Нагревательное устройство для термического воздействия на битумные и нефтяные пласты Советский патент 1982 года по МПК E21B43/24 F22B27/16 

Изобретение относится к нефтедобы че и касается устройств для термичес кого воздействия на битумные и нефтяные пласты с целью увеличения нефтеотдачи пластов. Известно нагревательное устройство, включающее секционную жаровую, трубу и корпус системы топливопитани и электрозажигания 1 . Основными недостатками зтого нагр вателя являются малый диапазон регулирования температур выходящих продуктов сгорания и небольшая развивае мая тепловая мощность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является нагревательное устройство для термического воздействия на битумные и неф(гяные пласты, включающее корпус, селЬкционную жаровую трубу, топливораспыляющую форсунку со свечой электрозажигания 2. Недостатком устройства является, то, что в условиях битумных и нефтяных скважин, где давление закачки. теплоносителя составляет 1-20 МПа, работа при указанной температуре из-за интенсивного теплового излучения приводит к быстрому (порядка 10-20 мин) выходу из строя жаровой трубы и ее корпуса, а также к прогару стенок эксплуатационной колонны и нарушению целостности цементного кольца. Недостатком устройства является также отсутствие возможности использования менее дефицитного топлива (сырой нефти). Известно, что охлаждение высокотемпературной зоны достигается путем испарения или подогрева в ней воды. Однако подача воды непосредственно в камеру сгорания приводит к срыву горения в ней. Цель изобретения - увеличение долговечности устройства, повьипение эффективности подготовки парогаза, улучшение эффекта теплового воздействия на битумные и нефтяные пласты, снижение возможности термодеформирования эксплуатационной колонны и нарушения целостности цементного крльца. Цель достигается тем, что нагревательное устрюйство снабжено соединенным с нижней частью корпуса цилиндром с перфорированными основаниями, заполненным теплоемким наполнителем, причем в качестве последнего используют металлическую стружку

при значении коэффициента пористости от 0,6 до 0,8.

На чертеже показано устройство, осевой разрез.

Устройство включает корпус 1, жаровую трубу 2 с рядом радиальных отверстий и глухим фронтовым элементом 3, на котором размещены топливо-распыляющая форсунка 4 со свечой электрозажигания 5. Жаровая труба 2 соединена с корпусом 1 одной стороной штифтс1ми радиальной термокомпенсации 6, а другой - в посадочном гнезде сопла 7.

Топливо к форсунке 4 поступает п трубе 8, а электрический импулъс к свече электрозажигания 5 - по кабелю 9.

Выходы трубки 8 и кабеля 9 из внутренней полости устройства герметизируются сальником 10. К корпусу 1 жестко крепится цилиндр 11, внутренюю полость которого между перфорированными основаниями 12 заполняют теплоемким наполнителем 13. В «качестве наполнителя используют металлическую стружку 14 при значении коэффициента пористости от 0,6 до 0,8.

Значение коэффициента пористости устанавливают из следующих соображений. Воспламенение углеводородного топлива и его горения в пористой среде возможно при значении коэффициента пористости выше 0,3. Это справедливо только в случае взаимодействия только двух компонентов - воздуха и горючего. При добавлении в реакционную зону воды, вследствие интенсивного отвода тепла, при значении коэффициента пористости 0,3 уже нельзя организовать влажное горение, для этого необходимо увеличить значение коэффициента пористости до 0,6-0,8.

Устройство работает следующим образом.

Вначале смесь распыленного керосина или бензина с воздухом поджигается свечой зажигания 5. Затем в течение 10-15 мин горение в жаровой трубе 2 поддерживается в режиме с температурой продуктов сгорания 750950 С. За этот промежуток времени верхняя часть наполнителя 13 в цилиндре 11 разогревается до 400-500 С т. е. выше температуры самовоспламенения тяжелых топлив, и становится

источником принудительного воспламенения тяжелого топлива. Последнее воспламеняется при контакте с нагретой поверхностью наполнителя 13.

Следующие 10 - 15 мин формируется стабильная зона горения по длине цилиндра 11.

Далее производится подключение воздушной линии насоса, который расположен на поверхности и с помощью которого в цилиндр 11 подается вода. На входе в цилиндр концентрация воды в потоке воздуха составляет 0,013 м что соответствует режиму влажного горения, выполняемому при стехиометрическом соотношении топлива к воздуху.

Применение устройства позволяет увеличить его долговечность и повысить срок безремонтной эксплуатации скважины.

Формула изобретения

1.Нагревательное устройство для термического воздействия на битумные

и нефтяные пласты, включающее корпус секционную жаровую трубу, топливораспыляющую форсунку со свечой электрозажигания, отличающееся тем, что, с целью увеличения го долговечности, повышения эффективности подготовки парогаза, улучшения эффекта теплового воздействия на битумные и нефтяные пласты, снижения возможности термодеформирования эксплуатационной колонны и нарушения целост-ности цементного кольца, оно снабжено соединенным с нижней частью корпуса цилиндром с перфорированными основаниями, заполненным теплоемким наполнителем.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в качестве теплоемкого наполнителя используют металлическую стружку при значении коэффициента пористости от 0,6 до 0,8.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 156512, кл. Е 21 В 43/24, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2496425,кл. Е 21 В 43/24 1979 (прототип).