CN2591226Y - 燃气蒸汽发生器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种热采稠油的必备配套设备，特别是燃气蒸汽发生器。是由头部、燃烧室、汽化室和带有尾喷口的汽化室段经组装而成，其所述的头部的前端设有二次补燃机构，燃烧室的内外壁和汽化室的内外壁之间均设有冷却水通道，其冷却水的流动方向与燃气的流动方向相反。它具有设计合理、并通过五百小时热试车证明运行正常、性能稳定、强度高、寿命长、产气汽量大，采收率高、降低了热采成本等优点，是各油田热采稠油首选的配套设备。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种热采稠油的必备配套设备，特别是燃油的燃气蒸汽发生器。是各类油田热采中质、重质稠油的首选燃气蒸汽发生装置。
背景技术
据有关专家研究表明我国中、重质稠油的贮量约占总油储藏的2/3。可是如何将其顺利开采出来，却成为世界各国石油行业攻克的一大难题，遗憾的是到目前为止尚未见到哪个国家已成功的解决并应用于热采重质稠油方面的报导，因此，目前各国通常用高压锅炉系统来热采重质稠油，集中产汽通过管网送到井口，再经管道送到井下加热油层，使稠油温度升高粘度下降，实现对稠油开采的目的。这种传统的开采方式，尽管沿用多年，但是其缺点是显而易见的，如设备庞大、造价高、不能逐井生产作业、热损失达30-40％，采收率低、成本高又污染环境等诸多弊端。
基于上述原因近年来有人研制出一种气汽发生器并在某油田进行了热采试验，结果表明其设计方向是对的，与传统的热采方式相比还算迈出了可喜的一步，但是由于气汽发生器是高压燃烧汽化设备，其燃烧压力高达20Mpa与2000℃以上的高温，这就给设备的点火、工作寿命、可靠性、可维修性等都是个严峻的考验，又因以往的结构设计不尽完善，因此，在试验中发现诸如燃烧室头部靠近火焰侧受热辐射作用温度过高，发生龟裂现象；火花塞的端头有热熔现象，几乎每用一次就得更换一个新的；燃烧室内衬尾段变形且有烧蚀现象；汽化室内壁产生过热等不尽如人意之处，有待进一步完善，因此，使其目前尚不能用于生产。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种设计合理、热效率高、性能稳定安全可靠，产气、汽量大，采收率高，降低热采成本，组装容易便于现场维修。同时燃烧室压力、壁温、蒸汽干度可调的燃气蒸汽发生器，又称复合热载体发生器。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：由头部、燃烧室、汽化室和带有尾喷口的汽化室段经组装而成，其所述的头部的前端设有贫氧燃烧的二次补燃机构、燃烧室的内外壁和汽化室内外壁之间均设有冷却水通道，其冷却水的流动方向与燃气的流动方向相反。
所述的二次补燃机构是设在头部前端的旋流器壳体的外围壁上设有呈螺旋状沟槽的旋风通道，其进口端与高压空气的支路相通，另一端与燃烧室的增氧补燃区相通。
所述的二次补燃机构，是设在头部前端的旋流器壳体的开口端的周壁上设有切向喷气孔。
所述的冷却水通道是呈螺旋状的沟槽通道。
所述的燃烧室内壁的出口端的周壁上切向开有喷水孔。
所述的汽化室内壁的进口端的周壁上径向开有其流量可调的喷水孔。
所述的带有尾喷口的汽化室段与燃烧室外壁连成一体、其收敛段的尾端装有尾喷口。
本实用新型与现有技术相比，由于采用了头部前端增设有富油贫氧二次补燃机构、燃烧室内壁出口端的周壁上切向开有喷水孔、带有冷却水通道的汽化室段内壁进口端的周壁上径向开有喷水孔和内壁外设有冷却水通道等一系列的技术措施，并在某油田通过五百小时的热采试车，后经分解检查均未发现烧蚀、变形、损坏等异常现象，从而可见其设计合理、运行正常性能稳定、强度高、使用寿命长、产气、汽量大、采收率高，降低了热采成本。还具有组装容易利于现场换件维修、通过更换尾喷口和调节冷却水量、喷水量可分别调节燃烧室的压力、壁温和蒸汽的干度。
