RU2146001C1 - Mobile heat exchanger to heat technological fluid on well - Google Patents

Mobile heat exchanger to heat technological fluid on well Download PDF

Info

Publication number
RU2146001C1
RU2146001C1 RU98122742A RU98122742A RU2146001C1 RU 2146001 C1 RU2146001 C1 RU 2146001C1 RU 98122742 A RU98122742 A RU 98122742A RU 98122742 A RU98122742 A RU 98122742A RU 2146001 C1 RU2146001 C1 RU 2146001C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tube
enclosure
heat exchanger
heat
mobile
Prior art date
Application number
RU98122742A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Н.Г. Ибрагимов
Мирзахан Атакиши оглы Джафаров
Original Assignee
Нефтегазодобывающее управление "Альметьевнефть"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нефтегазодобывающее управление "Альметьевнефть" filed Critical Нефтегазодобывающее управление "Альметьевнефть"
Priority to RU98122742A priority Critical patent/RU2146001C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2146001C1 publication Critical patent/RU2146001C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: gas and oil production. SUBSTANCE: invention is related to aids meant to pump technological fluids, specifically, to pump down heated solvent for dewaxing of underground equipment of well. Internal tubes on outside in multiway heat exchanger of "tube in tube" type are equipped with spiral finning. Tube pairs connected in series are placed in the form of S-shaped horizontal tube bundle and are placed into cylindrical enclosure. In upper tube pair external and internal tubes are continued downstream of enclosure and are provided with drain and supply ducts. In lower tube pair internal tube has tangential outlet to internal space of enclosure and external tube is continued downstream of enclosure and is provided with supply duct to feed heated fluid. Rear wall of enclosure is equipped with L-shaped drain branch pipe with side hole in upper part that ensures outlet of heat transfer agent and its level in enclosure. Provision for intensive heat exchange process in apparatus under optimum overall dimensions of heat exchanger makes it possible to use it effectively as mobile facility for heating and simultaneous pumping down of technological fluids based on hydrocarbon solvents in process of thermal chemical treatment of wells. EFFECT: increased functional efficiency of mobile heat exchanger. 3 dwg, 1 tbl

Description

Предполагаемое изобретение относится к средствам нагрева технологических жидкостей и нефтегазодобыче, в частности используется для закачки нагретого растворителя при депарафинизации подземного оборудования скважин, и может быть применено в нефтехимической и других отраслях промышленности. The alleged invention relates to a means of heating process liquids and oil and gas production, in particular it is used to pump heated solvent during dewaxing of underground well equipment, and can be used in petrochemical and other industries.

Известны кожухотрубные теплообменики для нагрева жидкости, состоящие из подводящих и отводящих коллекторов и трубного пучка, закрепленного в трубных решетках, которые заключены в общий кожух /1/. Known shell-and-tube heat exchangers for heating liquids, consisting of inlet and outlet collectors and a tube bundle fixed in tube sheets, which are enclosed in a common casing / 1 /.

Недостатком этих теплообменников является ограничение в применении в условиях высокого давления, необходимого для обеспечения непрерывности процесса нагрева и закачки технологической жидкости в скважину. Кроме того, требуется сложная конструкция теплообменника при существенной разности температур теплообменивающихся сред. The disadvantage of these heat exchangers is the restriction in use under high pressure conditions, necessary to ensure the continuity of the process of heating and pumping the process fluid into the well. In addition, a complex design of the heat exchanger is required with a significant temperature difference between the heat exchanging media.

Известен также выбранный в качестве ближайшего аналога теплообменник для нагрева технологических жидкостей на скважине, содержащий подводящие и отводящие каналы для теплоносителя и подогреваемой жидкости, последовательно соединенные многоходовые трубные пары, состоящие из наружных труб со спиральным оребрением внешних поверхностей /2/. Also known is selected as the closest analogue to a heat exchanger for heating process fluids in the well, containing inlet and outlet channels for a coolant and a heated fluid, series-connected multi-way pipe pairs consisting of external pipes with spiral finning of external surfaces / 2 /.

