ПАРОГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 2017 года по МПК E21B36/00 E21B43/24 

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам работы и конструированию парогазогенераторов.

Одной из проблем, стоящих в настоящее время в данной области техники, является проблема эффективности энергоустановок, повышение их КПД и надежности работы.

Известна парогенераторная установка, содержащая прямоточный парогенератор, работающий на жидком топливе, питательный насос, предназначенный для подачи питательной воды в парогенератор, аппараты химводоподготовки, деаэратор, систему топливоподачи, непрерывно подающее топливо в горелочное устройство парогенератора, дутьевой вентилятор, соединенный с парогенератором и подающий воздух к горелкам горелочного устройства парогенератора, трубопроводы и арматуру, служащую для транспортирования и управления потоками пара, воды и топлива (Н.К. Байбаков, А.Р. Гарушев. Тепловые методы разработки нефтяных месторождений. 3-е изд., переработанное и доп. - М.: Недра, 1988, рис. 95, стр. 192-193 - прототип).

Указанная парогенераторная установка работает следующим образом.

Исходная вода с помощью насоса подается в аппараты химводоподготовки и далее в деаэратор. Питательная вода из деаэратора после дегазации питательным насосом подается в парогенератор. Система топливоподачи обеспечивает подачу топлива на горелки горелочного устройства парогенератора. Подача воздух в парогенератор осуществляется дутьевым вентилятором. Образующиеся продукты сгорания омывают поверхность нагрева парогенератора и далее через дымовую трубу удаляются в атмосферу. Основная часть пара поступающего из парогенератора отводится в сеть нагнетательных скважин.

Основными недостатками данной парогенераторной установки являются выброс большого количества дымовых газов, с которыми теряется часть тепла, вырабатываемого парогенератором, а также загрязнение окружающей среды токсичными газами.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение эффективности теплового воздействия на нефтяной пласт за счет смешения в парогазогенераторе образующихся в нем дымовых газов с вырабатываемым паром и подачи полученной парогазовой смеси в нефтяной пласт.

Решение указанной задачи достигается тем, что предложенный парогазогенератор согласно изобретению содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру сгорания, смесительную головку, включающую в себя блок подачи окислителя, блок подачи горючего, блок подачи балластирующего компонента с огневым днищем, при этом в указанных блоках равномерно по окружностям установлены соосно-струйные форсунки, причем полость тракта регенеративного охлаждения камеры сгорания соединена с полостью блока подачи балластирующего компонента, во внутренней полости камеры сгорания расположены параллельно ее оси трубчатые теплообменные элементы, причем один конец каждого трубчатого теплообменного элемента закреплен в огневом днище блока подачи балластирующего компонента, а другой конец упомянутого теплообменного элемента установлен коаксиально в профилированном канале, выполненном в днище, размещенном в выходной части камеры сгорания, газовод, закрепленный на днище.

В варианте исполнения на наружной поверхности трубчатых теплообменных элементов выполнены ребра.

Предлагаемая конструкция парогазогенератора за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - утилизации дымовых газов, а также повышение эффективности теплового воздействия на нефтяной пласт за счет смешения в парогазогенераторе образующихся в нем дымовых газов с вырабатываемым паром и подачи полученной парогазовой смеси в нефтяной пласт.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан продольный разрез парогазогенератора, на фиг. 2 - выносной элемент A - продольный разрез днища парогазогенератора, на фиг. 3 - поперечное сечение трубчатого теплообменного элемента парогазогенератора в варианте исполнения.

Предложенный парогазогенератор содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру сгорания 1, смесительную головку 2, включающую в себя блок подачи окислителя 3, блок подачи горючего 4, блок подачи балластирующего компонента 5 с огневым днищем 6, при этом в указанных блоках равномерно по окружностям установлены соосно-струйные форсунки 7, причем полость тракта регенеративного охлаждения камеры сгорания 8 соединена с полостью блока подачи балластирующего компонента 9, во внутренней полости камеры сгорания 10 расположены параллельно ее оси трубчатые теплообменные элементы 11, причем один конец каждого трубчатого теплообменного элемента 11 закреплен в огневом днище 6 блока подачи балластирующего компонента 5, а другой конец упомянутого теплообменного элемента 11 установлен коаксиально в профилированном канале 12, выполненном в днище 13, размещенном в выходной части камеры сгорания 1, газовод 14, закрепленный на днище 13.