附图说明
图1是本实用新型的主视结构示意图。
图2是本实用新型的侧视结构示意图。
图3是图2的K-O-K剖视放大结构示意图。
图4是图3的A--A剖视结构示意图。
图5是二次燃补机构的另一实施例。
图6是图5的B-B剖视结构示意图。
具体实施方式
本实用新型的实施例结合附图加以详细描述，出口端的周壁上设有切向喷水孔10的燃烧室内壁16装于其外壁15内，其两者之间设有呈螺旋状的冷却水通道5，进口端的周壁上开有径向喷水孔9的带有冷却水通道7的汽化室17内壁装于外壁内，前端设有二次补燃机构3的头部14装于燃烧室11的进口端内，带有尾喷口的汽化室段8通过其开口端与燃烧室11的外壁15连接在一起，冷却水的进水嘴4、6分别设在汽化室17和燃烧室11的出口端上，出水嘴2设在头部14上，其出口与带有冷却水通道的汽化室17上的冷却水的进水嘴6相连，并使其冷却水的流动方向与燃气的前进方面相反，以利取得好的冷却效果，进而确保其使用寿命长，性能稳定可靠。如图3、4所示的二次补燃机构，是由旋流器壳体及其壳体外周壁上沿周向设有呈螺旋状的旋风沟槽，一端与高压空气的进气支路20相通，另一端与增氧补燃区相通；图5、6所示的是二次补燃机构的另一实施例，是在设于头部14前端的旋流器的壳体周壁上开有喷气孔22。所述的头部14上设有组合式高压油嘴1和点火器13。
本实用新型在使用时，与各附属设备、管路连接好后通常用吞吐或段塞驱的方式进行热采，高压燃油自燃油通路18、高压空气自进口21通过组合高压油嘴1中的各自通道进入并预混后喷入燃烧室11进口的贫氧富油燃烧区12中进行燃烧，与此同时自高压空气支路20进入二次补燃机构3的旋流器上的旋风通道进入燃烧室11的增氧补燃区继续燃烧，冷却水系统同时工作，冷却水自燃烧室11出口端的冷却水通道5进入，再从出水口2流入带有冷却水通道7的汽化室17上的进水嘴6进入对汽化室壁进行冷却，与此同时分别自喷水孔10、9喷入燃烧室11内和汽化室17中混合汽化，形成含有N2、CO2气体和蒸汽的复合热载体，经尾喷口喷入稠油层中，利用N2气的驱动作用，CO2气的溶解作用，水蒸汽的热力作用，降低原油粘度，恢复油层压力，进而实现热采稠油之目的。从而提高采收率、降低热采成本。
Claims (7)
1、一种燃气蒸汽发生器，是由头部(14)、燃烧室(11)、汽化室(17)和带有尾喷口的汽化室段(8)经组装而成，其特征是所述的头部(14)的前端设有贫氧燃烧的二次补燃机构(3)、燃烧室(11)的内外壁(15)、(16)和汽化室(17)的内外壁(15)、(16)之间设有冷却水通道(5)、(7)，其冷却水的流动方向与燃气的流动方向相反。
2、根据权利要求1所述的发生器，其特征在于所述的二次补燃机构(3)是设在头部(14)前端的旋流器壳体的外周壁上设有呈螺旋状沟槽的旋风通道，其进口端与高压空气的进气支路(20)相通，另一端与燃烧室(11)的增氧补燃区相通。
3、根据权利要求1所述的发生器，其特征在于所述的二次补燃机构(3)，是设在头部(14)前端的旋流器壳体的开口端的周壁上设有切向喷气孔(22)。
4、根据权利要求1所述的发生器，其特征在于所述的冷却水通道(5)、(7)是呈螺旋状的沟槽通道。
5、根据权利要求1所述的发生器，其特征在于所述的燃烧室内壁(16)的出口端的周壁上切向开有喷水孔(10)。
6、根据权利要求1所述的发生器，其特征在于所述的汽化室(17)内壁的进口端的周壁上径向开有其流量可调的喷水孔(9)。
7、根据权利要求1所述的发生器，其特征在于所述的带有尾喷口的汽化室段(8)是通过带有汽化室段的端口与燃烧室外壁(15)连成一体，其收敛段的尾端装有尾喷口。
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