ЗАБОЙНЫЙ ПАРОГАЗОГЕНЕРАТОР НА МОНОТОПЛИВЕ

Полезная модель относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к устройствам, генерирующим парогазовую смесь непосредственно на забое.
Известна парогазовая установка, состоящая из каналов для ввода воздуха, топливной смеси и воды, топливной форсунки, запального узла и камеры сгорания.
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).
Забойный парогазогенератор имеет следующие недостатки:
- конструкция известной топливной форсунки с запальным электроискровым узлом не обеспечивает надежный многократный запуск парогазогенератора при подаче одновременно рабочих расходов воздуха, топлива и воды;
- поступление воды непосредственно в зону горения приводит к снижению температуры в пристеночном слое, что приводит к сажеобразованию;
- 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.
Наиболее близким по техническому решению является забойный парогазогенератор, выбранный нами в качестве прототипа, включающий пусковую и основную камеры сгорания, камеру смешения продуктов сгорания с водой, электрический нагреватель и форсунки расположенные в верхней части основной камеры. (Патент РФ №2316648).
Недостатками данного забойного парогазогенератора являются:
- Использование углеводородного топлива требует применения компрессорного оборудования для подачи воздуха под высоким давлением в парогазогенератор.
- Отсутствие теплоизоляции камеры сгорания приводит к дополнительным тепловым потерям и возможности нагрева жидкости вокруг парогазогенератора.
- Возможность образования в продуктах сгорания сажи, загрязняющей призабойную зону пласта.
Техническим результатом полезной модели является создание устройства для получения парогазовой смеси на забое скважины с использованием монотоплива без раздельной подачи горючего и окислителя к парогазогенератору (ПГГ).
Технический результат достигается тем, что забойный парогазогенератор на монотопливе включающий электрический нагреватель, пусковую и основную камеры сгорания, камеру смешения продуктов сгорания с водой и форсунки расположенные в основной камере, согласно полезно модели форсунки расположены по всей длине основной камеры, а пусковая и основная камеры сгорания имеют теплоизоляцию.
Расположение форсунок подачи топлива по всей длине основной камеры сгорания позволяет повысить производительность парогазогенератора за счет увеличения расхода монотоплива и обеспечить полное разложение монотоплива за счет подмешивания к подаваемому монотопливу горючих продуктов реакции из предыдущих ступеней.
Наличие теплоизоляции пусковой и основной камер сгорания позволяет сократить потери тепла в окружающую среду и предохранить от перегрева конструкцию парогазогенератора.
На фиг. представлен чертеж забойного парогенератора на монотопливе.
Парогазогенератор состоит из пусковой (1) и основной (2) камер сгорания и камеры смешения (3) расположенных в едином трубчатом корпусе (4). Камеры сгорания (1 и 2) имеют теплоизоляцию (5). Монотопливо подается в пусковую камеру через патрубок (6) и форсунки (7), расположенные по всей длине основной камеры (2), а в основную камеру через патрубки (8, 9), линии подачи (10) и форсунки (11). Вода подается через патрубок (12) и по кольцевому зазору (13) через форсунки (14) попадает в камеру смешения. Вверху пусковой камеры установлен трубчатый электронагреватель (15).
Парогазогенератор работает следующим образом.
Перед запуском парогазогенератор заполняется монотопливом через патрубки (8) и (9), при этом воздух вытесняется через форсунки (7) пусковой камеры (1) и патрубок (6). После заполнения парогазогенератора и вытеснения воздуха включается электронагреватель (15). После начала реакции разложения в пусковую камеру (1) через форсунки (7) начинается подача монотоплива. Горячие продукты разложения из пусковой камеры (1) проходя через основную камеру (2) нагревают ее до температуры, необходимой для начала реакции разложения монотоплива. При достижении необходимой температуры в основную камеру сгорания (2) через линии подачи (10) и форсунки (11) начинается подача основного расхода монотоплива. Для получения парогаза требуемой температуры через патрубок (12) по кольцевому зазору 13, образованному трубчатым корпусом (4) и теплоизоляцией (5), подается вода, которая через форсунки (14) впрыскивается в камеру смешения (3), где происходит ее смешение с продуктами разложения монотоплива и образование парогаза.