В варианте исполнения на наружной поверхности трубчатых теплообменных элементов 11 выполнены ребра 15.

Предложенный парогазогенератор работает следующим образом.

Горючее подается в блок подачи горючего 4 смесительной головки 2 и равномерно распределяется по соосно-струйным форсункам 7, из которых впрыскивается во внутреннюю полость камеры сгорания 10.

Окислитель подается в блок подачи окислителя 3 и равномерно распределяется по соосно-струйным форсункам 7, из которых впрыскивается во внутреннюю полость камеры сгорания 10.

Балластирующий компонент подается в тракт регенеративного охлаждения камеры сгорания 8. После тракта регенеративного охлаждения камеры сгорания 8 балластирующий компонент поступает в полость блока подачи балластирующего компонента 9 и далее равномерно распределяется по трубчатым теплообменным элементам 11. По внутренней полости трубчатых теплообменных элементов 11, закрепленных одним концом в огневом днище 6 блока подачи балластирующего компонента 5, балластирующий компонент поступает в профилированные каналы 12, выполненные в днище 13.

Во внутренней полости камеры сгорания 10 горючее и окислитель смешиваются и сгорают. Теплота от продуктов сгорания топлива передается через стенки тракта регенеративного охлаждения камеры сгорания 8 и трубчатых теплообменных элементов 11 балластирующему компоненту, который постепенно испаряется.

Струя балластирующего компонента, поступающего из трубчатого теплообменного элемента 11, засасывает за счет эжектирующего действия в профилированный канал 12 продукты сгорания компонентов топлива из внутренней полости камеры сгорания 10. В профилированном канале 12 происходит смешение потоков балластирующего компонента и продуктов сгорания компонентов топлива. На выходе из профилированного канала 12 образуется парогазовая смесь, которая далее через газовод 14 подается в нефтяной пласт.

В варианте исполнения балластирующий компонент подается из полости блока подачи балластирующего компонента 9 в профилированный канал 12 по трубчатому теплообменному элементу 11, на наружной поверхности которого выполнены ребра 15, что позволяет интенсифицировать процесс теплопередачи.

Использование предложенного технического решения позволит утилизировать дымовые газы, а также повысить эффективности теплового воздействия на нефтяной пласт за счет смешения в парогазогенераторе образующихся в нем дымовых газов с вырабатываемым паром и подачи полученной парогазовой смеси в нефтяной пласт.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к способам работы и конструированию парогазогенераторов. Парогазогенератор содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру сгорания и смесительную головку. Смесительная головка включает в себя блок подачи окислителя, блок подачи горючего, блок подачи балластирующего компонента с огневым днищем. При этом в указанных блоках равномерно по окружностям установлены соосно-струйные форсунки. Причем полость тракта регенеративного охлаждения камеры сгорания соединена с полостью блока подачи балластирующего компонента. Во внутренней полости камеры сгорания расположены параллельно ее оси трубчатые теплообменные элементы. Причем один конец каждого трубчатого теплообменного элемента закреплен в огневом днище блока подачи балластирующего компонента, а другой конец упомянутого теплообменного элемента установлен коаксиально в профилированном канале, выполненном в днище, размещенном в выходной части камеры сгорания, газовод, закрепленный на днище. Техническим результатом является повышение эффективности теплового воздействия на нефтяной пласт за счет смешения в парогазогенераторе образующихся в нем дымовых газов с вырабатываемым паром и подачи полученной парогазовой смеси в нефтяной пласт. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Парогазогенератор, характеризующийся тем, что он содержит охлаждаемую балластирующим компонентом камеру сгорания, смесительную головку, включающую в себя блок подачи окислителя, блок подачи горючего, блок подачи балластирующего компонента с огневым днищем, при этом в указанных блоках равномерно по окружностям установлены соосно-струйные форсунки, причем полость тракта регенеративного охлаждения камеры сгорания соединена с полостью блока подачи балластирующего компонента, во внутренней полости камеры сгорания расположены параллельно ее оси трубчатые теплообменные элементы, причем один конец каждого трубчатого теплообменного элемента закреплен в огневом днище блока подачи балластирующего компонента, а другой конец упомянутого теплообменного элемента установлен коаксиально в профилированном канале, выполненном в днище, размещенном в выходной части камеры сгорания, газовод, закрепленный на днище.

2. Парогазогенератор по п. 1, отличающийся тем, что на наружной поверхности трубчатых теплообменных элементов выполнены ребра.