《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》是新疆石油管理局機械製造總公司於2008年8月22日申請的專利，該專利的申請號為2008103041347，公布號為CN101343989，授權公布日為2009年1月14日，發明人是周建平、貢軍民、郝衛國、齊天喜。
《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》涉及油田注汽鍋爐技術領域，是一種高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法。該高幹度油田注汽鍋爐包括輻射段、對流段和過渡段，還包括爐體、給水泵和汽水分離器；在對流段與過渡段之間的爐體內固定安裝有蒸汽過熱器；對流段進口管的進水口與給水泵的出水口相連通，對流段進口管的出水口與對流段上端的進水口相連通；對流段出口管的進汽口與對流段下端的出汽口相連通，對流段出口管的出汽口與輻射段的進汽口相連通。該發明結構合理而緊湊，使用方便，能使蒸汽乾度達到100％，並有一定的過熱度，能滿足超稠油開發的注汽工藝要求，因此極大地提高了超稠油開發注汽的工作效率，提高了熱效率，降低了能耗，降低了生產成本。
2016年12月7日，《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
（概述圖為《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法
- 公布號：CN101343989
- 授權日：2009年1月14日
- 申請號：2008103041347
- 申請日：2008年8月22日
- 申請人：新疆石油管理局機械製造總公司
- 地址：新疆克拉瑪依市永紅路15號
- 發明人：周建平、貢軍民、郝衛國、齊天喜
- Int.Cl.：E21B36/00(2006.01)；E21B43/24(2006.01)
- 代理機構：烏魯木齊合縱專利商標事務所
- 代理人：湯建武、周星瑩
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
截至2008年8月，中國國內已開始大規模進行超稠油開發，在超稠油注汽開發工藝中，要求注汽鍋爐的出口蒸汽乾度達到100％，而使用的油田注汽鍋爐的出口蒸汽乾度都在80％左右，因此無法滿足超稠油開發的注汽工藝要求。為了滿足超稠油開發的注汽工藝要求，一般需要另外增加至少一套對蒸汽的加熱裝置，這樣既增加了能耗又增加了操作和管理工作，從而增加了成本。
發明內容
專利目的
《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》提供了一種高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法，克服了上述2008年8月之前技術之不足，其能有效解決蒸汽乾度不能達到超稠油注汽開發所需要蒸汽乾度標準的問題，其結構合理而緊湊，提高了熱效率，降低了能耗，降低了生產成本，能滿足超稠油開發的注汽工藝的要求。
技術方案
《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種高幹度油田注汽鍋爐，包括輻射段、對流段和過渡段，輻射段的進口與燃燒器的出口相連通，還包括爐體、給水泵和汽水分離器；在對流段與過渡段之間的爐體內固定安裝有蒸汽過熱器；對流段進口管的進水口與給水泵的出水口相連通，對流段進口管的出水口與對流段上端的進水口相連通；對流段出口管的進口與對流段下端的出口相連通，對流段出口管的出口與輻射段的進口相連通，輻射段出口管的進口與輻射段的出口相連通，輻射段出口管的出口與汽水分離器下端的進口相連通，分離蒸汽出口管的進口與汽水分離器頂部的出口相連通，分離蒸汽出口管的出汽口與蒸汽過熱器的進汽口相連通，過熱器出口管的進汽口與蒸汽過熱器的出汽口相連通，過熱器出口管的出汽口與蒸汽出口管的進汽口相連通。
