RU2724676C1 - Apparatus for generating an ultra-supercritical working fluid - Google Patents
Apparatus for generating an ultra-supercritical working fluid Download PDFInfo
- Publication number
- RU2724676C1 RU2724676C1 RU2019144057A RU2019144057A RU2724676C1 RU 2724676 C1 RU2724676 C1 RU 2724676C1 RU 2019144057 A RU2019144057 A RU 2019144057A RU 2019144057 A RU2019144057 A RU 2019144057A RU 2724676 C1 RU2724676 C1 RU 2724676C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- working agent
- separator
- water
- line
- ultra
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 87
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 36
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 4
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 4
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- -1 for example Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000008400 supply water Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/16—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons
- E21B43/24—Enhanced recovery methods for obtaining hydrocarbons using heat, e.g. steam injection
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию для нефтегазовой промышленности и может быть использовано для генерации рабочего агента высокой температуры и давления, инжектируемого в нефтекерогеносодержащие пласты для повышения их нефтеотдачи и внутрипластовой генерации в них синтетических углеводородов.The invention relates to equipment for the oil and gas industry and can be used to generate a working agent of high temperature and pressure injected into oil-kerogen-containing formations to increase their oil recovery and in-situ generation of synthetic hydrocarbons in them.
В настоящее время на территории России открыты месторождения углеводородов (в частности, баженовская и доманиковая свиты), основной углеводородный потенциал которых заключен не в подвижной нефти плотных пород (НПП), а в малоподвижной и/или неподвижной битуминозной нефти и керогене.At present, hydrocarbon deposits have been discovered in Russia (in particular, the Bazhenov and Domanik formations), the main hydrocarbon potential of which is not in mobile oil of dense rocks (NPP), but in inactive and / or stationary bituminous oil and kerogen.
Комплексное освоение таких месторождений предполагает использование термохимического воздействия рабочими агентами на их продуктивные пласты для внутрипластовой генерации синтетических углеводородов из керогена и битуминозной нефти, а также для частичного внутрипластового улучшения качества и интенсификации добычи содержащейся в их продуктивных пластах НПП.The integrated development of such deposits involves the use of thermochemical effects by working agents on their productive formations for in-situ generation of synthetic hydrocarbons from kerogen and bituminous oil, as well as for partial in-situ improvement of quality and intensification of production of the NPP contained in their productive formations.
Как показали исследования, осуществление процесса внутрипластового пиролиза/гидропиролиза, а также реэнергизация и увеличение проницаемости продуктивных пластов, могут быть осуществлены за счет инжектирования в них рабочего агента, параметры которого (температура (Т) и давление (Р)) обеспечивают прогрев продуктивных пластов до температуры от 400°С до 480°С. Для достижения этого результата, с учетом тепловых транспортных потерь, которые неизбежно возникают при доставке рабочего агента с дневной поверхности скважины в зону продуктивного пласта, необходимо чтобы наземное оборудование генерировало рабочий агент с температурой от 600 до 800°С и давлением от 40 до 60 МПа. В качестве сырья для генерирования такого рабочего агента используют, как правило, обработанную (подготовленную) соответствующим образом воду.As studies have shown, the implementation of the in-situ pyrolysis / hydropyrolysis process, as well as the reenergization and increase in the permeability of productive formations, can be carried out by injecting a working agent into them, whose parameters (temperature (T) and pressure (P)) provide heating of the productive formations to a temperature from 400 ° C to 480 ° C. To achieve this result, taking into account the thermal transport losses that inevitably occur when the working agent is delivered from the day surface of the well to the zone of the reservoir, it is necessary that the ground equipment generate a working agent with a temperature of 600 to 800 ° C and a pressure of 40 to 60 MPa. As raw materials for generating such a working agent, water is usually treated (prepared) as a rule.
