RU2087802C1 - Method and device for production of steam-gas - Google Patents
Method and device for production of steam-gas Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087802C1 RU2087802C1 RU94014285A RU94014285A RU2087802C1 RU 2087802 C1 RU2087802 C1 RU 2087802C1 RU 94014285 A RU94014285 A RU 94014285A RU 94014285 A RU94014285 A RU 94014285A RU 2087802 C1 RU2087802 C1 RU 2087802C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- steam
- gas
- water
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газонефтедобывающей промышленности и может быть использовано в энергоустановках для термодинамического воздействия на пласт с целью интенсификации добычи нефти или для очистки трубопроводов и емкостей от различных отложений, а также в других различных отраслях промышленности, где в технологических процессах используется пароазот с заданным расходом, давлением и температурой. The invention relates to the gas and oil industry and can be used in power plants for thermodynamic stimulation of the formation in order to intensify oil production or for cleaning pipelines and tanks from various deposits, as well as in various other industries where steam nitrogen is used in technological processes with a given flow rate, pressure and temperature.
Известен способ получения парогаза, основанный на сжигании водорастворимого горючего, в котором для снижения себестоимости добычи нефти, используют жидкие смеси водорастворимого горючего с практически чистым кислородом. В качестве водорастворимого горючего используют "сахара" - мелассу, экстракт сахарной свеклы, "алкоголи" метанол, этанол, пропанол, изопропанол и их смеси, которые при контакте с чистым кислородом самовоспламеняются в условиях забоя скважины. A known method of producing steam gas, based on the burning of water-soluble fuel, in which to reduce the cost of oil production, liquid mixtures of water-soluble fuel with practically pure oxygen are used. As a water-soluble fuel, "sugar" is used - molasses, sugar beet extract, "alcohol" methanol, ethanol, propanol, isopropanol and their mixtures, which, in contact with pure oxygen, self-ignite in the face of the well.
Известно нагревательное устройство для скважин, содержащее парогазогенератор с камерой сгорания и топливными форсунками, систему поджига с кабелем, источник разогрева элементов конструкции камеры сгорания. A heating device for wells is known, comprising a steam and gas generator with a combustion chamber and fuel nozzles, an ignition system with a cable, a heating source for structural elements of the combustion chamber.
Недостатком данного способа является относительная высокая стоимость получения парогаза, что вызвано использованием дорогих исходных продуктов. The disadvantage of this method is the relative high cost of producing gas, which is caused by the use of expensive starting products.
Недостатком устройства является отсутствие подвода тепла в процессе запуска, который необходим для обеспечения экзотермического разложения топлива. The disadvantage of this device is the lack of heat supply during the startup process, which is necessary to ensure exothermic decomposition of the fuel.
Техническим результатом является упрощение технологии обработки скважин экологически чистым парогазом, снижение стоимости получения парогаза за счет использования дешевых, легкодоступных исходных компонентов, а также расширение арсенала технических средств при получении парогаза, используемого в технологических процессах нефтегазодобывающей и других отраслях промышленности. The technical result is to simplify the technology of treating wells with clean steam and gas, reducing the cost of producing steam through the use of cheap, readily available starting components, as well as expanding the arsenal of technical means for producing steam used in oil and gas production processes and other industries.
Технический результат достигается тем, что, в предлагаемом способе получения парогаза в качестве топлива используют нитрат аммония и аммиак, которые растворяют в воде и полученное топливо подают на поверхности конструкции, нагретые до температуры, обеспечивающей экзотермическое разложение топлива, которое в процессе работы вытесняют, а затем и замещают водой. Причем топливо может готовиться как непосредственно на месте эксплуатации, так и на специализированном заводе. The technical result is achieved by the fact that, in the proposed method for producing steam gas, ammonium nitrate and ammonia are used as fuel, which are dissolved in water and the resulting fuel is fed to the surface of the structure, heated to a temperature that ensures exothermic decomposition of the fuel, which is displaced during operation, and then and replaced with water. Moreover, fuel can be prepared either directly at the place of operation or at a specialized plant.
