RU2316648C1 - Downhole steam-gas generator - Google Patents
Downhole steam-gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2316648C1 RU2316648C1 RU2006125547/03A RU2006125547A RU2316648C1 RU 2316648 C1 RU2316648 C1 RU 2316648C1 RU 2006125547/03 A RU2006125547/03 A RU 2006125547/03A RU 2006125547 A RU2006125547 A RU 2006125547A RU 2316648 C1 RU2316648 C1 RU 2316648C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- steam
- gas generator
- water
- gas
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам, генерирующим парогазовую смесь непосредственно на забое.The invention relates to the oil industry, and in particular to devices generating a vapor-gas mixture directly at the bottom.
Известна парогазовая установка, содержащая компрессор, привод компрессора в виде двигателя внутреннего сгорания, выхлопной коллектор, устройство впрыска воды, соединенное с системой подачи воды, и выходной трубопровод установки. Вход компрессора сообщен с выхлопным коллектором двигателя и устройством впрыска воды, а выход компрессора - с выходным трубопроводом. Устройство впрыска воды может быть выполнено в виде форсунки, а установка снабжена пароперегревателем, расположенным между выходом компрессора и выходным трубопроводом. Двигатель может быть снабжен системой охлаждения, выполненной в виде замкнутого контура, включающего расширительный бачок, насос и холодильник, выполненный в виде теплообменника, патрубки подачи хладагента которого подключены к накопительной емкости. Система подачи воды может быть снабжена насосом, вход которого подключен к накопительной емкости (Патент РФ №2101479).Known combined-cycle plant containing a compressor, a compressor drive in the form of an internal combustion engine, an exhaust manifold, a water injection device connected to a water supply system, and the installation outlet pipe. The compressor input is in communication with the exhaust manifold of the engine and the water injection device, and the compressor output is connected to the outlet pipe. The water injection device can be made in the form of a nozzle, and the installation is equipped with a superheater located between the compressor outlet and the outlet pipe. The engine can be equipped with a cooling system made in the form of a closed circuit, including an expansion tank, a pump and a refrigerator made in the form of a heat exchanger, the refrigerant supply pipes of which are connected to the storage tank. The water supply system can be equipped with a pump, the input of which is connected to the storage tank (RF Patent No. 2101479).
Недостатком установки является сложность процесса получения парогазовой смеси (на поверхности земли). Полученная таким образом парогазовая смесь при нагнетании ее в пласт требует оснащения скважины наземным паропроводом, термостойкой арматурой, теплоизолироваными трубами, термостойким пакером, что усложняет и удорожает процесс теплового воздействия на нефтяной пласт.The disadvantage of this installation is the complexity of the process of obtaining a gas-vapor mixture (on the surface of the earth). The gas-vapor mixture obtained in this way when injecting it into the formation requires equipping the well with a ground steam pipe, heat-resistant fittings, heat-insulated pipes, and heat-resistant packer, which complicates and increases the cost of the thermal effect on the oil reservoir.
Известна также парогазовая установка с забойным парогазогенератором (ПГГ) (Патент США №3456721). В известной установке исходные компоненты (вода, горючее и окислитель) к парогазогенератору подают по самостоятельным трубопроводам, а в качестве горючего используются сжиженный пропан или водород. Камера сгорания парогазогенератора с внутренней стороны облицована термостойким материалом в виде металлокерамической вставки (термостойкий лайнер), которая способствует уменьшению теплоотвода из зоны горения.Also known is a combined-cycle plant with a downhole steam and gas generator (PGG) (US Patent No. 3456721). In a known installation, the initial components (water, fuel and oxidizing agent) are supplied to the steam and gas generator through independent pipelines, and liquefied propane or hydrogen is used as fuel. The combustion chamber of a steam and gas generator is lined on the inside with a heat-resistant material in the form of a ceramic-metal insert (heat-resistant liner), which helps to reduce heat removal from the combustion zone.
Недостатками известного парогазогенератора являются:The disadvantages of the known gas generator are:
- наличие в нем термостойкого лайнера приводит к усложнению конструкции камеры сгорания и увеличению ее наружного диаметра, что приводит к техническим и технологическим осложнениям;- the presence of a heat-resistant liner in it leads to a complication of the design of the combustion chamber and an increase in its outer diameter, which leads to technical and technological complications;
- использование подобных горючих для осуществления работы парогазогенератора требует наличия в составе установки криогенной техники, что делает устройство достаточно сложным и требующим повышенных мер безопасности при эксплуатации на промысле.- the use of such fuels for the operation of a steam and gas generator requires the presence of cryogenic equipment in the installation, which makes the device rather complicated and requiring increased safety measures during operation in the field.
