JPS609525Y2 - 油田用地下ボイラ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は油田において原油様収率向上のために該油田へ
加熱流体を圧入するに使用される油田用地下ボイラに関
するものである。

加熱流体の圧入は特に粘性の高い石油（通常ＡＰＩ度２
氾下）を産する油田に用いて大きな効果をあげることが
できる。

このような圧入方式において問題となることは、大量の
加熱流体を如何に熱効率よく圧入させるかである。

従来では地上にて発生させた蒸気を坑井を通して圧入さ
せているが、これによると蒸気の圧入途中、すなわち地
上から油層に至るまでの間に周囲の地層に熱を奪われ、
蒸気温度が低下してしまうことになる。

また地上でボイラにて蒸気を発生させたときには、その
際に生じた燃焼ガスの処理が環境汚染等から問題となる
。

これを解決する方法として、油層にて蒸気を発生させ、
その際に生じる燃焼ガスを蒸気と共に油層に圧入させる
ことが考えられる。

本考案は上記の圧入方法を無駄なく容易に実現できる油
田用地下ボイラを提案するもので、以下その一実施例を
第１図〜第５図に基づいて説明する。

第１図において１は油層で、地表２側から複数本の坑井
が堀られている。

すなわち図においては２本の坑井を示し、一方をボイラ
挿入弁３、他方を採油井４としている。

両弁３，４の下部には多数の貫通孔５，６が設けられる
。

７は本考案の油田用地下ボイラで、ボイラ挿入弁３に吊
下げ式で挿入されて貫通孔５の部分に位置している。

この油田用地下ボイラ７には、ポンプ８を有する燃料供
給管９と、コンプレッサ１０ならびにリサーバ１１を有
する空気供給管１２と、給水ポンプ１３を有する給水管
１４とが前記ボイラ挿入弁３を通して接続している。

前記採油井４には、採油ポンプ１５を有する原油輸送管
１６が挿入される。

前記油田用地下ボイラ７は第２図〜第５図に示すように
、小径部が下位のアンプル形状の内壁１７を有し、この
内壁１７の上位大径部から下位小径部の中間に亘っての
内側に耐火断熱材１８を設けて、該上位大径部内を加圧
燃焼方式の燃焼室１９に形成すると共に、小径部下端に
燃焼ガス噴射ノズル２０を設けている。

前記内壁１７の上端は開口２１し、ここに燃焼室１９に
向くバーナ２２が設けられ、このバーナ２２に前記燃料
供給管９が連通ずる。

前記内壁１７を囲むように断面逆Ｕ字状の外壁２３が設
けられ、両壁１７．２３の間に燃焼用空気室（冷却流体
室の一例）２４を形威している。

前記外壁２３の下端は内側へのフランジ部２５を有し、
このフランジ部２５と前記内壁１７の小径部中間とが隔
壁２６により一体化される。

そして外壁２３の上端には前記バーナ２２が固定され、
さらに空気供給管１２と給水管１４との接続座２７．２
８が固定される。

前記接続座２７からの空気配管２９は燃焼用空気室２４
内に配設され、そしてこの燃焼用空気室２４の下部で開
口する。

また燃焼用空気室２４の上部は前記開口２１を通して前
記燃焼室１９に連通する。

３０は前記フランジ部２５の内端から連設した断面Ｕ字
状の蒸気ドラム内壁で、該フランジ部２５ならびに外壁
２３と共通強度窒化される。

３１は蒸気ドラム内壁３０の外側に設けられ且つ外壁２
３の下端に連設された蒸気ドラム外壁で、両ドラム壁３
０．３１間に加熱流体室３２が形成される。

前記接続座２８からの給水配管３３は前記燃焼用空気室
２４を通り、そしてフランジ部２５を貫通したのち加熱
流体室３２を通って、蒸気ドラム内壁３０内に形成され
る蒸気ドラム室３４の下端に開口している。

これにより蒸気ドラム室３４にてボイラ水３５を貯え得
るべく構成してあり、さらにボイラ水３５内に前記燃焼
ガス噴射ノズル２０が位置している。

３６は蒸気ドラム室３４の下端に連通すべく両ドラム壁
３０．３１に取付けたブロー兼リリーフバルブ、３７は
逆止弁である。

３８は蒸気ドラム室３４の上端と加熱流体室３２の上端
とを連通ずる加熱流体導管で、前記燃焼用空気室２４内
の下部において周方向に複数本設けられ、夫々に蒸気ド
ラム圧力制御弁３９と逆止弁４０とが設けられる。

４１は加熱流流体噴射孔で、蒸気ドラム外壁３１に多数
設けられる。

４２は燃焼ガス、４３は燃焼ガス４２と蒸気との混合流
体である加熱流体を示す。

４４はボイの位置を決めと坑井上方への加熱流体の噴出
を防止するためのガイドリングを示す。

なお図においては空気配管２９と給水配管３３とを３本
づつ示したが、これは単、複数いずれであってもよい。

油田用地下ボイラ７はボイラ挿入弁３内を吊下げ式で挿
入され、そして貫通孔５の部分に対向させられる。

この状態で地装置の各種制御機器（ただし、検出部およ
び操作部はボイラ設置個所に置く。

）により、ボイラ７に送る燃料、空気、給水の圧力、流
量等を制御し、該ボイラ７の運転を行なう。

すなわち給水によりボイラ水３５を蒸気ドラム室３４へ
と流入させ、そして燃料をバーナ２２から噴射させると
共に、開口２１から空気を供給して、これら燃料と空気
との混合体を燃焼室１９内で燃焼させている。