Технический результат достигается тем, что устройство содержит топливную емкость, систему подачи воды, трубопроводы с запорной и регулирующей арматурой, насосы, полости камеры сгорания сообщены со стороны входа через насос с топливной емкостью, заполненной водным раствором нитрата аммония и аммиака, и с системой подачи воды, а со стороны выхода через дросселирующий элемент с потребителем парогаза. При этом источник разогрева элементов конструкции выполнены в виде электрической спирали, установленной на внутренней поверхности корпуса камеры сгорания и соединенной с токонесущим кабелем, а топливные форсунки располагают внутри спирали. Для случая расположения парогазогенератора в скважине парогазогенератор размещен в трубопроводе подвода топлива, полость которого отделена от полостей входа и выхода парогазогенератора соответственно обратным клапаном и уплотнительным элементом, а от окружающей среды заглушкой. The technical result is achieved by the fact that the device contains a fuel tank, a water supply system, pipelines with shutoff and control valves, pumps, combustion chamber cavities communicated from the inlet side through a pump with a fuel tank filled with an aqueous solution of ammonium nitrate and ammonia, and with a water supply system , and from the outlet side through the throttling element with the combined cycle gas consumer. In this case, the source of heating of the structural elements is made in the form of an electric spiral mounted on the inner surface of the housing of the combustion chamber and connected to a current-carrying cable, and the fuel nozzles are placed inside the spiral. For the case where the steam and gas generator is located in the well, the steam and gas generator is placed in the fuel supply pipe, the cavity of which is separated from the input and output cavities of the steam and gas generator by a non-return valve and a sealing element, respectively, and by a plug from the environment.
Предложенный способ получения парогаза реализуется следующим образом. The proposed method for producing gas is implemented as follows.
Топливо получают путем растворения нитрата аммония и аммиака в воде, а затем полученное топливо подают на поверхности, разогретые до температуры обеспечивающей его экзотермическое разложение (до температуры самовоспламенения топлива). Fuel is obtained by dissolving ammonium nitrate and ammonia in water, and then the resulting fuel is fed to surfaces that are heated to a temperature ensuring its exothermic decomposition (to the auto-ignition temperature of the fuel).
При завершении обработки скважины или другого объекта топливо вытесняют, замещают водой. At the end of processing a well or other object, the fuel is displaced, replaced with water.
Самовоспламенение водных растворов нитрата аммония и аммиака обусловлено главным образом свойствами аммиака, как наиболее горючего из компонентов смеси. Self-ignition of aqueous solutions of ammonium nitrate and ammonia is mainly due to the properties of ammonia, as the most combustible of the components of the mixture.
Температура самовоспламенения аммиака с кислородом воздуха в присутствии металлического катализатора составляет 651oC, а в отсутствии катализатора 850oC.The auto-ignition temperature of ammonia with oxygen in the presence of a metal catalyst is 651 o C, and in the absence of a catalyst 850 o C.
Воспламеняемость растворов в нормальных условиях обеспечивается при наличии в нем аммиака в пределах от 15 до 28% (источник тот же). The flammability of the solutions under normal conditions is ensured in the presence of ammonia in it in the range from 15 to 28% (the same source).
Следует отметить, что обеспечение температуры самовоспламенения растворов вследствие дополнительных затрат энергии на подогрев и испарение ингредиентов смеси потребует разогрева элементов конструкции парогазогенератора и среды в нем до температуры несколько выше 651oC и выше 850oC в отсутствии катализатора.It should be noted that ensuring the auto-ignition temperature of the solutions due to additional energy costs for heating and evaporating the ingredients of the mixture will require heating the structural elements of the steam and gas generator and the medium in it to a temperature slightly above 651 o C and above 850 o C in the absence of a catalyst.
Конкретная температура разогрева определяется расчетным путем, исходя из состава топлива, его расхода и теплоемкости элементов конструкции. The specific heating temperature is determined by calculation, based on the composition of the fuel, its consumption and heat capacity of the structural elements.
Продукты экзотермического разложения топлива экологически чистые и состоят в основном из паров воды и азота. The products of exothermic decomposition of fuel are environmentally friendly and consist mainly of water vapor and nitrogen.
Для прекращения реакции разложения, промывки и охлаждения элементов конструкции установки топливо вытесняется водой. To stop the decomposition, washing and cooling reaction of the structural elements of the installation, the fuel is displaced by water.