Наиболее близким по технической сущности является забойный парогазогенератор, выбранный нами в качестве прототипа и состоящий из каналов для ввода воздуха, топливной смеси и воды, топливной форсунки, запального узла и камеры сгорания.The closest in technical essence is the bottomhole steam and gas generator, which we have chosen as a prototype and consisting of channels for introducing air, fuel mixture and water, a fuel nozzle, an ignition unit and a combustion chamber.
Для защиты стенки камеры сгорания от высоких температур в верхней ее части расположены тангенциальные каналы для ввода воды, имеющие наклон относительно оси устройства, а по ее длине на внутренней стенке установлен ряд секторов сброса воды. В нижней части камеры сгорания установлено выходное сопло (АС №899872).To protect the wall of the combustion chamber from high temperatures, in its upper part there are tangential channels for water inlet, inclined relative to the axis of the device, and a number of water discharge sectors are installed along its length on the inner wall. An output nozzle is installed in the lower part of the combustion chamber (AS No. 899872).
Забойный парогазогенератор имеет следующие недостатки:Downhole steam and gas generator has the following disadvantages:
- конструкция известной топливной форсунки с запальным электроискровым узлом не обеспечивает надежный многократный запуск парогазогенератора при подаче одновременно рабочих расходов воздуха, топлива и воды;- the design of the known fuel nozzle with an ignition spark assembly does not provide reliable multiple start-up of a steam and gas generator while supplying simultaneously the operating costs of air, fuel and water;
- поступление воды непосредственно в зону горения приводит к снижению температуры в пристеночном слое, что приводит к сажеобразованию;- the flow of water directly into the combustion zone leads to a decrease in temperature in the parietal layer, which leads to soot formation;
- устойчивость жидкой пленки можно достичь тангенциальными отверстиями достаточно малого диаметра, что в свою очередь в зависимости от качества подаваемой воды может привести к их кольматации, перегреву стенки камеры сгорания, выходу из рабочего состояния парогазогенератора.- the stability of the liquid film can be achieved by tangential openings of a sufficiently small diameter, which, in turn, depending on the quality of the supplied water, can lead to their clogging, overheating of the wall of the combustion chamber, and exit from the operating state of the gas generator.
Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности работы забойного парогазогенератора.The aim of the invention is to simplify the design and increase the reliability of the bottomhole gas and steam generator.
Поставленная цель достигается тем, что забойный парогазогенератор, включающий каналы для ввода воздуха, топливной смеси и воды, топливную форсунку, запальный узел и камеру сгорания с выходным соплом, согласно изобретению дополнительно снабжен форкамерой и камерой испарения, на внутренней поверхности которой выполнены сужающие устройства с секторами сброса воды, а камера сгорания выполнена в виде двух коаксиально расположенных оболочек с возможностью перемещения относительно друг друга и образования рубашки охлаждения, при этом на наружной поверхности внутренней оболочки камеры сгорания выполнен многозаходный шнек.The goal is achieved in that the downhole steam and gas generator, including channels for introducing air, fuel mixture and water, a fuel nozzle, an ignition unit and a combustion chamber with an outlet nozzle, according to the invention is additionally equipped with a pre-chamber and an evaporation chamber, on the inner surface of which narrowing devices with sectors are made water discharge, and the combustion chamber is made in the form of two coaxially located shells with the ability to move relative to each other and the formation of a cooling jacket, while on uzhnoy surface of the inner shell of the combustion chamber is made multistart screw.
На фиг.1 изображен забойный парогазогенератор.Figure 1 shows the bottomhole steam and gas generator.
На фиг.2 изображена схема парогазовой установки с забойным парогазогенератором.Figure 2 shows a diagram of a combined cycle plant with a downhole steam and gas generator.
Забойный парогазогенератор содержит переходный отсек (1), коммутирующий систему жизнеобеспечения с соответствующими каналами парогазогенератора, форкамеру (2), снабженную запальным узлом, камеру сгорания (3) с рубашкой охлаждения, организованной между внутренней (4) и наружной (5) оболочками камеры. Внутренняя (4) и наружная (5) оболочки камеры сгорания выполнены с возможностью перемещения относительно друг друга и образования камеры охлаждения. На наружной поверхности внутренней оболочки (4) выполнен многозаходный шнек (6) ввода воды в камеру испарения (7), а по ее длине на внутренней поверхности стенки установлены сужающие устройства с секторами сброса (8). В нижней части парогазогенератора установлено выходное сопло (9).The bottomhole gas and gas generator contains a transition compartment (1) that commutes the life support system with the corresponding channels of the steam and gas generator, a prechamber (2) equipped with an ignition unit, a combustion chamber (3) with a cooling jacket arranged between the inner (4) and outer (5) shells of the chamber. The inner (4) and outer (5) shells of the combustion chamber are arranged to move relative to each other and form a cooling chamber. A multi-auger screw (6) for introducing water into the evaporation chamber (7) is made on the outer surface of the inner shell (4), and narrowing devices with discharge sectors (8) are installed along its length on the inner surface of the wall. An outlet nozzle (9) is installed in the lower part of the steam and gas generator.
