CN219367989U - 一种光热辅助原油加热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光热辅助原油加热系统，包括水套炉、原油输入管路、原油输出管路、太阳能集热装置、储热子系统、换热装置；所述太阳能集热装置与储热子系统连接；所述换热装置用于将原油输入管路输入的原油与储热子系统内的储热介质换热后通过原油输出管路输出。本实用新型在传统的水套炉原油加热系统的基础上，增设了太阳能集热装置以及储热子系统，利用太阳能集热装置收集的光热加热原油，能够大幅度减少燃气用量、节约化石能源；系统利用原有的原油输入、输出管路，与水套炉系统配合使用，在节约能源的同时仍保持系统长期持续运行的稳定性。

Description

一种光热辅助原油加热系统

技术领域

本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种利用光热辅助加热原油的技术。

背景技术

水套炉，是在油井井场用来给油井产出的油气进行加热降粘的装置。水套炉的加热原理是燃料在火筒中燃烧后，产生的热能以辐射、对流等传热形式将热量传给水套中的水，使水的温度升高，并部分汽化，水及其蒸汽再将热量传递给油盘管中的原油，使原油获得热量温度升高，采用这种间接加热的方法是为了防止原油结焦。

这种传统的利用水套炉加热原油的方法存在以下问题：一方面，燃气用量大，在全球燃气资源供应紧张的态势下、亟需采取措施；另一方面，水套炉的工作原理决定了其热效率较低，平均热效率为52-60％，低效率意味着燃气的高消耗，直接影响油田的生产成本与效益。

实用新型内容

为了解决上述燃气用量大、系统热效率低、加热成本高等技术问题，本实用新型提供以下技术方案：

一种光热辅助原油加热系统，包括水套炉、原油输入管路、原油输出管路，还包括太阳能集热装置、储热子系统、换热装置；所述太阳能集热装置与储热子系统连接；所述换热装置用于将原油输入管路输入的原油与储热子系统内的储热介质换热后通过原油输出管路输出。

进一步的，所述储热子系统中储热介质为导热油或熔盐中的一种。

进一步的，所述储热子系统包括高温储罐、低温储罐；所述换热装置具有导热介质入口、导热介质出口、原油入口、原油出口；

所述低温储罐通过介质泵与太阳能集热装置入口连接、所述太阳能集热装置出口分别通过调节阀连接高温储罐以及换热装置的导热介质入口；所述高温储罐通过介质泵连接换热装置的导热介质入口、导热介质出口连接低温储罐。

所述原油输入管路通过调节阀分别连接水套炉入口以及换热装置的原油入口；所述换热装置的原油出口、以及水套炉出口通过调节阀连接原油输出管路。

进一步的，还包括氮封子系统，所述氮封子系统包括氮气罐、气体调节阀、氮气管路，所述氮气罐通过气体调节阀和氮气管路分别将氮气通入高温储罐、低温储罐。氮封子系统能够平衡常压储罐内的压力，起到保护储罐、防止导热介质变性等作用。

进一步的，所述换热装置包括第一换热器与第二换热器，所述第一换热器利用导热介质与原油换热，所述第二换热器利用储热子系统存储的热能或太阳能集热装置收集的热能中的一种加热流入第二换热器的导热介质。设置两级换热，能够减小换热温差与热应力，便于原油的温度控制。

本实用新型在传统的水套炉原油加热系统的基础上，增设了太阳能集热装置以及储热子系统。

利用太阳能集热装置收集的光热加油原油，能够大幅度减少燃气用量、节约化石能源；系统利用原有的原油输入、输出管路，与水套炉系统配合使用，在节约能源的同时仍保持系统长期持续运行的稳定性。

同时，系统带有储热子系统，在太阳辐射强度较强的时间段，储热子系统将集热装置吸收的、用于原油加热后的剩余热能存储于高温储罐内的导热介质中，在太阳辐射强度降低至无法满足原油加热需求时，储热子系统释放热能用于维护系统运行；通过储热子系统的热力循环能够使增设的光热部分保持稳定的热力输出。

附图说明

图1、本实用新型的实施例1的系统示意图。

图2、本实用新型的实施例2的系统示意图。

图3、本实用新型的实施例3的系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1、

如图1所示的一种光热辅助原油加热系统，包括水套炉、原油输入管路、原油输出管路，还包括太阳能集热装置、储热子系统、换热装置；所述太阳能集热装置与储热子系统连接；所述换热装置用于将原油输入管路输入的原油与储热子系统内的储热介质换热后通过原油输出管路输出。

