УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА РАБОЧЕГО АГЕНТА ПРИ НЕФТЕДОБЫЧЕ

Полезная модель относится к нефтяной и газовой промышленности и может быть использована, в частности, в устройствах, обеспечивающих нагрев рабочего агента при принудительном вытеснении нефти из добывающей скважины рабочим агентом, закачиваемым в пласт через нагнетательную скважину под давлением.
Известны устройства, которые могут быть использованы для подогрева нефти и жидкостей.
Одно из таких устройств [RU 51519, U1, B01D 17/00, 27.02.2006] содержит подогреватель нефти в виде теплового насоса с промежуточным теплоносителем, который имеет низкую точку кипения, соединенного с трубопроводами подачи и отвода низкопотенциального теплоносителя, насосы и емкость для низкопотенциального теплоносителя, причем, в качестве низкопотенциального носителя использована пластовая вода, а устройство снабжено трубопроводами подачи и отвода высокотемпературного теплоносителя к теплообменникам подогрева нефти, деаэратором, насосами, соединенными между собой через тепловой насос с образованием замкнутого циркуляционного контура нефти.
Недостатком устройства является относительно низкая износоустойчивость.
Известно также устройство [RU 54314, U1, B01D 17/00, 27.06.2006], содержащее тепловой насос с промежуточным теплоносителем, имеющим низкую точку кипения, соединенный с трубопроводами подачи и отвода низкопотенциального теплоносителя, в качестве которого используется пластовая вода, теплообменники подогрева нефти, выполняющий функции продуктового змеевика, резервуар-накопитель тепла, соединенный трубопроводами подачи и отвода высокотемпературного носителя с образованием замкнутого циркуляционного контура с тепловым насосом, трубопроводы подачи и отвода высокотемпературного носителя с образованием замкнутого циркуляционного контура с оборудованием сжигания факельного газа, трубопроводы подачи и отвода высокотемпературного носителя с образованием замкнутого циркуляционного контура с технологической печью и трубопроводами подачи и отвода высокотемпературного носителя с образованием замкнутого циркуляционного контура с теплообменниками подогрева нефти.
Недостатком этого технического решения является относительно низкая производительность и относительно низкое удобство эксплуатации.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство [RU 102898, U8, B01D 17/00, 20.03.2011], содержащее емкость с теплоносителем и установленные в емкости с теплоносителем топочную камеру и продуктовый змеевик, дымовую трубу, коллектор, на котором установлена дымовая труба, крыша, установленная над емкостью с теплоносителем, и на которой закреплены расширительный бак и площадка обслуживания, ящик для газового оборудования, закрепленный сбоку от емкости с теплоносителем, причем, продуктовый змеевик установлен в верхней части емкости с теплоносителем и выполнен из труб, расположенных в поперечном сечении в шахматном порядке, топочная камера состоит из входной трубы с установленной с ее торца горелкой, и пучка выходных труб, соединенных с коллектором, емкость с теплоносителем выполнена прямоугольной, а устройство установлено на единой раме.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно низкая эффективность нагрева рабочего агента при принудительном вытеснении нефти из добывающей скважины подогретым рабочим агентом при использовании в качестве топлива попутного газа из нефтедобывающих скважин, что приводит к непостоянству параметров прогрева и даже к его срыву.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в повышении эффективности нагрева рабочего агента.
Требуемый технический результат заключается в повышении эффективности нагрева рабочего агента при использовании в качестве топлива попутного газа из нефтедобывающих скважин.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что, в устройство, содержащее емкость с теплоносителем, в которой установлены топочная камера и продуктовый змеевик, а также дымовую трубу, коллектор, на котором установлена дымовая труба, крыша, установленная над емкостью с теплоносителем, и на которой закреплены расширительный бак и площадка обслуживания, ящик для газового оборудования, закрепленный сбоку от емкости с теплоносителем, причем, продуктовый змеевик установлен в верхней части емкости с теплоносителем и выполнен из труб, расположенных в поперечном сечении в шахматном порядке, топочная камера состоит из входной трубы с установленной с ее торца горелкой, и пучка выходных труб, соединенных с коллектором, емкость с теплоносителем выполнена прямоугольной, а устройство установлено на единой раме, согласно предложенной полезной модели, введены компрессор низкого давления, вход которого соединен с трубопроводом подачи попутного газа из нефтедобывающих скважин, а выход соединен с входом подачи топлива в горелку, дозатор подачи реагента, вход которого соединен с хранилищем реагента, а выход соединен с продуктовым змеевиком, и емкость для жидкого топлива, выход которой соединен с входом подачи топлива в горелку.
на Фиг. 1 - конструкция устройства для подогрева рабочего агента при нефтедобыче, виды спереди и сбоку, с разрезами.
на Фиг. 2 - схема района добычи нефти при использовании устройства для подогрева рабочего агента при нефтедобыче, когда реализуется способ нефтедобычи с нагнетательной и добывающими скважинами с искусственно созданным подпорным режимом.