Существо изобретения представлено чертежами, где на фиг. 1 представлена схема устройства, позволяющего реализовать предложенный способ получения парогаза; на фиг. 2 вариант установки со скважинным расположением парогазогенератора в трубопроводе подвода топлива. The invention is represented by drawings, where in FIG. 1 shows a diagram of a device that allows you to implement the proposed method for producing steam gas; in FIG. 2 installation option with a borehole arrangement of a steam and gas generator in the fuel supply pipeline.
Устройство включает в себя парогазогенератор 1 с источником разогрева элементов конструкции 2. Вход в парогазогенератор соединен трубопроводом 3 через насос 4 и пускоотсечные клапаны 5, 6 с топливной емкостью 7, заполненной раствором нитрата аммония и аммиака в воде, и с системой подачи воды 8. Выход из парогазогенератора сообщен с потребителем парогаза через дросселирующий элемент 9. The device includes a steam and
В качестве источника разогрева элементов конструкции 2 могут использоваться:
элементы нагреваемые электрически;
нагревание от пороховой шашки с пиротехническим или другим (например, ударным) воспламенением;
воспламенение от электрической искры двухкомпонентного топлива и другие.As a source of heating of structural elements 2 can be used:
electrically heated elements;
heating from a powder checker with pyrotechnic or other (for example, shock) ignition;
ignition from an electric spark of two-component fuel and others.
В варианте установки со скважинным расположением /фиг. 2/ парогазогенератор размещен в трубопроводе 3 подвода топлива. In a variant of the installation with a borehole location / Fig. 2 / steam and gas generator is placed in the
При этом внутренняя полость трубопровода 3 отделена от полости входа в парогазогенератор обратным клапаном 10, а от выхода уплотнительным элементом 11. Для защиты внутренних полостей парогазогенератора 1 и трубопровода 3 от окружающей среды 12 на торце трубопровода 3 установлена заглушка 13. In this case, the internal cavity of the
Конструктивно парогазогенератор выполнен с элементами камеры сгорания, нагреваемые электрически. Structurally, the gas and steam generator is made with elements of the combustion chamber, heated electrically.
В качестве нагреваемого элемента применения электрическая спираль 14, которая может быть выполнена как изолированной от корпуса, так и контактирующей с ним. As a heated element of use, an
На фиг. 2 приведен парогазогенератор для скважинного размещения, у которого камера сгорания выполнена в виде электрической спирали 14, контактирующей контактом 17 с корпусом 16. In FIG. 2 shows a steam and gas generator for downhole deployment, in which the combustion chamber is made in the form of an
В этом случае используется грузонесущий кабель 15, который одной фазой соединен со спиралью 14. In this case, a load-bearing
Свободный конец спирали 14 электрически контактом 17 соединен с корпусом 16, который в свою очередь имеет электрический контакт 18 с трубопроводом 3. The free end of the
Электрический контакт 18 образуется при опускании парогазогенератора 1 в трубопровод 3 на грузонесущим кабеле 15, при этом трубопровод 3 заземлен. An
Парогазогенератор 1 для наземного размещения может быть выполнен с электрической спиралью 14, изолированной от корпуса 16, при этом начало и конец спирали 14 непосредственно соединяются с кабелем 15. The steam and
В случае использования спирали 14 с контактом 17 на корпусе 16, вторая фаза кабеля 15 ("земля") соединяется с корпусом 16, который в целях безопасности должен быть изолирован диэлектрическими от других элементов парогазогенератора 1. In the case of using a
В общем случае принцип работы установки заключается в следующем. In general, the principle of operation of the installation is as follows.
Для запуска установки подготовленным раствором нитрата аммония и аммиака в воде заполняют топливную емкость 6 и подают команду на разогрев элементов конструкции 2 (в данном случае электрическую спираль 14). To start the installation with a prepared solution of ammonium nitrate and ammonia in water, fill the fuel tank 6 and give a command to heat up the structural elements 2 (in this case, the electric spiral 14).
Затем подают команду на открытие клапана 5 и включение насоса 4. Топливо поступает по трубопроводу 3 на вход в парогазогенератор 1. Then they give a command to open the valve 5 and turn on the pump 4. The fuel enters through the
Распыленное форсунками 19 топливо попадает на разогретые поверхности и самовоспламеняется. Топливные форсунки 12 расположены внутри спирали 14 для того, чтобы обратные токи распыленного топлива гарантировано находились в разогретой зоне. The fuel atomized by the
Полученный парогаз через дросселирующее устройство 9 поступает к потребителю. Дросселирующее устройство 9 служит для создания противодавления, обеспечивающего постоянный режим работы парогазогенератора при различных гидравлических характеристиках потребителя. The resulting gas through the throttling device 9 is supplied to the consumer. The throttling device 9 serves to create a backpressure that provides a constant mode of operation of the steam and gas generator with various hydraulic characteristics of the consumer.