Генерируемый на дневной поверхности скважины с такими рабочими параметрами рабочий агент находится в ультра-сверхкритическом состоянии. Термин «ультра-сверхкритическая вода» используется в технической литературе и техническими специалистами для обозначения проектных режимов работы устройств с параметрами выше тех, которые принято называть «сверхкритическими». В теплоэнергетике типичный диапазон сверхкритических параметров находится в диапазоне от 245 до 285 бар при температуре от 540 до 630°С. Американский исследовательский институт электроэнергетики (ERPI) называет ультра-сверхкритическими такие «паровые циклы», где «пар» прогревается до температуры более 593°С при давлении более 280 бар. В заявленном изобретении под термином «ультра-сверхкритический рабочий агент» понимается рабочий агент (пароводяная смесь), имеющий температуру от 593 до 800°С и давление от 30 до 60 МПа.The working agent generated on the day surface of the well with such operating parameters is in an ultra-supercritical state. The term "ultra-supercritical water" is used in the technical literature and by technical specialists to refer to the design modes of operation of devices with parameters higher than those that are called "supercritical". In the power industry, a typical range of supercritical parameters is in the range from 245 to 285 bar at a temperature of from 540 to 630 ° C. The American Electric Power Research Institute (ERPI) calls ultra-critical the “steam cycles”, where the “steam” is heated to a temperature of more than 593 ° C at a pressure of more than 280 bar. In the claimed invention, the term "ultra-supercritical working agent" means a working agent (steam-water mixture) having a temperature of from 593 to 800 ° C and a pressure of from 30 to 60 MPa.
Для генерации инжектируемых в скважины рабочих агентов используются монтируемые на дневной поверхности скважины установки, преобразующие подаваемую в них воду в рабочий агент - пароводяную смесь.For the generation of working agents injected into the wells, the units mounted on the day surface of the well are used, which convert the water supplied to them into a working agent - a steam-water mixture.
Так, например, известна установка для генерирования рабочего агента в виде пара, содержащая оснащенный горелочным устройством паровой котел, в теплоизолированном корпусе которого размещен блок конвективных труб, соединенный на входе с линией подвода подготовленной воды, а на выходе - с линией отбора полученного из воды рабочего агента - пара.For example, there is a known installation for generating a working agent in the form of steam, containing a steam boiler equipped with a burner, in the heat-insulated casing of which there is a convective pipe block connected at the inlet to the prepared water supply line, and at the outlet to the extraction line of the worker obtained from the water the agent is a couple.
Установка содержит линию подготовки топлива, подаваемого на горелочное устройство котла и включающую фильтр для очистки подаваемого газа, выход которого связан с регулятором давления газа, а выход этого регулятора посредством трубопровода соединен с горелочным устройством.The installation contains a line for the preparation of fuel supplied to the burner device of the boiler and includes a filter for cleaning the supplied gas, the output of which is connected to the gas pressure regulator, and the output of this regulator is connected via a pipeline to the burner device.
Линия водоподготовки включает емкость для сырой воды, связанную с модулем водоподготовки. В линию соединения емкости для сырой воды и модуля водоподготовки включен насос для перекачки воды из емкости в модуль. Выход модуля водоподготовки связан с емкостью для питательной воды, которая связана с входом конвективных труб парового котла.The water treatment line includes a raw water tank associated with a water treatment module. A pump for pumping water from the tank to the module is included in the connection line between the raw water tank and the water treatment module. The output of the water treatment module is connected to the feed water tank, which is connected to the inlet of the convection pipes of the steam boiler.
Паровой выход котла имеет возможность связи с нагнетательной скважиной и/или с теплообменником подогрева сырой воды, которая прокачивается через него перед подачей в емкость. Для обеспечения распределения пара по магистралям его подачи на скважину и/или теплообменник предусмотрены регулируемые задвижки, а на линии отвода пара предусмотрен клапан аварийного сброса пара.The steam outlet of the boiler has the ability to communicate with the injection well and / or with the heat exchanger for heating raw water, which is pumped through it before being fed into the tank. To ensure the distribution of steam along the supply lines to the well and / or heat exchanger, adjustable valves are provided, and an emergency steam relief valve is provided on the steam exhaust line.
В процессе работы установки, в зависимости от положения регулируемых задвижек, полученный в котле рабочий агент- пар подается либо на нагнетательную скважину, либо в теплообменник для подогрева подаваемой в емкость сырой воды, либо одновременно на нагнетательную скважину и в теплообменник. При повышении давления пара выше расчетного, срабатывает клапан аварийного сброса давления пара в атмосферу.During the operation of the installation, depending on the position of the adjustable gate valves, the working agent obtained in the boiler is supplied either to the injection well, or to the heat exchanger to heat the raw water supplied to the tank, or simultaneously to the injection well and the heat exchanger. When the vapor pressure rises above the calculated one, the valve for emergency release of vapor pressure into the atmosphere is activated.