Недостатком этих теплообменников является громоздкая конструкция и большой расход металла на единицу поверхности теплообмена. Значительная площадь внешней поверхности наружных труб не участвует в теплообменном процессе, а наоборот является источником потери тепла. The disadvantage of these heat exchangers is the bulky design and high metal consumption per unit of heat transfer surface. A significant area of the outer surface of the outer pipes is not involved in the heat transfer process, but rather is a source of heat loss.

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена за счет рационального использования теплоносителя. The purpose of the invention is to increase the efficiency of heat transfer due to the rational use of the coolant.

Поставленная цель достигается тем, что в многоходовом теплообменнике типа "труба в трубе" внутренние трубы с наружной стороны снабжены спиральным оребрением. Последовательно соединенные трубные пары расположены в виде S-образного горизонтального трубного пучка и размещены в цилиндрическом кожухе. В верхней трубной паре наружная и внутренняя трубы за кожухом имеют продолжение, где снабжены соответственно отводящим и подводящим каналами. В нижней трубной паре внутренняя труба имеет тангенциальный выход во внутреннюю полость кожуха, а наружная труба имеет продолжение за кожухом и снабжена подводящим каналом для поступление подогреваемой жидкости. Кожух у задней стенки снабжен Г-образным отводящим патрубком с боковым отверстием в верхней части, обеспечивающим выход теплоносителя и его уровень в кожухе. This goal is achieved by the fact that in the multi-pass pipe-to-pipe heat exchanger, the inner pipes are provided with spiral fins from the outside. Serially connected pipe pairs are arranged in the form of an S-shaped horizontal tube bundle and are placed in a cylindrical casing. In the upper pipe pair, the outer and inner pipes behind the casing have a continuation, where they are equipped with respectively outlet and inlet channels. In the lower pipe pair, the inner pipe has a tangential exit into the inner cavity of the casing, and the outer pipe has a continuation behind the casing and is equipped with a supply channel for the intake of heated fluid. The casing at the rear wall is equipped with an L-shaped outlet pipe with a side hole in the upper part, providing the coolant outlet and its level in the casing.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теплообменник в продольном разрезе; на фиг. 2 - поперечный разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - принципиальная схема обвязки передвижного теплообменника на скважине. In FIG. 1 shows the proposed heat exchanger in longitudinal section; in FIG. 2 is a cross section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a schematic diagram of a strapping of a mobile heat exchanger in the well.

Теплообменник состоит из кожуха 1 с крышкой 2. В кожухе 1 в виде S-образного трубного пучка расположены трубные пары, состоящие из наружных труб 3 и концентрично расположенных в них внутренних труб 4 с наружными спиральными ребрами 5. Кольцевые пространства трубных пар между собой последовательно соединены дугообразными перемычками 6. Внутренние трубы 4 последовательно между собой соединены с помощью U-образных трубок 7. Первая трубная пара имеет продолжение, где за крышкой 2 наружная труба 3 снабжена отводящим каналом 8, а внутренняя труба 4 подводящим каналом 9 для входа теплоносителя (пара). Внутренняя труба 4 в последней нижней трубной паре имеет тангенциальный выход 10 во внутреннюю полость кожуха 1, который снабжен Г-образным отводящим патрубком 11 с боковым отверстием 12 для свободного выхода теплоносителя (конденсата пара) в атмосферу и сливным патрубком 13. Последняя наружная труба 3 также за крышкой 2 имеет продолжение и снабжена подводящим каналом 14 для поступления подогреваемой жидкости в теплообменник. The heat exchanger consists of a casing 1 with a cover 2. In the casing 1 in the form of an S-shaped tube bundle are pipe pairs consisting of outer pipes 3 and inner pipes 4 concentrically located in them with outer spiral ribs 5. The annular spaces of the pipe pairs are connected in series with each other arched jumpers 6. The inner pipes 4 are connected in series with each other using U-shaped tubes 7. The first pipe pair is continued, where behind the cover 2 the outer pipe 3 is provided with a discharge channel 8, and the inner pipe 4 under a driving channel 9 for entering the coolant (steam). The inner pipe 4 in the last lower pipe pair has a tangential exit 10 into the inner cavity of the casing 1, which is equipped with an L-shaped outlet pipe 11 with a side hole 12 for free exit of the heat carrier (steam condensate) into the atmosphere and a drain pipe 13. The last outer pipe 3 also behind the cover 2 has a continuation and is equipped with a supply channel 14 for the entry of the heated fluid into the heat exchanger.