この燃焼により生じた燃焼ガス４２は噴射ノズル２０か
ら蒸気ドラム室３４内のボイラ水３５に向けて噴射され
る。

この燃焼ガス４２の熱をボイラ水３５に直接に与える沸
騰熱伝達により蒸気を発生させる。

この蒸気と燃焼ガス４２とが混合した加熱流体４３は上
昇し、そして導管３８を通して加熱流体室３２に導かれ
る。

そして加熱流体４３は、噴射孔４１を通して噴射され、
貫通孔５を通して油層１に圧スされて重質油を加熱軟化
させる。

これにより粘度の低下した油層１内の原油は採油ポンプ
１５により採油される。

上記のような作用において、空気配管２９から燃焼用空
気室２４の下部に供給された空気は、この燃焼用空気室
２４を上昇中に、蒸気ドラム圧力制御弁３９など、両壁
１７，２３、電気配管（図示せず）などを冷却、保護し
、そして熱を吸収して予熱された空気となって開口２１
からバーナ２２部へ供給されることになる。

第６図は別の実施例を示す。

この実施例で前実施例と異なるところは次の通りである
。

すなわち耐火断熱材１８と、空気配管２９と、給水配管
２３とが省略されると共に開口２１が塞がれている。

そしてバーナ２２に燃料供給管９と空気供給管１２とが
接続−冷却流体室の別個である水室４５の上端に給水管
１４が連通している。

さらに隔壁２６は環状部材４６に代わり、その内端から
垂設した筒体４７の下端は前記燃焼ガス噴射ノズル２０
の上方において開口４８している。

なお内壁１７側は、前記バーナ２２やスペーサ４９を介
して前記外壁２３側に一体化されている。

この別の実施例によると、給水によりボイラ水３５を水
室４５から蒸気ドラム室３４へと流入させると共に、燃
料と空気との混合体をバーナ２２から噴射させて燃焼室
１９内で燃焼させている。

この燃焼により内壁１７を介して水室４５内のボイラ水
３５が予熱され、以って予熱されたボイラ水３５が蒸気
ドラム室３４に貯えられるとになる。

実施例ではボイラ挿入弁３と採油井４とを別々に設けた
がこれは兼用してもよく、また近くに並掘して任意に使
用してもよい。

前記蒸気ドラム圧力制御弁３９やブロー兼すリーフ弁３
６出口の逆止弁４０および３７は、ボイラ運転停止時に
油層１内の原油がボイラ内に流匂することを防止するた
めに設けている。

以上述べた本考案の油田用地下ボイラによると次のよう
な効果を期待し得る。

■ 燃焼室の外壁および蒸気ドラム室の内壁を共通の強
度壁としているため、この部分の構造を極めて簡単にで
きる。

■ 燃焼室壁面を二重壁として内・外画壁面を冷却流体
により冷却しているため、燃焼室は極めて大きな熱負荷
に耐えることができる。

■ 燃焼室の内、外壁を冷却用流体にて冷却しているた
め、熱を吸収して予熱された空気がバーナへ供給される
形や、熱を吸収して予熱された給水が蒸気ドラム室へ供
給される形となり、熱的に無駄がない。

■ 燃焼室を二重壁として冷却流体室を形成しているた
め、該室に各種配管や電気配線、あるいは弁などの制御
装置を配設することにより、これらを高温の原油との接
触による腐蝕、汚損から極めて容易に保護することがで
きる。

■ 蒸気および排ガス配管部の内・外圧差が極めて小さ
くなるため、この部分の配管、制御弁、逆止弁などに耐
圧強度が不要となり有利である。

■ 冷却流体室と蒸気ドラム室との仕切りは、構造上、
耐圧強度を必要としないため、極もて簡単な構造にでき
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は全体の概略図、
第２図は油田用地下ボイラの縦断正面図、第３図は同要
部の縦断正面図、第４図は第２図におけるＡ−Ａ断面図
、第５図は同Ｂ−Ｂ断面図、第６図は別の実施例を示す
縦断正面図である。 １・・・・・・油層、３・・・・・・ボイラ挿入弁、４
・・・・・・採油井、７・・・・・・油田用地下ボイラ
、１７・・・・・・内壁、１訃・・・・・耐火断熱材、
１９・・・・・・燃焼室、２０・・・・・・燃焼ガス噴
射ノズル、２２・・・・・・バーナ、２３・・・・・・
外壁、２４・・・・・・燃焼用空気室（冷却流体室）、
２９・・・・・・空気配管、３２・・・・・・加熱流体
室、３３・・・・・・給水配管、３４・・・・・・蒸気
ドラム室、４５・・・・・・水室（冷却流体室）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 加圧燃焼方式の燃焼室と、この燃焼室からの燃焼ガス噴
   射ノズルが位置する蒸気ドラム室と、この蒸気ドラム室
   を囲む加熱流体室とを有し、前記燃焼室は二重壁の内壁
   内側に形威し、そして内壁と外壁との間に冷却流体室を
   形成すると共に、この冷却流体室を形成する外壁と前記
   蒸気ドラム室を形成する蒸気ドラム内壁とを共通強度壁
   に構威し、さらに蒸気ドラム室と加熱流体室とを、前記
   冷却流体室内に配設した弁を介して連通したことを特徴
   とする油田用地下ボイラ。