《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》的技術方案之二是通過以下措施來實現的：利用上述的高幹度油田注汽鍋爐的高幹度蒸汽生產方法是按下述步驟進行的：軟化水經給水泵增壓後，經對流段進口管進入到對流段，在對流段內進行初步加熱，其次由對流段出口管進入到輻射段，在輻射段內進一步加熱至75％至80％乾度的濕飽和蒸汽，再由輻射段出口管進入到汽水分離器，在汽水分離器內進行汽水分離，分離出的乾度達99％的蒸汽，蒸汽由分離蒸汽出口管進入到蒸汽過熱器內加熱至過熱，然後由過熱器出口管進入到摻混器內；由汽水分離器分離出的高濃度含鹽飽和水由分離水出口管進入摻混器內；在摻混器中，汽水分離器分離出來的飽和水與蒸汽過熱器出來的過熱蒸汽進行摻混，利用過熱蒸汽將飽和水加熱並完全汽化，形成乾度100％的微過熱蒸汽後，由混合蒸汽出口管輸出至蒸汽出口管。
下面是對上述發明技術方案的進一步最佳化或/和改進：
上述汽水分離器的下方可有摻混器，摻混器的頂部低於汽水分離器的底部，分離水出口管的進水口與汽水分離器底部的出水口相連通，分離水出口管的出水口與摻混器的進水口相連通，摻混器的進汽口與過熱器出口管的出汽口相連通，摻混器的出汽口與混合蒸汽出口管的進汽口相連通，而混合蒸汽出口管的出汽口與蒸汽出口管的進汽口相連通。
上述爐體內的上部可有對流段，在爐體內的下部有過渡段，在爐體的上端安裝有煙箱和煙囪；在爐體的前部有輻射段，在爐體的尾部有安裝座；輻射段的出口與爐體下部過渡段的進口相連通；在安裝座上固定安裝有汽水分離器。
上述爐體內的上部可有對流段，在爐體內的下部有過渡段，在爐體的上端安裝有煙箱和煙囪；在爐體的前部有輻射段，在爐體的尾部有安裝座；輻射段的出口與爐體下部過渡段的進口相連通；在安裝座上固定安裝有汽水分離器和摻混器。
上述過熱器出口管的出汽口的一端可與蒸汽出口相連通，過熱器出口管的出汽口的另一端與蒸汽排空管的進汽口相連通。
上述混合蒸汽出口管的出汽口的一端可與蒸汽出口相連通，混合蒸汽出口管的出汽口的另一端與蒸汽排空管的進汽口相連通。
上述汽水分離器可採用立式汽水分離器。
改善效果
《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》結構合理而緊湊，使用方便，能使蒸汽乾度達到100％，並有一定的過熱度，能滿足超稠油開發的注汽工藝要求，因此極大地提高了超稠油開發注汽的工作效率，提高了熱效率，降低了能耗，降低了生產成本。
附圖說明
附圖1為《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》最佳實施例的主視結構示意圖。
附圖2為《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》最佳實施例的工藝流程原理示意圖。
附圖中的編碼分別為：1為蒸汽排空管，2為給水泵，3為輻射段，4為汽水分離器，5為過渡段，6為蒸汽過熱器，7為煙箱和煙囪，8為安裝座，9為燃燒器，10為對流段進口管，11為對流段出口管，12為輻射段出口管，13為分離蒸汽出口管，14為過熱器出口管，15為蒸汽出口管，16為摻混器，17為分離水出口管，18為混合蒸汽出口管，19為對流段。
技術領域
《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》涉及油田注汽鍋爐技術領域，是一種高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法。
權利要求
