CN219045409U - 高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，包括热交换箱体、分流减速管汇、集流复速管汇和供热装置；所述热交换箱体与供热装置连接，所述热交换箱体设置在分流减速管汇和集流复速管汇之间，分流减速管汇还与高低压管汇连接，集流复速管汇与井口连接，所述高低压管汇与压裂机组连接，所述高低压管汇还通过二氧化碳增压泵与液态二氧化碳储罐连接。本实用新型能使液态二氧化碳在地面管线中就已经达到超临界态，到达井底或裂缝时能发挥超临界态二氧化碳的优势。

Description

高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置

技术领域

本实用新型涉及石油天然气工程领域，更具体地说，涉及一种高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置。

背景技术

超临界二氧化碳压裂技术是储层改造专业的前沿技术，近些年国内外许多油田做了广泛的试验。相比水基压裂液，纯液态二氧化碳作为压裂液具有其不可比拟的许多优势，超临界态二氧化碳更是具有许多的优点，如：超强的流动性和穿透性、极强的破岩能力、返排速度快、返排彻底等。但是在现场施工过程中，依靠压裂泵做功、沿程摩擦阻力、沿途地层热交换使液态二氧化碳达到超临界态是非常困难的，地面上需要有一套装置将-21℃低温液态二氧化碳加热至临界点以上，大于31.26℃，并通过柱塞泵将压力升至10-90MPa，从而使液态二氧化碳达到超临界态。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，能使液态二氧化碳在地面管线中就已经达到超临界态，到达井底或裂缝时能发挥超临界态二氧化碳的优势。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，包括热交换箱体、分流减速管汇、集流复速管汇和供热装置；所述热交换箱体与供热装置连接，所述热交换箱体设置在分流减速管汇和集流复速管汇之间，分流减速管汇还与高低压管汇连接，集流复速管汇与井口连接，所述高低压管汇与压裂机组连接，所述高低压管汇还通过二氧化碳增压泵与液态二氧化碳储罐连接。

上述方案中，所述热交换箱体内部设有由高压直管及弯管连接组成的S形热交换管。

上述方案中，所述热交换箱体前部上方为液态二氧化碳进口，后部下方为超临界二氧化碳出口，热交换箱体后部下方为高温软化水进口，前部上方为软化水出口。

上述方案中，所述分流减速管汇包括旋塞阀、单流阀、整体接头、高压直管及高压活动弯头。

上述方案中，所述集流复速管汇包括旋塞阀、单流阀、整体接头、高压直管及高压活动弯头。

上述方案中，所述供热装置为燃煤或燃气锅炉。

实施本实用新型的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，具有以下有益效果：

1、本实用新型的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置使用分流减速管汇，进入热交换箱体后扩大了热交换面积并延长了热交换时间，使液态二氧化碳在高压、大排量流动状态下达到超临界态，然后使用集流复速管汇恢复分流减速前二氧化碳的流速，从而满足工艺的要求。

2、本实用新型为实现超临界二氧化碳压裂和超临界二氧化碳钻井提供了一种结构简单、密封严密、操作方便、安全可靠的液态二氧化碳加热装置和方法。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是热交换箱体的左视图；

图2是热交换箱体的主视图；

图3是高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1-3所示，本实用新型的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置包括热交换箱体7、分流减速管汇8、集流复速管汇6和供热装置10。热交换箱体7与供热装置10连接，热交换箱体7设置在分流减速管汇8和集流复速管汇6之间，分流减速管汇8还与高低压管汇11连接，集流复速管汇6与井口5连接，高低压管汇11与压裂机组9连接，高低压管汇11还通过二氧化碳增压泵12与液态二氧化碳储罐13连接。

热交换箱体7其内部由3寸105MPa高压直管3及弯管4连接组成S形热交换管，承压90Mpa，采用法兰连接。箱体承压为常压，热交换介质为软化水，进口温度控制在95-100℃。外壳尺寸框架满足国内道路运输的要求，长度6600-8500(mm)，宽度2600(mm)，高度3100(mm)。

热交换箱体7前部上方为液态二氧化碳进口2，后部下方为超临界二氧化碳出口1，进出口各为5-8个并保持一致数量，采用由壬连接。热交换箱体7后部下方为高温软化水进口，前部上方为软化水出口。

分流减速管汇8使用3寸105MPa高压流体控制元件组合而成，包括旋塞阀、单流阀、整体接头、高压直管及高压活动弯头，并提供不少于热交换箱体7液态二氧化碳进口相应的出口数量。

集流复速管汇6使用3寸105MPa高压流体控制元件组合而成，包括旋塞阀、单流阀、整体接头、高压直管及高压活动弯头，并提供不少于热交换箱体7二氧化碳出口相应的进口数量。

分流减速管汇8和集流复速管汇6可使用压裂现场高压管汇代替。

供热装置10可选用大型燃煤或燃气锅炉，考虑到现场气源的局限性，压裂施工现场优先选用大功率燃煤锅炉。

高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，其基本原理特征是使用分流减速管汇8，进入热交换箱体7后扩大了热交换面积并延长了热交换时间，使液态二氧化碳在高压、大排量流动状态下达到超临界态，然后使用集流复速管汇6恢复分流减速前二氧化碳的流速，从而满足工艺的要求。

本实用新型由热交换箱体7、分流减速管汇8、集流复速管汇6及供热装置10四个部分组成，在现场应用时由3寸105MPa高压直管及活动弯头连接，连接方式为1502型由壬连接。

压裂现场施工之前，热交换箱体7中需要充满软化水，并用供热装置(锅炉)10循环、加热，温度达到95℃以上时方可施工；施工结束后，软化水需要冷却、排空、回收。

压裂现场施工时，本实用新型的热交换箱体7、分流减速管汇8、集流复速管汇6连接在高低压管汇11之后、井口5之前；分流减速管汇8连接在高低压管汇11之后、热交换箱体7之前，集流复速管汇6连接在热交换箱体7之后、井口5之前，加热升温后挤入井口5；供热装置10可放置在井场之外远程供热。图2为压裂现场连接示意图，压裂机组9、二氧化碳增压泵12、二氧化碳储罐13按照压裂施工现场的相关标准布局。

多个热交换箱体7通过并联或串联的方法进行连接，可以进一步减小流速、延长热交换时间和增大热交换面积，从而满足不同二氧化碳排量和工艺的要求，使液态二氧化碳达到超临界态。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (6)

1.一种高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，其特征在于，包括热交换箱体、分流减速管汇、集流复速管汇和供热装置；所述热交换箱体与供热装置连接，所述热交换箱体设置在分流减速管汇和集流复速管汇之间，分流减速管汇还与高低压管汇连接，集流复速管汇与井口连接，所述高低压管汇与压裂机组连接，所述高低压管汇还通过二氧化碳增压泵与液态二氧化碳储罐连接。

2.根据权利要求1所述的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，其特征在于，所述热交换箱体内部设有由高压直管及弯管连接组成的S形热交换管。

3.根据权利要求1所述的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，其特征在于，所述热交换箱体前部上方为液态二氧化碳进口，后部下方为超临界二氧化碳出口，热交换箱体后部下方为高温软化水进口，前部上方为软化水出口。

4.根据权利要求1所述的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，其特征在于，所述分流减速管汇包括旋塞阀、单流阀、整体接头、高压直管及高压活动弯头。

5.根据权利要求1所述的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，其特征在于，所述集流复速管汇包括旋塞阀、单流阀、整体接头、高压直管及高压活动弯头。

6.根据权利要求1所述的高压流动状态下的液态二氧化碳加热装置，其特征在于，所述供热装置为燃煤或燃气锅炉。

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