Наземное оборудование включает в себя компрессорный (11) и технологический (12) блоки, расходные емкости по воде и топливу (13), скважинную арматуру (14), трубопроводы (15), связывающие все наземные блоки, компрессорный блок - самостоятельный технологический агрегат, комплектуемый по заказу (фиг.2). Технологический блок включает в себя системы подачи топлива и воды в парогазогенератор, приборы контроля и автоматического управления процессом выработки парогазовой смеси, запорно-регулирующую арматуру и трубопроводы воды, топлива, воздуха для крепления парогазогенератора в транспортном положении; скважинного оборудования: трубопроводов подачи к парогазогенератору воздуха (16),топлива (17), воды (18), кабеля подачи напряжения к запальному устройству форкамеры и термометрии (19), парогазогенератора (20), термостойкого пакера (21).Ground equipment includes compressor (11) and technological (12) blocks, water and fuel consumables (13), borehole fittings (14), pipelines (15) connecting all ground blocks, the compressor block is an independent technological unit, which is completed by order (figure 2). The technological unit includes systems for supplying fuel and water to the steam and gas generator, control devices and automatic control of the process of generating the gas mixture, shut-off and control valves and pipelines of water, fuel, air for fastening the steam and gas generator in the transport position; downhole equipment: pipelines for supplying steam (gas) to the gas generator (16), fuel (17), water (18), a voltage supply cable to the ignition device of the prechamber and thermometry (19), a gas and gas generator (20), and a heat-resistant packer (21).
Забойный парогазогенератор работает следующим образом.Downhole steam and gas generator works as follows.
У обрабатываемой скважины монтируется наземное оборудование (11, 12, 13, 14, 15). Парогазогенератор (20) спускают в скважину на насосно-компрессорных трубах (16) и устанавливают в зоне перфорации пласта при помощи термостойкого пакера (21). В камеру сгорания ПГГ (3) по НКТ подают воздух, а по трубопроводам (17), (18) - топливо и воду. Воспламенение рабочих расходов топлива и воздуха, подаваемых в камеру сгорания (3) через форсуночную головку (10), происходит при помощи форкамеры (2), где предварительно воспламеняются пусковые расходы топлива и воздуха.At the treated well, surface equipment is mounted (11, 12, 13, 14, 15). The gas and steam generator (20) is lowered into the well on tubing (16) and installed in the formation perforation zone using a heat-resistant packer (21). Air is supplied to the PHG combustion chamber (3) through the tubing, and fuel and water are supplied through pipelines (17), (18). Ignition of the working flow rates of fuel and air supplied to the combustion chamber (3) through the nozzle head (10) takes place using a prechamber (2), where the starting flow rates of fuel and air are preliminarily ignited.