Устройство для подогрева рабочего агента при нефтедобыче (фиг. 2) содержит емкость 1 с теплоносителем, продуктовый змеевик 2, крышу 3, топочную камера 4, горелку 5, расширительный бак 6, коллектор 7, площадку 8 обслуживания, ящик 9 для газового оборудования, дымовую трубу 10, емкость 11 для жидкого топлива, компрессор 12 низкого давления, дозатор 13 подачи реагента.
В устройстве для подогрева рабочего агента при нефтедобыче продуктовый змеевик 2 и топочная камера 4 установлены в емкости 1 с теплоносителем, дымовая труба 10 установлена на коллекторе 7, крыша 3 установлена над емкостью 1 с теплоносителем, на которой закреплены расширительный бак 6 и площадка 8 обслуживания
Кроме того, в устройстве для подогрева рабочего агента при нефтедобыче ящик 9 для газового оборудования закреплен сбоку от емкости 1 с теплоносителем, продуктовый змеевик 2 установлен в верхней части емкости 1 с теплоносителем и выполнен из труб, расположенных в поперечном сечении в шахматном порядке, топочная камера 4 состоит из входной трубы с установленной с ее торца горелкой 5, и пучка выходных труб, соединенных с коллектором 7, емкость с теплоносителем выполнена прямоугольной, устройство установлено на единой раме, вход компрессор 12 низкого давления соединен с трубопроводом подачи попутного газа из нефтедобывающих скважин (на чертеже не показан), а выход компрессора 12 низкого давления соединен с входом подачи топлива в горелку 5, вход дозатора 13 подачи реагента соединен с хранилищем реагента (на чертеже не показан), а выход дозатора 13 подачи реагента соединен с продуктовым змеевиком 2, а выход емкости 11 для жидкого топлива соединен с входом подачи топлива в горелку 5.
На фиг. 2 - схеме района добычи нефти при использовании устройства для подогрева рабочего агента при нефтедобыче, когда реализуется способ нефтедобычи с нагнетательной и добывающими скважинами с искусственно созданным подпорным режимом, обозначены: 14 - добывающие скважины, 15 нагнетательная скважина, 16 - устройство для подогрева рабочего агента при нефтедобыче.
Устройство для подогрева рабочего агента при нефтедобыче работает следующим образом. Попутный газ из затрубных пространств добывающих скважин (собираемый при помощи компрессора 12 низкого давления) или жидкое печное топливо (самотеком из емкости для жидкого топлива 11) поступает в горелку 5 и, перемешиваясь с воздухом, полностью сгорает в топочной камере 4. Образовавшиеся в процессе сгорания дымовые газы, проходя через топочную камеру 4, нагревают теплоноситель, заключенный в емкости 1 с теплоносителем, который, в свою очередь, нагревает транспортируемую среду (пластовую воду) в продуктовом змеевике 2.
Выполнение емкости 1 с теплоносителем прямоугольной позволяет сделать устройство более компактным и, вследствие этого, увеличивается длина продуктового змеевика 2, что позволяет увеличить поверхность теплообмена и производительность устройства. Кроме того, выполнение продуктового змеевика 2 из труб, расположенных в поперечном сечении в шахматном порядке, позволяет улучшить условия теплообмена и также повысить производительность устройства. Этот эффект усиливается и благодаря тому, что, соединение труб продуктового змеевика 2 выполнено с полными отводами, что приводит к уменьшению гидравлических сопротивлений в нем, и, как следствие, также увеличивает производительность устройства. Соединение топочной камеры с коллектором в виде пучка труб приводит к увеличению поверхности теплообмена. Подача реагента в продуктовый змеевик, с помощью дозатора 13 подачи регента, повышает коррозионную стойкость змеевика, а также оборудования нагнетательной скважины и способствует повышению нефтеотдачи.
Использование компрессора низкого давления 12 позволяет собирать газ из затрубных пространств добывающих скважин, что тоже влияет на повышение нефтеотдачи из-за отсутствия нарастания газовых шапок в скважинах, обеспечивая топливом комбинированную горелку 5 (работающую на газе среднего и низкого давления) установленную в предлагаемом устройстве, а так же улучшается экологическая обстановка в районе нефтедобывающих скважин. Расход газа поступающего на горелку регулируется с помощью частотного преобразователя компрессора.
Таким образом, благодаря введению дополнительного арсенала технических средств достигается требуемый технический результат, заключающийся в повышении эффективности нагрева рабочего агента при использовании в качестве топлива попутного газа из нефтедобывающих скважин, что обеспечивает постоянство параметров прогрева и исключает его срыв при использовании в качестве топлива попутного газа из нефтедобывающих скважин.
При этом, введенный компрессор низкого давления, вход которого соединен с трубопроводом подачи попутного газа из нефтедобывающих скважин, а выход соединен с входом подачи топлива в горелку, позволяет обеспечить стабильную подачу газообразного топлива из добывающих скважин, что характеризуется нестабильностью давления и возможными перерывами, емкость для жидкого топлива, выход которой соединен с входом подачи топлива в горелку, позволяет обеспечить стабильность подогрева при нестабильном давлении газа и срыве подачи, а дозатор подачи реагента, вход которого соединен с хранилищем реагента, а выход соединен с продуктовым змеевиком, повышает коррозионную стойкость змеевика, что также обеспечивает стабильность подогрева при использовании в качестве рабочего агента подтоварной воды.