Предлагаемый теплообменник, смонтированный на шасси двухколесного автоприцепа, применяется для передачи тепла от пара к углеводородным растворителям (соляродистиллятам) при осуществлении одновременно теплового и химического (комбинированного) метода очистки отложений парафина с поверхности оборудования скважин. В зависимости от технологии промывки скважины подогретый растворитель закачивается в затрубное пространство или в колонну насосно-компрессорных труб (НКТ), или же через промывочные трубки меньшего диаметра, спущенные в НКТ. The proposed heat exchanger mounted on the chassis of a two-wheeled trailer is used to transfer heat from steam to hydrocarbon solvents (hydrodistillates) while simultaneously using the thermal and chemical (combined) method for cleaning paraffin deposits from the surface of well equipment. Depending on the well flushing technology, the heated solvent is pumped into the annulus or into the tubing string (tubing), or through smaller diameter flushing tubes deflated into the tubing.

При этом кроме передвижного теплообменника 15 для осуществления технологии применяются насосный агрегат (ЦА-320) 17, передвижная паровая установка (ППУ) 18 и автоцистерна 19 с технологической жидкостью-растворителем, которые обвязываются со скважиной 16 по технологической схеме, представленной на фиг. 3. Moreover, in addition to the mobile heat exchanger 15, the pumping unit (CA-320) 17, the mobile steam unit (PPU) 18 and the tank truck 19 with the technological liquid-solvent are used for the technology, which are connected to the well 16 according to the technological scheme shown in FIG. 3.

Теплообменник работает следующим образом. The heat exchanger operates as follows.

Водяной пар (теплоноситель) от ППУ 18 подается в подводящий канал 9 внутренней трубы 4. Теплоноситель, пройдя через внутренние трубы 4 и через тангенциальный выход 10 в виде конденсата пара с достаточно высокой температурой, поступает в кожух 1. По мере повышения уровня конденсата воздух из кожуха 1 вытесняется через боковые отверстия 12 Г-образного патрубка 11. Water vapor (coolant) from the PUF 18 is fed into the supply channel 9 of the inner pipe 4. The coolant, passing through the inner pipes 4 and through the tangential outlet 10 in the form of steam condensate with a sufficiently high temperature, enters the casing 1. As the level of condensate increases, air from the casing 1 is displaced through the side holes 12 of the L-shaped pipe 11.

После достижения конденсатом уровня, прикрывающего четыре нижние трубные пары, он через Г-образный отводящий патрубок 11 выливается наружу. При этом накопленный конденсат пара с установившемся уровнем в кожухе 1 обеспечивает внешний подогрев наружных труб 3 и одновременно выполняет функцию гидравлического затвора, препятствующего пролету несконденсировавшегося пара. Последний занимает пространство над уровнем конденсата. After the condensate reaches the level covering the four lower pipe pairs, it is poured out through the L-shaped outlet pipe 11. In this case, the accumulated steam condensate with a steady level in the casing 1 provides external heating of the outer pipes 3 and at the same time performs the function of a hydraulic shutter preventing the passage of non-condensed steam. The latter occupies a space above the condensate level.

Тангенциальный выход 10 обуславливает вращение конденсата выходящим потоком и равномерное распределение температуры по поперечному сечению кожуха 1. The tangential exit 10 determines the rotation of the condensate by the exit stream and a uniform temperature distribution over the cross section of the casing 1.

Подогреваемая жидкость - углеводородный растворитель - при помощи насосного агрегата 17 закачивается в межтрубное пространство через подводящий канал 14 наружной трубы 3. Движение "холодного" растворителя и водяного пара происходит по противоточной схеме и за счет теплообмена внутренней и внешней стороны кольцевого пространства между внутренними 4 и наружными 3 трубами углеводородный растворитель нагревается до нужной температуры. The heated liquid — a hydrocarbon solvent — is pumped into the annulus through the inlet channel 14 of the outer pipe 3. Using the pump unit 17, the movement of the “cold” solvent and water vapor occurs according to the countercurrent flow pattern and due to heat exchange of the inner and outer sides of the annular space between the inner 4 and outer With 3 pipes, the hydrocarbon solvent is heated to the desired temperature.