Воду по трубопроводу (18) с поверхности земли (из межтрубного пространства) подают в рубашки охлаждения, организованную между внутренней и наружной оболочками камеры сгорания, и затем через многозаходный шнек (6) в камеру испарения (7). При этом происходит нагрев воды и частичное испарение. При попадании воды на сужающее устройство с сектором сброса (8) происходит ввод воды в высокотемпературный поток продуктов сгорания, что способствует более полному испарению воды и повышению паросодержания в парогазовой смеси. Полученная таким образом парогазовая смесь поступает через сопло (9) в продуктивный пласт, прогревая его и способствуя более полному извлечению нефти из пласта. Наличие выходного сопла (9) обеспечивает надежный запуск и устойчивый режим работы ПГГ в условиях повышенного противодавления.Water is piped (18) from the surface of the earth (from the annular space) into cooling jackets arranged between the inner and outer shells of the combustion chamber, and then through a multi-auger screw (6) into the evaporation chamber (7). In this case, water is heated and partial evaporation occurs. When water enters the narrowing device with a discharge sector (8), water is introduced into the high-temperature flow of combustion products, which contributes to a more complete evaporation of water and an increase in the vapor content in the vapor-gas mixture. The combined-gas mixture thus obtained enters through the nozzle (9) into the producing formation, warming it and facilitating a more complete extraction of oil from the formation. The presence of the output nozzle (9) ensures reliable start-up and a stable mode of operation of the SGP in conditions of increased backpressure.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006125547/03A RU2316648C1 (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Downhole steam-gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2006125547/03A RU2316648C1 (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Downhole steam-gas generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2316648C1 true RU2316648C1 (en) | 2008-02-10 |
Family
ID=39266273
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006125547/03A RU2316648C1 (en) | 2006-07-18 | 2006-07-18 | Downhole steam-gas generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2316648C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014022829A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | K2 Technologies, LLC | System and method for cooling a downhole gas generator |
RU2513737C2 (en) * | 2009-07-17 | 2014-04-20 | Уорлд Энерджи Системз Инкорпорейтед | Method and device for bore-hole gas generator |
RU2586561C2 (en) * | 2010-11-22 | 2016-06-10 | Адвансед Камбасчен Энерджи Системс, Инк. | Fire heat generator, system and method for increasing reservoir recovery |
RU2649732C2 (en) * | 2012-08-13 | 2018-04-04 | Шаньдун Хуаси Петролеум Текнолоджи Сервис Ко., Лтд. | Method and device for increasing dryness of boiler steam for steam injection |
RU2801449C1 (en) * | 2022-08-16 | 2023-08-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Thermal gas generator for oil production in productive reservoirs of various types |
US12078043B2 (en) | 2019-08-09 | 2024-09-03 | General Energy Recovery Inc. | Steam generator tool |
-
2006
- 2006-07-18 RU RU2006125547/03A patent/RU2316648C1/en active
Cited By (7)
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 |
RU2586561C2 (en) * | 2010-11-22 | 2016-06-10 | Адвансед Камбасчен Энерджи Системс, Инк. | Fire heat generator, system and method for increasing reservoir recovery |
WO2014022829A1 (en) * | 2012-08-03 | 2014-02-06 | K2 Technologies, LLC | System and method for cooling a downhole gas generator |
RU2649732C2 (en) * | 2012-08-13 | 2018-04-04 | Шаньдун Хуаси Петролеум Текнолоджи Сервис Ко., Лтд. | Method and device for increasing dryness of boiler steam for steam injection |
US12078043B2 (en) | 2019-08-09 | 2024-09-03 | General Energy Recovery Inc. | Steam generator tool |
RU2801449C1 (en) * | 2022-08-16 | 2023-08-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Thermal gas generator for oil production in productive reservoirs of various types |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9228738B2 (en) | Downhole combustor | |
US4390062A (en) | Downhole steam generator using low pressure fuel and air supply | |
CN102472094B (en) | Method and apparatus for downhole gas generator | |
RU2316648C1 (en) | Downhole steam-gas generator | |
WO2007071203A1 (en) | A high-temperature and high-pressure combustion system of sub-critical compound heat carrier generator | |
JP6916816B2 (en) | Combustion chamber device and system including combustion chamber device | |
CN101939610A (en) | Methods and systems for controlling temperature in a vessel | |
RU2347972C1 (en) | Cryogenic liquid evaporator | |
CA2859958A1 (en) | Multistage method for producing hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas-generator unit | |
US8414288B2 (en) | Combustion system and method | |
KR102006736B1 (en) | System and method for cooling gasification reactor | |
RU2233990C2 (en) | Oxygen-kerosene liquid-propellant rocket engine with heat module, heat module and method of production of sootless gas in heat module | |
CN201013341Y (en) | High-pressure gaseous mixture generating device with water spray thermo-regulator | |
RU2381349C1 (en) | Sub-sea hydrocarbons production complex | |
WO2018134720A1 (en) | Supercritical water generator and reactor | |
RU2701008C1 (en) | Ultra-supercritical working agent generation module | |
RU2529608C2 (en) | Cryogenic liquid evaporator tract | |
RU2650452C1 (en) | Gas turbine plant for processing associated petroleum gas to electric power | |
CN101858205B (en) | Device for removing paraffin and washing well by gas heat carrier | |
RU95027U1 (en) | BOTTOM-BASED STEAM GAS GENERATOR ON MONOFUEL | |
RU2382878C1 (en) | Device for hot water injection into well | |
WO2018146435A1 (en) | Reactor | |
RU2379482C1 (en) | Marine hydrocarbon field complex | |
RU2379483C1 (en) | Marine hydrocarbon field complex | |
US7533530B2 (en) | Engine for the efficient production of an energized fluid |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20200914 |