RU2316648C1 - Downhole steam-gas generator - Google Patents

Downhole steam-gas generator Download PDF

Info

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
Application number
RU2006125547/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Исаакович Грайфер (RU)
Валерий Исаакович Грайфер
Геннадий Иванович Орлов (RU)
Геннадий Иванович Орлов
Владимир Александрович Сиротко (RU)
Владимир Александрович Сиротко
Рафхат Ахметович Максутов (RU)
Рафхат Ахметович Максутов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК")
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 Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК") filed Critical Открытое акционерное общество "Российская инновационная топливно-энергетическая компания" (ОАО "РИТЭК")
Priority to RU2006125547/03A priority Critical patent/RU2316648C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2316648C1 publication Critical patent/RU2316648C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)

Abstract

FIELD: oil production industry, particularly devices for steam-gas mixture generation directly at well bottom.
SUBSTANCE: steam-gas generator comprises air, water and composite fuel inlet channels, fuel nozzle, ignition unit and combustion chamber provided with outlet nozzle. Steam-gas generator additionally has prechamber and evaporation chamber provided with throttling means on inner surface thereof. Throttling means have water discharge sections. Combustion chamber is made as two coaxially arranged shells, which may slide one relatively another to create cooling jacket. Multiple-flighted auger is formed on outer surface of inner shell included in combustion chamber.
EFFECT: simplified structure and increased operational reliability.
2 dwg

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)

Забойный парогазогенератор, включающий каналы для ввода воздуха, топливной смеси и воды, топливную форсунку, запальный узел и камеру сгорания с выходным соплом, отличающийся тем, что он 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.Downhole gas and gas generator, including channels for the introduction of air, fuel mixture and water, a fuel nozzle, an ignition unit and a combustion chamber with an outlet nozzle, characterized in that it is additionally equipped with a pre-chamber and an evaporation chamber, on the inner surface of which narrowing devices with sectors of water discharge are made, 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 the outer surface of the inner shell ki combustion chamber formed multistart screw.
RU2006125547/03A 2006-07-18 2006-07-18 Downhole steam-gas generator RU2316648C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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