(см. патент РФ на полезную модель №104965 кл. Е21В 43/24, 2010).(see RF patent for utility model No. 104965 class E21B 43/24, 2010).
В результате анализа известной установки необходимо отметить, что для ее функционирования используются качественно подготовленные топливо и вода, что повышает срок службы агрегатов установки и уменьшает выбросы продуктов сгорания топлива в атмосферу. Полученный рабочий агент может быть использован по нескольким назначениям - для подачи в скважину и/или для подогрева сырой воды.As a result of the analysis of the known installation, it should be noted that for its operation qualitatively prepared fuel and water are used, which increases the service life of the installation units and reduces emissions of fuel combustion products into the atmosphere. The resulting working agent can be used for several purposes - for feeding into the well and / or for heating raw water.
Однако в ряде случаев, например, при испытаниях установки (в том числе приемо-сдаточных, контрольных и других типов), при выходе установки на рабочий режим, когда параметры рабочего агента не соответствуют требованиям для закачки его в скважину, при прекращении скважиной приема рабочего агента, при перекрытии подачи рабочего агента в скважину, необходимо либо останавливать установку, либо сбрасывать полученный рабочий агент в атмосферу, что значительно снижает эффективность работы установки, так как ее запуск занимает довольно много времени, что делает невозможным оперативную подачу рабочего агента в скважину, а сброс пара в атмосферу резко снижает эффективность работы установки, так как приводит к неоправданному расходу рабочего агента.However, in some cases, for example, during installation testing (including acceptance, control, and other types), when the installation enters the operating mode, when the parameters of the working agent do not meet the requirements for pumping it into the well, when the well stops receiving the working agent , when the supply of the working agent to the well is shut off, it is necessary to either stop the installation or discharge the resulting working agent into the atmosphere, which significantly reduces the efficiency of the installation, since it takes quite a long time to start up, which makes it impossible to quickly supply the working agent to the well, and discharge steam to the atmosphere dramatically reduces the efficiency of the installation, as it leads to unjustified consumption of the working agent.
Известна установка для генерирования рабочего агента в виде пара, инжектируемого в скважину, содержащая паровой котел, оснащенный горелочным устройством для сжигания топлива и подачи продуктов сгорания в полость котла для нагрева пропускаемой по теплообменным трубам котла воды до образования пара. Установка также содержит емкость для сырой воды, модуль водоподготовки, теплообменник, причем вход емкости для сырой воды связан с выходом теплообменника, предназначенного для подогрева подаваемой в емкость воды, выход которой связан с входом модуля водоподготовки, выход модуля связан с входом теплообменных труб парового котла, и их выход имеет возможность соединения с нагнетательной скважиной, при этом установка оснащена баком-расширителем, в полости которого установлен змеевик из труб, имеющий возможность соединения своим входом с выходом теплообменных труб парового котла, а выходом - с полостью бака-расширителя, при этом бак-расширитель в верхней части имеет отвод для вывода пара, а в нижней - отвод для удаления воды, полученной в результате конденсации пара.A known installation for generating a working agent in the form of steam injected into a well containing a steam boiler equipped with a burner for burning fuel and supplying combustion products to the cavity of the boiler to heat the water passed through the heat exchanger tubes of the boiler to generate steam. The installation also contains a raw water tank, a water treatment module, a heat exchanger, wherein the raw water tank inlet is connected to the outlet of a heat exchanger designed to heat the water supplied to the tank, the outlet of which is connected to the inlet of the water treatment module, the module output is connected to the inlet of the heat exchanger tubes of the steam boiler, and their outlet has the ability to connect to the injection well, while the installation is equipped with an expansion tank, in the cavity of which a coil of pipes is installed, which can be connected with its input to the output of the heat transfer pipes of the steam boiler, and the output with the cavity of the expansion tank, while the tank -the expander in the upper part has a branch for the output of steam, and in the lower part there is a branch for the removal of water resulting from the condensation of steam.