После выхода установки на установившийся режим, подогрев элементов конструкции прекращается. After the installation reaches steady state, the heating of structural elements ceases.
Для остановки клапан 5 подачи топлива закрывают, а клапан 6 подачи воды из системы 8 открывается. To stop, the fuel supply valve 5 is closed, and the water supply valve 6 from the system 8 is opened.
Вода вытесняет топливо из насоса 4, трубопровода 3, обеспечивая его полное использование, и попадая на разогретые поверхности охлаждает конструкцию парогазогенератора, прекращая выработку парогаза. Water displaces the fuel from the pump 4,
При скважинном расположении парогазогенератора перед запуском проводят следующий объем работ. With the borehole location of the steam and gas generator, the following scope of work is carried out before starting.
Трубопровод 3 (труба НКТ) подвода топлива к парогазогенератору 1 с установленной на торце заглушкой 13 опускают в скважину (фиг. 2). Заглушка 13 предохраняет внутренние полости трубопровода 3 от попадания в них скважинной жидкости 12. Pipeline 3 (tubing pipe) for supplying fuel to the
Парогазогенератор 1 опускают в трубопровод 3 на грузонесущем кабеле 15, который соединен с электрической спиралью 14. В случае использования одножильного кабеля, спираль 14 соединена с токопроводящим корпусом 16. The steam and
Парогазогенератор опускают до упора в наконечник трубопровода 3, с которым образуется электрический контакт 18. Трубопровод 3 в этом случае заземлен. The steam and gas generator is lowered all the way into the tip of the
Установка подготовлена к запуску. The installation is ready to run.
Глубина погружения парогазогенератора может быть различной, поэтому подобрать обратный клапан 10, удовлетворяющий всем условиям эксплуатации невозможно. Принят обратный клапан 10 с постоянным перепадом давления. The immersion depth of the steam and gas generator can be different, so it is impossible to select a
При запуске подается электрическое напряжение по кабелю 15 для нагрева спирали 14, включается насос 4 подачи топлива по трубопроводу 3 к парогазогенератору. When starting, an electrical voltage is supplied via
По мере заполнения трубопровода 3 топливом давления растет и обратный клапан 10 открывается, первая порция топлива попадая на разогретую поверхность спирали 14 самовоспламеняется. As the
Если возросшего от воспламенения первой порции топлива давления недостаточно для преодоления давления окружающей среды заглушка 13 не вылетит, а если давление будет выше давления топлива на входе в парогазогенератор обратный клапан 10 закроется. If the pressure increased from ignition of the first portion of the fuel is not enough to overcome the ambient pressure, the
По мере роста давления топлива на входе в парогазогенератор обратный клапан 10 вновь открывается и вторая порция топлива поступает на разогретые поверхности, топливо самовоспламеняется. As the fuel pressure at the inlet to the steam and gas generator increases, the
Этот процесс может повторяться несколько раз, пока давление топлива не превысит давления окружающей среды и процесс экзотермического разложения не стабилизируется и не станет непрерывным. This process can be repeated several times until the fuel pressure exceeds the ambient pressure and the exothermic decomposition process is not stabilized and becomes continuous.
Заглушка 13 вылетает, открывая поступление парогаза потребителю. Установка выходит на стационарный режим и подача электрического тока для нагрева спирали 14 прекращается. The
Установка на режиме при обработке скважины работает непродолжительное время и все топливо может оказаться закаченным в трубопровод 3 (НКТ), в этом случае клапан 5 закрывается и открывается клапан 6 подачи воды из системы 7. The installation in the mode during well processing works for a short time and all fuel can be pumped into the pipeline 3 (tubing), in this case, the valve 5 closes and the valve 6 for supplying water from the system 7 opens.
Вода вытесняет топливо до полного его использования, при поступлении воды в парогазогенератор выработка парогаза прекращается. Water displaces fuel until it is fully used; when water enters the steam and gas generator, the production of steam and gas stops.