1、一種高幹度油田注汽鍋爐，包括輻射段、對流段和過渡段，輻射段的進口與燃燒器的出口相連通，其特徵在於包括爐體、給水泵和汽水分離器；在對流段與過渡段之間的爐體內固定安裝有蒸汽過熱器；對流段進口管的進水口與給水泵的出水口相連通，對流段進口管的出水口與對流段上端的進水口相連通；對流段出口管的進口與對流段下端的出口相連通，對流段出口管的出口與輻射段的進口相連通，輻射段出口管的進口與輻射段的出口相連通，輻射段出口管的出口與汽水分離器下端的進口相連通，分離蒸汽出口管的進口與汽水分離器頂部的出口相連通，分離蒸汽出口管的出汽口與蒸汽過熱器的進汽口相連通，過熱器出口管的進汽口與蒸汽過熱器的出汽口相連通，過熱器出口管的出汽口與蒸汽出口管的進汽口相連通。
2、根據權利要求1所述的高幹度油田注汽鍋爐，其特徵在於汽水分離器的下方有摻混器，摻混器的頂部低於汽水分離器的底部，分離水出口管的進水口與汽水分離器底部的出水口相連通，分離水出口管的出水口與摻混器的進水口相連通，摻混器的進汽口與過熱器出口管的出汽口相連通，摻混器的出汽口與混合蒸汽出口管的進汽口相連通，而混合蒸汽出口管的出汽口與蒸汽出口管的進汽口相連通。
3、根據權利要求1所述的高幹度油田注汽鍋爐，其特徵在於爐體內的上部有對流段，在爐體內的下部有過渡段，在爐體的上端安裝有煙箱和煙囪；在爐體的前部有輻射段，在爐體的尾部有安裝座；輻射段的出口與爐體下部過渡段的進口相連通；在安裝座上固定安裝有汽水分離器。
4、根據權利要求2所述的高幹度油田注汽鍋爐，其特徵在於爐體內的上部有對流段，在爐體內的下部有過渡段，在爐體的上端安裝有煙箱和煙囪；在爐體的前部有輻射段，在爐體的尾部有安裝座；輻射段的出口與爐體下部過渡段的進口相連通；在安裝座上固定安裝有汽水分離器和摻混器。
5、根據權利要求1或3所述的高幹度油田注汽鍋爐，其特徵在於過熱器出口管的出汽口的一端與蒸汽出口相連通，過熱器出口管的出汽口的另一端與蒸汽排空管的進汽口相連通。
6、根據權利要求2或4所述的高幹度油田注汽鍋爐，其特徵在於混合蒸汽出口管的出汽口的一端與蒸汽出口相連通，混合蒸汽出口管的出汽口的另一端與蒸汽排空管的進汽口相連通。
7、根據權利要求5所述的高幹度油田注汽鍋爐，其特徵在於汽水分離器採用立式汽水分離器。
8、根據權利要求6所述的高幹度油田注汽鍋爐，其特徵在於汽水分離器採用立式汽水分離器。
9、一種根據權利要求2或4所述的高幹度油田注汽鍋爐的高幹度蒸汽生產方法，其特徵在於按下述步驟進行的：軟化水經給水泵增壓後，經對流段進口管進入到對流段，在對流段內進行初步加熱，其次由對流段出口管進入到輻射段，在輻射段內進一步加熱至75％至80％乾度的濕飽和蒸汽，再由輻射段出口管進入到汽水分離器，在汽水分離器內進行汽水分離，分離出的乾度達99％的蒸汽，蒸汽由分離蒸汽出口管進入到蒸汽過熱器內加熱至過熱，然後由過熱器出口管進入到摻混器內；由汽水分離器分離出的高濃度含鹽飽和水由分離水出口管進入摻混器內；在摻混器中，汽水分離器分離出來的飽和水與蒸汽過熱器出來的過熱蒸汽進行摻混，利用過熱蒸汽將飽和水加熱並完全汽化，形成乾度100％的微過熱蒸汽後，由混合蒸汽出口管輸出至蒸汽出口管。
10、一種根據權利要求8所述的高幹度油田注汽鍋爐的高幹度蒸汽生產方法，其特徵在於按下述步驟進行的：軟化水經給水泵增壓後，經對流段進口管進入到對流段，在對流段內進行初步加熱，其次由對流段出口管進入到輻射段，在輻射段內進一步加熱至75％至80％乾度的濕飽和蒸汽，再由輻射段出口管進入到汽水分離器，在汽水分離器內進行汽水分離，分離出的乾度達99％的蒸汽，蒸汽由分離蒸汽出口管進入到蒸汽過熱器內加熱至過熱，然後由過熱器出口管進入到摻混器內；由汽水分離器分離出的高濃度含鹽飽和水由分離水出口管進入摻混器內；在摻混器中，汽水分離器分離出來的飽和水與蒸汽過熱器出來的過熱蒸汽進行摻混，利用過熱蒸汽將飽和水加熱並完全汽化，形成乾度100％的微過熱蒸汽後，由混合蒸汽出口管輸出至蒸汽出口管。
實施方式