(см. патент РФ на полезную модель №112264, кл. Е21В 43/24, 2012) - наиболее близкий аналог.(see RF patent for utility model No. 112264, CL EV 43/24, 2012) is the closest analogue.
В результате анализа известного решения необходимо отметить, что данная установка, в отличие от приведенной выше, обеспечивает сепарирование части сгенерированного рабочего агента в воду и повторное ее использование в установке или для иных нужд. Однако, при генерировании рабочего агента, имеющего ультра-сверхкритические параметры, при проведении сепарирования, значительная его часть выбрасывается в атмосферу в виде пара, а то количество рабочего агента, которое сепарировалось, имеет весьма высокую температуру, и по этой причине не может быть использовано без длительной выдержки для его охлаждения.As a result of the analysis of the known solution, it should be noted that this installation, in contrast to the above, provides the separation of part of the generated working agent in water and its reuse in the installation or for other needs. However, when generating a working agent having ultra-supercritical parameters during separation, a significant part of it is released into the atmosphere in the form of steam, and the amount of working agent that was separated has a very high temperature, and for this reason cannot be used without long exposure to cool it.
Техническим результатом настоящего изобретения является повышение эффективности работы установки за счет снижения технологических потерь рабочего агента до инжектирования его в скважину.The technical result of the present invention is to increase the efficiency of the installation by reducing the technological losses of the working agent before injecting it into the well.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в установке для генерации ультра-сверхкритического рабочего агента, содержащей модуль водоподготовки, имеющий возможность подсоединения к источнику воды, модуль генерации ультра-сверхкритического рабочего агента, первый насосный блок, предназначенный для подачи воды из модуля водоподготовки на модуль генерации ультра-сверхкритического рабочего агента, к выходу которого подсоединен трубопровод отвода сгенерированного в модуле генерации рабочего агента к скважине, в котором установлен управляемый запорный клапан, а также сепаратор, предназначенный для разделения поступающего сгенерированного рабочего агента на пар и воду, и подведенную к сепаратору линию для отвода отсепарированной воды, новым является то, что вход сепаратора посредством трубопровода соединен с трубопроводом отвода сгенерированного в модуле генерации рабочего агента к скважине и в этом трубопроводе установлены управляемый запорный клапан и редуктор давления, предназначенный для снижения давления поступающего в сепаратор рабочего агента, а в линию для отвода отсепарированной воды, последовательно от сепаратора, встроены второй насосный блок, теплообменник - охладитель, накопительная емкость и третий насосный блок, на выходе данной линии установлен управляемый запорный клапан, между которым и третьим насосным блоком к линии входом подведен трубопровод, выходом соединенный с модулем водоподготовки, причем в этом трубопроводе установлен управляемый запорный клапан, а к каналу сепаратора, предназначенному для отвода пара, входом может быть подсоединен конденсатор, выход которого соединен с накопительной емкостью.The specified technical result is ensured by the fact that in the installation for generating an ultra-supercritical working agent containing a water treatment module that can be connected to a water source, an ultra-supercritical working agent generation module, a first pump unit designed to supply water from the water treatment module to the generation module an ultra-supercritical working agent, the outlet of which is connected to the outlet pipe generated in the working agent generation module to the well, in which a controlled shut-off valve is installed, as well as a separator designed to separate the incoming generated working agent into steam and water, and a line for the separator for separating separated water, it is new that the inlet of the separator is connected via a pipeline to the pipeline for diverting the working agent generated in the generation module to the well and a controlled shut-off valve and a pressure reducer are installed in this pipeline started to reduce the pressure of the working agent entering the separator, and a second pumping unit, a heat exchanger — a cooler, a storage tank and a third pumping unit are built into the line for separating the separated water, sequentially from the separator, and a controlled shut-off valve is installed at the outlet of this line, between which a third pumping unit connects a line to the line inlet with an outlet connected to the water treatment module, and a controlled shut-off valve is installed in this line, and a condenser, the outlet of which is connected to the storage tank, can be connected to the separator channel designed for steam removal.
Сущность заявленного изобретения поясняется графическими материалами, на которых представлена схема установки.The essence of the claimed invention is illustrated by graphic materials on which the installation diagram is presented.
