Нагревательное устройство Советский патент 1980 года по МПК E21B43/24 

Изобретение относится к области нефтедобычи и касается устройств для термического воздействия на битумные и нефтяные пласты. Известно забойное горелочное устройство, содержащее секционную жаровую трубу, корпус, системы питания и зажигания llЭто устройство может длительное время работать на забое скважины в режиме с суммарным коэффициентом избытка воздуха в камере сгорания около 5. Эксплуатация устройства иа других режимах ведет к срыву горения в нем, что не дает возможность производить регулирование температу1мл и состава продуктов сгорания за счет изменения соотношения компонентов, а также не гарантирует полноту сгорания топлива. Кроме того, в зону горения подае ся готовая топливо-воздушная смесь, что ведет к повышенной взрывоопаснос ти при аварийной остановке компрессора и требует применения дополнительной колонны насосно-компрессорны труб, которая усложняет технологию использования уствойства. Известно также нагревательное уст ройство, содержгидее корпус, жаровую трубу с рядами радиальных отверстий и глухим фронтовым элементов и топливную форсунку 2. Данное устройство может быть использовано для термического воздействия на битумные и нефтяные пласты в сквг1жине. Однако регулирование соотношения горючих компонентов с воздухом в данном устройстве возможно (при фиксированном расходе воздуха) в пределах изменения коэффициента избытка воздуха 0,6-1,6; при других соотношениях газовоздушная смесь негорюча. Поэтому при увеличении расхода газа (увеличение теплопроизводительности необходимо пропорционально увеличивать расход воздуха, лишь тогда не будет срыва горения. Целью изобретения является увеличение диапазона устойчивой работы по соотношению компонентов горения и теплопроизводительности при термическом воздействии, на битумные и нефтяные пласты. Указанная цель достигается тем, что первый ряд радиальных отверстий расположен от фронтового элемента на расстоянии, равном диаметру жаровой трубы, а суммарная площадь отверстий первого ряда равна суммарной площади всех последующих проточных элементов жаровой трубы.

На.фиг. 1 изображено нагревательное устройство, общий вид с частичным вырезом; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Устройство содержит корпус 1, жаровую трубу 2 с поясами отверстий 3 и глухим фронтовым элементом 4, представляющим монолитный конус, на котором, размещены форсунка 5 и свеча 6 электрозажигания. : ароная труба 2 1 репится к корпусу 1 одной стороной штифтами 7 радиальной термокомпенсацйи, а другой - в посадочном гнезде сопла 8. Топливо к форсунке 5 поступает по свече 6, а электрический импульс - к свече 6 по кабелю 10. Выход трубки 9 и кабеля 10 из внут(енней полости устройства герметизируется сальпиками 11.

На расстоянии , равном внутреннему диаметру жаровой трубы, от фронт;ового элемента см. фиг. 1) расположен первый пояс радигшьных отверстий, состоящий, например, из 12 отверстий диаметром 6мм. Воздух, . втекаКхцйй в эти отверстия из зарубашечного пространства (кольцевой зазор между корпусом 1 и жаровой трубой 2 в полость последней, частично эжектируется в сторону фронтового элемента 4 и создает сильно турбулизированную зону, .в которой перемешивается мелкораспыленное топливо, подаваемое форсункой 5. Смесь поджигается электрической искрой свечи 6,после чего горение продолжается з счет постоянного поступления горючи arisHTOB,подаваемых с поверхности.Чатично прогоревшая смесь,двигаясь по внутрениему пространству жаровой трбы, смешивается с воздухом,поступаю- щнм из -второго пояса радигшьных отверстий, например 20 отверстий диаметром 2(6 мм. Этот воздух, перемешивая продукты сгорания, расходуется на полное догорание топлива. При дал-ьнейшем продвижении продукты сгорания перемешиваются с воздухом, поступающим струями, проникающими до Центра жаровой трубы из третьего пояса радиальных отверстий, наприме 12 отверстий дцаметром 3,1 мм. Этот воздух, перемешивая продукты сго Р4ния, снижает их температуру до

необходимой и выравнивает поле температур последних. Расстояние между рядами выбирается из конструктивных соображений. Чем больше рядов ргщиальных отверстий, следующих за первым рядом, тем равномернее поле тем ператур газов. Такая организация процесса горения позволяет регулировать коэффициент избытка воздуха от 1 до 15 (т.е. содержание свободногр кислорода в продуктах сгорания

от О до 19%), а также изменять температуру последних от 200 до , что крайне необходимо при ис.пользовании устройства для термического воздействия на битумные и нефтяные

5 пласты. Указанный максимальный диапазон регулирования можно получить, если суммарная площадь отверстий первого ряда равна суммарной плоЩсщи всех последующих проточных элеQ ментов жаровой трубы (ряды отверстий .и щели для- подачи охлаждающего возДуха).

Для упрощения технологии применения устройства топливо подается по гибкому трубопроводу, например

медной трубке диаметром 6ч1.

Формула изобретения

Нагревательное устройство, содержащее корпус, хсаровую трубу с рядами радиальных отверстий и глухим фронтовым элементом и топливную форсунку, от.л и ч ающее с я. тем, что

с целью увеличения диапазона устойчивой работы по соотношению компонентов горения и теплопронзводительности при термическом воздействии на битумныеи нефтяные пласты, первый

радигшьных отверстий расположен от фронтового элемента на расстоянии, равном дйаииетру жаровой трубы, а суммарная площадь отверстий первого ряда равна суммарной площади всех последующих проточных элементов

жаровой трубы.

Источники информации, принятые во взимание при экспертизе . 1. Авторское свидетельство СССР 50 156512, кл. Е 21 В 43/24, 06.07.62.

2. Авторское свидетельство СССР . 237320, кл. F23 D l3/OO, 23.01.68 (прототип).

9иг.

Л-К