Спиральные ребра 5, предназначенные для увеличения площади поверхности теплообмена, также обеспечивают круговое вращение подогреваемой жидкости вокруг "горячей" трубы и смешивание газообразных фракций, выделяющихся из углеводородного растворителя при нагреве. Spiral ribs 5, designed to increase the surface area of heat transfer, also provide a circular rotation of the heated fluid around the "hot" pipe and mixing gaseous fractions released from the hydrocarbon solvent during heating.

Нагретый углеводородный растворитель по отводящему каналу 8 через соединительную линию закачивается в скважину 16. При прекращении процесса теплообмена, благодаря S-образному расположению последовательно соединенных трубных пар происходит стекание конденсата пара из внутренних труб 4 в кожух 1 и через сливной клапан 13 наружу. Это позволяет надежно эксплуатировать передвижной теплообменник на обрабатываемых скважинах при отрицательной температуре окружающего воздуха. The heated hydrocarbon solvent is pumped through the discharge channel 8 through the connecting line into the well 16. Upon termination of the heat exchange process, due to the S-shaped arrangement of the series-connected pipe pairs, steam condensate flows from the internal pipes 4 into the casing 1 and through the drain valve 13 to the outside. This allows you to reliably operate a mobile heat exchanger in the treated wells at a negative ambient temperature.

Температура теплоносителя в подводящем канале 9 и подогреваемой жидкости в отводящем канале 8 контролируется термометром, устанавливаемом в термокамере (на чертеже не показано). The temperature of the coolant in the inlet channel 9 and the heated fluid in the outlet channel 8 is controlled by a thermometer installed in a heat chamber (not shown in the drawing).

Необходимая температура растворителя на выходе теплообменника достигается либо путем регулирования температуры пара или его расхода, создаваемых ППУ, либо при постоянных значениях этих параметров за счет изменения расхода растворителя с помощью насосного агрегата. The required temperature of the solvent at the outlet of the heat exchanger is achieved either by controlling the temperature of the steam or its flow rate generated by the PUF, or at constant values of these parameters by changing the flow rate of the solvent using the pump unit.

Ниже в таблице приведен термодинамический режим работы передвижного теплообменника. При постоянном значении параметров (G=1600 кг/ч, Tвход=108oC) пара даны полученные значения температуры подогреваемой жидкости (растворителя) на выходе из теплообменника в зависимости от температуры окружающей среды.The table below shows the thermodynamic mode of operation of a mobile heat exchanger. With a constant value of the parameters (G = 1600 kg / h, T inlet = 108 o C), the steam gives the obtained temperature values of the heated liquid (solvent) at the outlet of the heat exchanger depending on the ambient temperature.

Полученные значения температуры растворителя на выходе из теплообменника удовлетворяют требованиям, предъявляемым к технологии теплохимической обработки в различные периоды времен года. Предлагаемый передвижной теплообменник используется при опытно-промышленном внедрении технологии обработки скважин, и испытания показали его высокую эффективность и надежность при нагреве технологических жидкостей. The obtained values of the temperature of the solvent at the outlet of the heat exchanger satisfy the requirements for the technology of thermochemical processing in different periods of the seasons. The proposed mobile heat exchanger is used in pilot industrial implementation of well treatment technology, and tests have shown its high efficiency and reliability when heating process fluids.

Источники информации:
1. Иванец К.Я., Лейбо А.Н. Оборудование нефтеперерабатывающих заводов и его эксплуатация. М., Химия, 1966, с. 152.
Sources of information:
1. Ivanets K.Ya., Leibo A.N. Equipment for oil refineries and its operation. M., Chemistry, 1966, p. 152.