Заявленная в качестве изобретения установка содержит модуль водоподготовки 1 с накопительной емкостью 2 на входе.Claimed as an invention, the installation comprises a water treatment module 1 with a
Как правило, для обеспечения функционирования установки могут быть использованы различные источники воды (озера, реки, скважинная вода и пр.). Подаваемая для получения рабочего агента вода содержат разнообразные примеси, а наличие растворенного в воде кислорода вызывает коррозию узлов и деталей магистралей теплообменных трактов и насосно-компрессорных труб, причем с повышением температуры воды растворимость кислорода уменьшается и увеличивается его агрессивность.As a rule, various sources of water (lakes, rivers, borehole water, etc.) can be used to ensure the operation of the installation. The water supplied to obtain the working agent contains various impurities, and the presence of oxygen dissolved in water causes corrosion of the nodes and parts of the heat exchange paths and tubing pipes, and with increasing water temperature, the solubility of oxygen decreases and its aggressiveness increases.
В настоящее время существует целый ряд устройств, позволяющих решать практически любые проблемы с очисткой подаваемой на получение рабочего агента воды.Currently, there are a number of devices that can solve almost any problems with the purification of water supplied to obtain a working agent.
В любом случае, исполнение модуля водоподготовки зависит от состава подаваемой в него воды, количества и видов примесей в ней, а также производительности установки. Конкретное исполнение модуля водоподготовки 1 без труда определяется специалистами.In any case, the design of the water treatment module depends on the composition of the water supplied to it, the amount and types of impurities in it, as well as the performance of the installation. The specific implementation of the water treatment module 1 is easily determined by specialists.
Вода в модуль водоподготовки из источника подается под давлением насосом (не показан).Water is supplied to the water treatment module from a source under pressure by a pump (not shown).
Выход модуля водоподготовки подсоединен к накопительной емкости 3. Накопительные емкости 2 и 3 обеспечивают резервирование исходной и подготовленной воды для непрерывной работы установки.The output of the water treatment module is connected to the storage tank 3.
Выход накопительной емкости 3 соединен с первым насосным блоком, выполненным в виде соединенных друг с другом подпиточного насоса 4 и насоса высокого давления 5. В процессе работы установки подпиточный насос 4, обеспечивает номинальное давление подпора на всасе насоса высокого давления 5 для подачи воды в модуль генерации ультра-сверхкритического рабочего агента 6, который может быть выполнен различным образом, например, в виде теплоизолированного корпуса (позицией не обозначен), в котором размещены соединенные друг с другом секции теплообменных труб 7, при этом выходной трубопровод 8 насоса высокого давления 5 соединен с входной секцией 9 модуля генерации 6, а к выходной секции 10 модуля генерации подсоединены трубопровод 11 подвода сгенерированного рабочего агента через управляемый запорный клапан 12 на скважину (не показана), а также трубопровод 13 подвода через управляемый запорный клапан 14 к сепаратору 15 ультра - сверхкритического рабочего агента.The output of the storage tank 3 is connected to the first pump unit, made in the form of a make-
Сепаратор предназначен для разделения поступающего сгенерированного рабочего агента на пар и воду. Отсепарированная вода отводится из полости сепаратора посредством линии 16.The separator is designed to separate the incoming generated working agent into steam and water. The separated water is discharged from the separator cavity through
В нижней части корпуса (не показан) модуля генерации 6 установлено горелочное устройство 17, предназначенное для нагрева до заданной температуры прогоняемой по секциям теплообменных труб воды. К горел очному устройству подсоединены трубопроводы 18 и 19 для подвода топливных агентов, например, соответственно, природного газа и воздуха.In the lower part of the housing (not shown) of the
В верхней части корпуса (не показан) модуля генерации 6 имеется канал 20 для отвода из полости корпуса продуктов сгорания топлива.In the upper part of the housing (not shown) of the
В принципе, в качестве модуля генерации 6 может быть использован модуль, выполнение которого раскрыто в описании изобретения к патенту РФ №2701008 и который обеспечивает получение рабочего агента с необходимыми ультра-сверхкритическими параметрами.In principle, as a
Сепаратор 15 ультра - сверхкритического рабочего агента может быть различного типа. Например, сепаратор может быть выполнен в виде корпуса 21, в котором размещен змеевик 22 из труб. В верхней части корпуса 21 имеется канал 23, сообщающий полость корпуса 21 с атмосферой и предназначенный для отвода пара. В нижней части корпуса 21 сепаратора 15 имеется отводной патрубок, к которому посредством трубопровода 24 подсоединена линия 16 отвода отсепарированной в сепараторе из рабочего агента воды.The
Для комплектования установки также могут быть использованы сепараторы, конструкция которых раскрыта в описаниях к патентам РФ на полезные модели №/№129597, 53755.Separators can also be used to complete the installation, the design of which is disclosed in the descriptions of the patents of the Russian Federation for utility models No. / No. 129597, 53755.