下面結合實施例及附圖對《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》作進一步描述：
如附圖1、2所示，該高幹度油田注汽鍋爐包括輻射段3、對流段19和過渡段5，輻射段3的進口與燃燒器9的出口相連通，還包括爐體、給水泵2和汽水分離器4；在對流段19與過渡段5之間的爐體內固定安裝有蒸汽過熱器6；對流段進口管10的進水口與給水泵2的出水口相連通，對流段進口管10的出水口與對流段19上端的進水口相連通；對流段出口管11的進口與對流段19下端的出口相連通，對流段出口管11的出口與輻射段3的進口相連通，輻射段出口管12的進口與輻射段3的出口相連通，輻射段出口管12的出口與汽水分離器4下端的進口相連通，分離蒸汽出口管13的進口與汽水分離器4頂部的出口相連通，分離蒸汽出口管13的出汽口與蒸汽過熱器6的進汽口相連通，過熱器出口管14的進汽口與蒸汽過熱器6的出汽口相連通，過熱器出口管14的出汽口與蒸汽出口管15的進汽口相連通。
可根據實際需要，對上述高幹度油田注汽鍋爐作進一步最佳化或/和改進：
如附圖1、2所示，汽水分離器4的下方有摻混器16，摻混器16的頂部低於汽水分離器4的底部，分離水出口管17的進水口與汽水分離器4底部的出水口相連通，分離水出口管17的出水口與摻混器16的進水口相連通，摻混器16的進汽口與過熱器出口管14的出汽口相連通，摻混器16的出汽口與混合蒸汽出口管18的進汽口相連通，而混合蒸汽出口管18的出汽口與蒸汽出口管15的進汽口相連通。
如附圖1、2所示，在爐體內的上部有對流段19，在爐體內的下部有過渡段5，在爐體的上端安裝有煙箱和煙囪7；在爐體的前部有輻射段3，在爐體的尾部有安裝座8；輻射段3的出口與爐體下部過渡段5的進口相連通；在安裝座8上固定安裝有汽水分離器4；或者，在安裝座8上固定安裝有汽水分離器4和摻混器16。
如附圖1、2所示，過熱器出口管14的出汽口的一端與蒸汽出口管15的進汽口相連通，過熱器出口管14的出汽口的另一端與蒸汽排空管1的進汽口相連通。
如附圖1、2所示，混合蒸汽出口管18的出汽口的一端與蒸汽出口管15的進汽口相連通，混合蒸汽出口管18的出汽口的另一端與蒸汽排空管1的進汽口相連通。
如附圖1、2所示，汽水分離器4採用立式汽水分離器，立式汽水分離器為2008年8月之前公知的立式汽水分離器，其可使分離出的蒸汽乾度達到99％以上。
以上技術特徵構成了《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》高幹度油田注汽鍋爐的最佳實施例，其具有較強的適應性和最佳實施效果，可根據實際需要增減非必要的技術特徵，來滿足不同情況的需求。
《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》高幹度蒸汽生產方法是利用高幹度油田注汽鍋爐按下述步驟進行的：軟化水經給水泵2增壓後，經對流段進口管10進入到對流段19，在對流段19內進行初步加熱，其次由對流段出口管11進入到輻射段3，在輻射段3內進一步加熱至75％至80％乾度的濕飽和蒸汽，再由輻射段出口管12進入到汽水分離器4，在汽水分離器4內進行汽水分離，分離出的乾度達99％的蒸汽，蒸汽由分離蒸汽出口管13進入到蒸汽過熱器6內加熱至過熱，然後由過熱器出口管14進入到摻混器16內；由汽水分離器4分離出的高濃度含鹽飽和水由分離水出口管17進入摻混器16內；在摻混器16中，汽水分離器4分離出來的飽和水與蒸汽過熱器6出來的過熱蒸汽進行摻混，利用過熱蒸汽將飽和水加熱並完全汽化，形成乾度100％的微過熱蒸汽後，由混合蒸汽出口管18輸出至蒸汽出口管15後注入油井，在混合蒸汽出口管18後加裝了蒸汽排空管1，已備緊急排空之用。
榮譽表彰
2016年12月7日，《高幹度油田注汽鍋爐和高幹度蒸汽生產方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。
