述若干个换热装置(3)定向分布在所述地下被加热物件的外围。
2.根据权利要求1所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述换热装置(3)包括换热套管(31)、循环输出管(33)和循环输入管(32)，所述循环输入管(32)的一端与所述传热介质出液管(4)相连接，所述循环输入管(32)的另一端位于所述换热套管(31)的内部，所述循环输出管(33)的一端与所述传热介质进液管(5)相连接，所述循环输出管(33)的另一端延伸至所述换热套管(31)的内部底部。
3.根据权利要求1所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述换热装置(3)包括U型换热管(34)，所述U型换热管(34)由U型换热管输入管(341)、U型换热管输出管(342)和可用于沉淀杂质的U型换热管接头(343)连接而成，所述U型换热管输入管(341)与所述传热介质出液管(4)相连接，所述U型换热管输出管(342)与所述传热介质进液管(5)相连接。
4.根据权利要求1所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述储热物质(2)包括土壤、泥沙、岩石、水或砾石。
5.根据权利要求1所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述换 热装置(3)的最外围设置有隔热层(6)。
6.根据权利要求1所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述换热装置(3)顶部的储热物质(2)处覆盖有保温层(7)。
7.根据权利要求1所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述热源(1)包括太阳能集热装置、燃煤、燃气加热装置、热泵、电加热装置或者工业废热排放装置。
8.根据权利要求1所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述换热装置(3)可纵向装设在储热物质(2)内部或者横向装设在储热物质(2)内部。
9.根据权利要求1至8中任意一项所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述地下被加热物件包括输油管道(8)或者设置在油井处的地下采油装置(9)。
10.根据权利要求9所述的定向储能伴热系统，其特征在于：所述地下采油装置(9)包括抽油机(91)、采油套管(92)、油管(93)、抽油杆(94)、柱塞(95)、泵筒(96)和吸入阀(97)，所述抽油机(91)与所述抽油杆(94)相连接，所述油管(93)位于所述采油套管(92)的内部，所述油管(93)的底端与所述泵筒(96)相连接，所述抽油杆(94)位于所述油管(93)和所述泵筒(96)的内部，所述柱塞(95)装设在所述抽油杆(94)的底端，所述吸入阀(97)装设在所述泵筒(96)的底端。
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Cited By (1)
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| CN117266792A (zh) * | 2023-11-06 | 2023-12-22 | 沧州润涛石油设备有限公司 | 一种多功能多耦合油井加热系统 |
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| CN117266792A (zh) * | 2023-11-06 | 2023-12-22 | 沧州润涛石油设备有限公司 | 一种多功能多耦合油井加热系统 |
| CN117266792B (zh) * | 2023-11-06 | 2024-04-30 | 沧州润涛石油设备有限公司 | 一种多功能多耦合油井加热系统 |
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