В трубопроводе 13 размещен редуктор давления 26, предназначенный для снижения давления поступающего в сепаратор рабочего агента, который обеспечивает работу сепаратора на энергозаниженных параметрах рабочего агента.In the
Линия 16 включает последовательно соединенные трубопроводом 27 второй насосный блок 25, на вход которого подведен трубопровод 24, теплообменник - охладитель 29, накопительная емкость 30, третий насосный блок 31 с выходным трубопроводом 32, в котором установлен управляемый запорный клапан 33. Выходной трубопровод 32 через управляемый запорный клапан 33 может быть соединен с дренажом (отвод отсепарированной воды для потребителя или сброс из системы), либо посредством трубопровода, в котором установлен управляемый запорный клапан 34, - с модулем водоподготовки, например, с входной емкостью 2.
Теплообменник - охладитель 29 является стандартным, например, воздушного охлаждения.Heat exchanger -
Насосные блоки 25 и 31 конструктивно идентичны и выполнены известным образом.
К каналу 23 сепаратора 15, предназначенному для отвода пара в атмосферу, посредством трубопровода (позицией не обозначен) может быть входом подсоединен конденсатор 35, например, воздушного охлаждения, выход которого соединен с накопительной емкостью 36.To the
Естественно, что для обеспечения функционирования установка оснащена трубопроводами транспортирования топлива, воды, пара, запорно-регулирующей арматурой, датчиками измерения уровня, температуры и давления воды, пара, топлива.Naturally, to ensure functioning, the installation is equipped with pipelines for transporting fuel, water, steam, shut-off and control valves, sensors for measuring the level, temperature and pressure of water, steam, fuel.
Конструкция узлов и агрегатов установки, не раскрытая в настоящей заявке, является известной и не составляет предмета патентной охраны настоящего изобретения.The design of the units and assemblies of the installation, not disclosed in this application, is known and does not constitute the subject of patent protection of the present invention.
Работа установки может осуществляться как в автоматическом режиме, для чего она оснащается системой управления (не показана), так и в ручном режиме.The operation of the installation can be carried out both in automatic mode, for which it is equipped with a control system (not shown), and in manual mode.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Работа установки начинается с подготовки воды, предназначенной для получения рабочего агента.The installation begins with the preparation of water intended for the production of a working agent.