2. SU 397737, 1973. 2. SU 397737, 1973.

Claims (1)

Теплообменник для нагрева технологических жидкостей на скважине, содержащий подводящие и отводящие каналы для теплоносителя и подогреваемой жидкости, последовательно соединенные многоходовые трубные пары, состоящие из наружных труб и концентрично размещенных в них внутренних труб со спиральным оребрением внешних поверхностей, отличающийся тем, что он выполнен передвижным, трубные пары расположены в виде S-образного горизонтального трубного пучка и размещены в цилиндрическом кожухе, причем нижняя последняя внутренняя труба имеет тангенциальный выход во внутреннюю полость цилиндрического кожуха, который снабжен Г-образным отводящим патрубком с боковым отверстием в верхней части, обеспечивающим выход теплоносителя и его уровень в кожухе. A heat exchanger for heating process fluids in a well, comprising inlet and outlet channels for a coolant and a heated fluid, series-connected multi-way pipe pairs consisting of external pipes and internal pipes concentrically placed in them with spiral finning of external surfaces, characterized in that it is mobile, pipe pairs are arranged in the form of an S-shaped horizontal tube bundle and are placed in a cylindrical casing, the lower last inner pipe having gentsialny out into the inner cavity of the cylindrical casing, which is provided with L-shaped transfer tube with a lateral opening at the top, providing a coolant outlet and its level in the housing.
RU98122742A 1998-12-15 1998-12-15 Mobile heat exchanger to heat technological fluid on well RU2146001C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122742A RU2146001C1 (en) 1998-12-15 1998-12-15 Mobile heat exchanger to heat technological fluid on well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98122742A RU2146001C1 (en) 1998-12-15 1998-12-15 Mobile heat exchanger to heat technological fluid on well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2146001C1 true RU2146001C1 (en) 2000-02-27

Family

ID=20213509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98122742A RU2146001C1 (en) 1998-12-15 1998-12-15 Mobile heat exchanger to heat technological fluid on well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2146001C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006092005A1 (en) * 2005-03-02 2006-09-08 Alcoa Of Australia Limited Heat exchange apparatus
RU2498183C1 (en) * 2012-04-24 2013-11-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Heat exchange device
RU2535765C1 (en) * 2013-10-29 2014-12-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Treatment method of bottomhole zone

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006092005A1 (en) * 2005-03-02 2006-09-08 Alcoa Of Australia Limited Heat exchange apparatus
RU2498183C1 (en) * 2012-04-24 2013-11-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство обороны Российской Федерации Heat exchange device
RU2535765C1 (en) * 2013-10-29 2014-12-20 Открытое акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина Treatment method of bottomhole zone

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20110232696A1 (en) Compact radiator-based heat exchanger
US2729433A (en) Heat exchanger with removable tube banks
HRP20231342T1 (en) Steam or dry reforming of hydrocarbons
RU2008131292A (en) METHOD FOR HEATING AND / OR EVAPORATION OF THE ORGANIC ENVIRONMENT AND HEAT EXCHANGE UNIT FOR REMOVING HEAT FROM A HOT GAS FLOW
RU2146001C1 (en) Mobile heat exchanger to heat technological fluid on well
CN106640279A (en) Tail gas heat exchanger of internal combustion engine and tail gas cooling system of internal combustion engine
CN206571552U (en) A kind of exhaust gases of internal combustion engines heat exchanger and exhaust gases of internal combustion engines cooling system
RU2729566C1 (en) Device for underwater cooling of flow of hydrocarbon mixture and method of underwater cooling of flow of hydrocarbon mixture
US3100697A (en) Apparatus for treatment of natural gas
RU2306514C1 (en) Heat exchanger
JP2020523546A (en) Plate and shell heat exchange system with split manifold tubes
RU2334187C1 (en) Heat exchanger
US2498152A (en) Heat exchanger
SU1250822A1 (en) Hat-exchanger
RU2355970C2 (en) Heat exchanger with heat u-like pipes
US2351239A (en) Heat exchanger
SU1242700A1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
RU177310U1 (en) Horizontal heater
RU2151991C1 (en) Shell-and-tube heat exchanger
SU1224533A1 (en) Vertical shell-and-tube film-type heat-exchanger
SU781522A1 (en) Heat exchange apparatus
RU2029108C1 (en) Catalytic neutralizer of exhaust gases for internal combustion engine
RU2006120322A (en) METHOD FOR DISPOSAL OF LOW-POTENTIAL HEAT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
SU1041863A1 (en) Tube space medium distributor
RU4157U1 (en) HEAT EXCHANGER