本实施例中，所述储热子系统中储热介质为导热油。所述储热子系统包括高温储罐、低温储罐，还可以设置膨胀罐、膨胀罐出入口可分别通过调节阀对应连接高温储罐出入口，膨胀罐主要用于储存受热后的膨胀量；本实施例中换热装置为一级换热，具有导热介质入口、导热介质出口、原油入口、原油出口；

所述低温储罐通过介质泵与太阳能集热装置入口连接、所述太阳能集热装置出口分别通过调节阀连接高温储罐以及换热装置的导热介质入口；所述高温储罐通过介质泵连接换热装置的导热介质入口、导热介质出口连接低温储罐。

所述原油输入管路通过调节阀分别连接水套炉入口以及换热装置的原油入口；所述换热装置的原油出口、以及水套炉出口通过调节阀连接原油输出管路。

本实施例的工作原理为：自太阳能集热装置或高温储罐进入换热装置的导热介质温度可以设置为280℃、导热介质流出时降温至180℃后流入低温储罐；相应的原油入口的原油温度自30℃约升高至55℃，期间需要控制好导热介质的流速，避免原油温升过快。

实施例2、

在实施例1的基础上，增加氮封子系统。所述氮封子系统包括氮气罐、气体调节阀、氮气管路，所述氮气罐通过气体调节阀和氮气管路分别将氮气通入高温储罐、低温储罐以及膨胀罐。氮封子系统能够平衡常压储罐内的压力，起到保护储罐、防止导热介质变性等作用。本实施例中导热介质仍然选用导热油，若选取熔盐作为导热介质，则需要使用低熔点熔盐。

实施例3、

一种光热辅助原油加热系统，包括水套炉、原油输入管路、原油输出管路，还包括太阳能集热装置、储热子系统、换热装置；所述太阳能集热装置与储热子系统连接；所述换热装置用于将原油输入管路输入的原油与储热子系统内的储热介质换热后通过原油输出管路输出。

本实施例中换热装置设置两级换热，其余均与实施例2相同。

即，所述换热装置包括第一换热器与第二换热器，所述第一换热器利用导热介质与原油换热，所述第二换热器利用储热子系统存储的热能或太阳能集热装置收集的热能中的一种加热流入第二换热器的导热介质；所述膨胀罐出口与第一换热器连接。设置两级换热，能够减小换热温差与热应力，便于原油的温度控制。

本实施例的工作原理为：自太阳能集热装置或高温储罐进入第二换热器的导热介质温度可以设置为280℃、导热介质流出时降温至180℃后流入低温储罐；用于将自第一换热器换热后约80℃的导热介质提温至130℃，同时，在第一换热器内，导致介质与原油换热，将原油至30℃加热至55℃。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种光热辅助原油加热系统，包括水套炉、原油输入管路、原油输出管路，其特征在于：还包括太阳能集热装置、储热子系统、换热装置；所述太阳能集热装置与储热子系统连接；所述换热装置用于将原油输入管路输入的原油与储热子系统内的储热介质换热后通过原油输出管路输出。

2.如权利要求1所述的一种光热辅助原油加热系统，其特征在于：所述储热子系统中储热介质为导热油或熔盐中的一种。

3.如权利要求1所述的一种光热辅助原油加热系统，其特征在于：所述储热子系统包括高温储罐、低温储罐；所述换热装置具有导热介质入口、导热介质出口、原油入口、原油出口；

所述低温储罐通过介质泵与太阳能集热装置入口连接、所述太阳能集热装置出口分别通过调节阀连接高温储罐以及换热装置的导热介质入口；所述高温储罐通过介质泵连接换热装置的导热介质入口、导热介质出口连接低温储罐；

所述原油输入管路通过调节阀分别连接水套炉入口以及换热装置的原油入口；所述换热装置的原油出口、以及水套炉出口通过调节阀连接原油输出管路。

4.如权利要求2所述的一种光热辅助原油加热系统，其特征在于：还包括氮封子系统，所述氮封子系统包括氮气罐、气体调节阀、氮气管路，所述氮气罐通过气体调节阀和氮气管路分别将氮气通入高温储罐、低温储罐。

5.如权利要求2所述的一种光热辅助原油加热系统，其特征在于：所述换热装置包括第一换热器与第二换热器，所述第一换热器利用导热介质与原油换热，所述第二换热器利用储热子系统存储的热能或太阳能集热装置收集的热能中的一种加热流入第二换热器的导热介质。