В накопительную емкость 2 модуля водоподготовки 1 под давлением подается исходная вода из источника.In the
Подготовленная в модуле водоподготовки 1 вода подается в накопительную емкость 3, из которой подпиточным насосом 4, обеспечивающим номинальное давление подпора, подается на вход насоса высокого давления 5 и далее под высоким давлением в модуль генерации ультра-сверхкритического рабочего агента 6 во входную секцию теплообменных труб 9The water prepared in the water treatment module 1 is supplied to a storage tank 3, from which a make-up
Включают горелочное устройство 17. Образующиеся в результате сгорания топлива дымовые газы обтекают пучки секций теплообменных труб модуля генерации 6, отдавая тепло прокачиваемой через них воде, в результате чего вода нагревается, превращаясь в рабочий агент, а дымовые газы отводятся из полости корпуса (не показан) модуля генерации 6 в атмосферу через канал 20. Одновременно с включением в работу модуля генерации 6 открывают запорный клапан 14 трубопровода 13, соединяя выходную секцию 10 модуля генерации с сепаратором 15. Запорный клапан 12 при этом закрыт. Полученный в модуле 6 рабочий агент, который на этапе запуска установки еще не имеет заданных параметров давления и температуры, поступает в сепаратор 15, в котором практически полностью сепарируется в воду. Из сепаратора 15 вода по трубопроводу 24 поступает на вход второго насосного блока 25 линии 16 и посредством насосного блока 25 по трубопроводу 27 через теплообменник - охладитель 29, в котором она охлаждается до заданной температуры, подается в накопительную емкость 30, из которой посредством третьего насосного блока 31 подается в зависимости от положения запорных клапанов 33 и 34 в дренаж (отвод сепарированной воды для потребителя или сброс из системы) или во входную емкость 2 модуля водоподготовки 1.The
При выходе установки на рабочий режим перекрывают запорный клапан 14 и открывают запорный клапан 12. В результате, полученный в модуле генерации 6 рабочий агент, который в выходной секции 10 модуля 6 имеет температуру ~600°С и давление до 60 МПа, по трубопроводу 11 подводится к скважине и инжектируется в ее продуктивный пласт.When the unit enters the operating mode, close the shut-off
В случае возникновения на скважине нештатной ситуации, требующей временной остановки инжектирования рабочего агента или временной остановки в соответствии с реализуемой на скважине добычной технологией, перекрывают запорный клапан 12 и открывают запорный клапан 14, в результате чего сгенерированный рабочий агент поступает в сепаратор 15 по трубопроводу 13, в котором, аналогично приведенному выше, осуществляется его сепарирование и отвод отсепарированной воды.In the event of an emergency at the well requiring a temporary stop of injection of the working agent or a temporary stop in accordance with the production technology implemented at the well, the shut-off
Использование в данных ситуациях сепаратора 15 позволяет не прерывать работу установки, не сбрасывать полученный рабочий агент в атмосферу, а охлаждать рабочий агент, пропуская его через змеевик сепаратора, теплообменник - охладитель, и через трубопровод 32 подавать потребителям или возвращать в блок водоподготовки, что значительно упрощает процесс последующей водоподготовки, так как данная вода уже очищена от примесей и полностью подготовлена к парообразованию.The use of a
Сбор отводимого от сепаратора пара в конденсаторе 35 позволяет практически весь пар конденсировать в воду, которую собирают в накопительной емкости 36. Также конденсат может быть направлен через теплообменник - охладитель (при необходимости) в накопительную емкость 30 или в накопительную емкость 2. В данном случае необходимость в емкости 36 отпадает.The collection of steam discharged from the separator in the
Подача рабочего агента на сепаратор осуществляется также при пусконаладочных работах, приемо-сдаточных, контрольных и других испытаниях, когда параметры рабочего агента не соответствуют требованиям для инжектирования его в скважину.The supply of the working agent to the separator is also carried out during commissioning, acceptance, control and other tests, when the parameters of the working agent do not meet the requirements for injecting it into the well.
Наличие в магистрали 13 редуктора давления 26 позволяет снизить давление рабочего агента на входе в сепаратор 15 с 60 МПа до 10…20 МПа. Это весьма существенно, так как обеспечивается работа сепаратора на энергозаниженных параметрах рабочего агента, Применение в конструкции установки теплообменника - охладителя 29 позволяет накапливать в емкости 30 сепарированную воду с рабочей температурой ~40°С, которую можно использовать для производственных нужд или направить на повторный цикл парообразования.The presence in the
Все это значительно повышает эффективность эксплуатации установки, так как позволяет практически полностью исключить технологические потери сгенерированного рабочего агента до его инжектирования в скважину.All this significantly increases the operational efficiency of the installation, since it allows almost completely eliminating the technological losses of the generated working agent before it is injected into the well.