Прокачиваемая воды охлаждает конструкцию парогазогенератора и промывает полости от возможного выпадания солей. The pumped water cools the design of the steam and gas generator and flushes the cavity from the possible precipitation of salts.
По завершении промывки закрывается клапан 6 и выключается насос 4. When flushing is completed, valve 6 closes and pump 4 turns off.
Установка прекращает свою работу. Installation stops its work.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94014285A RU2087802C1 (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Method and device for production of steam-gas |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94014285A RU2087802C1 (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Method and device for production of steam-gas |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94014285A RU94014285A (en) | 1995-12-20 |
RU2087802C1 true RU2087802C1 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=20154921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94014285A RU2087802C1 (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Method and device for production of steam-gas |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2087802C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013176584A2 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Закрытое Акционерное Общество "Ифохим" | Alternative universal fuel and method for producing same |
RU2513737C2 (en) * | 2009-07-17 | 2014-04-20 | Уорлд Энерджи Системз Инкорпорейтед | Method and device for bore-hole gas generator |
RU2558031C1 (en) * | 2014-08-22 | 2015-07-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Steam-gas generator for production of oil and gas condensate |
-
1994
- 1994-04-21 RU RU94014285A patent/RU2087802C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент США N 4471839, кл. E 21 B 43/36, 1984. Авторское свидетельство СССР N 1006730, кл. E 21 B 43/24, 1983. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2513737C2 (en) * | 2009-07-17 | 2014-04-20 | Уорлд Энерджи Системз Инкорпорейтед | Method and device for bore-hole gas generator |
US9422797B2 (en) | 2009-07-17 | 2016-08-23 | World Energy Systems Incorporated | Method of recovering hydrocarbons from a reservoir |
WO2013176584A2 (en) * | 2012-05-24 | 2013-11-28 | Закрытое Акционерное Общество "Ифохим" | Alternative universal fuel and method for producing same |
WO2013176584A3 (en) * | 2012-05-24 | 2014-03-13 | Закрытое Акционерное Общество "Ифохим" | Alternative universal fuel and method for producing same |
RU2558031C1 (en) * | 2014-08-22 | 2015-07-27 | Александр Сергеевич Артамонов | Steam-gas generator for production of oil and gas condensate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI71411C (en) | APPARATUR FOER BILDANDE AV EN FOERBRAENNINGSBLANDNING FOER EN FOERBRAENNINGSKAMMARE | |
US3980137A (en) | Steam injector apparatus for wells | |
US4687491A (en) | Fuel admixture for a catalytic combustor | |
US4053015A (en) | Ignition process for downhole gas generator | |
CN106801598B (en) | Device and method for burning mixed-phase superheated steam underground | |
US4678039A (en) | Method and apparatus for secondary and tertiary recovery of hydrocarbons | |
US4558743A (en) | Steam generator apparatus and method | |
US5085176A (en) | Method of and apparatus for generating and injecting hydrogen into an engine | |
CN104895545B (en) | A kind of underground fuel gasification process | |
US2937634A (en) | Prime mover and a fuel-power function of operation thereof | |
CN107100604A (en) | Method for in-situ combustion exploitation by utilizing ignition of nano combustion improver | |
RU2087802C1 (en) | Method and device for production of steam-gas | |
CN102818250B (en) | Method and device for improving steam dryness of steam injection boiler | |
CN106988717B (en) | A kind of ground supply system for underground mixed phase heated fluid generator | |
CN201386541Y (en) | Wax removal and well cleanout device for gas heat carrier | |
US3605885A (en) | Earth formation heating apparatus | |
RU2168008C2 (en) | Method of increasing oil and gas well productivity and downhole heater for method embodiment | |
CN202852783U (en) | Device and dryness raiser for improving steam dryness of steam injection boiler | |
RU2620507C1 (en) | Device for scavenger oil development | |
CN206655686U (en) | Burn mixed phase superheated steam device processed for underground | |
RU2792276C1 (en) | Method for obtaining supercritical carbon dioxide in a well for extraction of hard-to-recovery oil reserves | |
CN101858205A (en) | Device for removing paraffin and washing well by gas heat carrier | |
RU2291979C1 (en) | Fuel system of diesel engine | |
RU2569382C1 (en) | Downhole gas generator | |
RU2377393C1 (en) | Complex for off - shore hydrocarbons field arrangement |