Установка может быть выполнена в стационарном исполнении или размещена на транспортабельной платформе, перемещаемой автотракторными средствами.The installation can be performed in a stationary version or placed on a transportable platform, moved by tractor means.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144057A RU2724676C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Apparatus for generating an ultra-supercritical working fluid |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019144057A RU2724676C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Apparatus for generating an ultra-supercritical working fluid |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2724676C1 true RU2724676C1 (en) | 2020-06-25 |
Family
ID=71136025
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019144057A RU2724676C1 (en) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | Apparatus for generating an ultra-supercritical working fluid |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2724676C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU112264U1 (en) * | 2011-08-18 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" | STEAM GENERATION PLANT |
| RU2611873C1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-01 | Владимир Георгиевич Кирячёк | Heavy hydrocarbons intraformational molecular modification method and device for its implementation |
| CN206347547U (en) * | 2016-11-29 | 2017-07-21 | 武汉都市环保工程技术股份有限公司 | The subcritical electricity generation system of the super superhigh temperature of low-heat value gas |
| RU2653869C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-05-15 | Владимир Георгиевич Кирячек | Device for generating ultra super critical working fluid |
| RU2706503C1 (en) * | 2019-02-06 | 2019-11-19 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Pump unit for production of super-viscous oil from horizontal well |
-
2019
- 2019-12-26 RU RU2019144057A patent/RU2724676C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU112264U1 (en) * | 2011-08-18 | 2012-01-10 | Закрытое акционерное общество "КОМПОМАШ-ТЭК" | STEAM GENERATION PLANT |
| RU2611873C1 (en) * | 2015-08-25 | 2017-03-01 | Владимир Георгиевич Кирячёк | Heavy hydrocarbons intraformational molecular modification method and device for its implementation |
| CN206347547U (en) * | 2016-11-29 | 2017-07-21 | 武汉都市环保工程技术股份有限公司 | The subcritical electricity generation system of the super superhigh temperature of low-heat value gas |
| RU2653869C1 (en) * | 2017-07-06 | 2018-05-15 | Владимир Георгиевич Кирячек | Device for generating ultra super critical working fluid |
| RU2706503C1 (en) * | 2019-02-06 | 2019-11-19 | Публичное акционерное общество "Татнефть" имени В.Д. Шашина | Pump unit for production of super-viscous oil from horizontal well |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ФИЛЕНК0 Д.Г. и др. Cверхкритическая флюидная технология в нефтепереработке и нефтехимии/Вести газовой науки, журнал, 2011, с.82-92. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EA024378B1 (en) | Method for hydraulic fracturing a downhole formation | |
| CN107461734A (en) | A kind of steam condensate recovering device | |
| RU2503806C1 (en) | System for heavy oil and natural bitumen deposit arrangement (versions) | |
| CN113982758B (en) | Gas supply system, gas supply method, and equipment equipped with turbine engine | |
| RU2724676C1 (en) | Apparatus for generating an ultra-supercritical working fluid | |
| WO2014133869A1 (en) | Throttling boiler for fouling mitigation | |
| RU2564367C2 (en) | Steam-turbine power plant | |
| US10641481B2 (en) | Systems and methods for generating superheated steam with variable flue gas for enhanced oil recovery | |
| WO2021239151A1 (en) | Novel device and method for developing natural gas hydrate | |
| CN214919173U (en) | Multiphase extraction system for in-situ thermal desorption repair device of polluted site | |
| RU112264U1 (en) | STEAM GENERATION PLANT | |
| RU2343368C1 (en) | Geothermal power plant | |
| RU126092U1 (en) | STEAM GENERATION PLANT | |
| CN106946304A (en) | A kind of shale gas returns sewage drainage energy-saving processing system | |
| RU2576398C2 (en) | Fuel system of gas-steam-turbine plant and method of its washing | |
| RU2667722C2 (en) | Gas from the gas purification devices production method and device for its implementation | |
| RU2741642C1 (en) | Processing complex for extraction of hard-to-recover hydrocarbons (embodiments) | |
| RU99109U1 (en) | STEAM INSTALLATION | |
| RU2808504C1 (en) | Reservoir fluid selection and utilization system | |
| RU47965U1 (en) | INSTALLING A WELL RESEARCH | |
| CN203880942U (en) | Efficient and safe type skid-mounted conduction oil electric heater | |
| RU2785098C1 (en) | Method for cleaning the gas collection header of the well pad | |
| CA3013733A1 (en) | Process for removing scale in a steam generator for use in hydrocarbon recovery | |
| RU2788253C1 (en) | Method for operation of underwater gas and gas condensate field and underwater ejector for its implementation | |
| CN214840753U (en) | Two or many thermal power generating unit condensate water contact systems |