一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括換熱器、兩個(gè)閃蒸罐、兩個(gè)制水器、儲(chǔ)水罐、注汽鍋爐和汽水分離器；其中，油田高溫采出液經(jīng)換熱器流出，油田污水經(jīng)換熱器加熱后流入第一閃蒸罐，第一閃蒸罐產(chǎn)生高溫蒸汽和高濃度污水后流入第一制水器，第一制水器制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐；儲(chǔ)水罐中的清水供給注汽鍋爐使用后流入汽水分離器，得到高溫分離鹽水，高溫分離鹽水經(jīng)第二閃蒸罐處理后，一部分富余蒸汽進(jìn)入第一制水器，另一部分高溫蒸汽和高濃度污水流入第二制水器，第二制水器制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐。本發(fā)明適用于蒸汽輔助重力泄油技術(shù)，用于對油田高溫產(chǎn)出液和高溫分離鹽水的余熱進(jìn)行了回收利用。
【專利說明】一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)及方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及油田地面余熱利用及油田污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)及方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]遼河油田是全國最大的稠油生產(chǎn)基地，目前面臨著大多數(shù)稠油熱采區(qū)塊進(jìn)入吞吐末期的嚴(yán)峻形勢。從2004年起，遼河油田開始進(jìn)行蒸汽輔助重力泄油(SAGD)技術(shù)試驗(yàn)，單井日產(chǎn)液量在150~300m3/d左右，取得了可喜的技術(shù)突破。而SAGD技術(shù)油井采出液溫度高達(dá)170~180°C，遠(yuǎn)高于常規(guī)油井采出液溫度，蘊(yùn)藏大量熱能，難以被充分利用。
[0003]同時(shí)，國內(nèi)目前的SA⑶試驗(yàn)工作，已建成了高干度注汽站，但是，在采收過程中，要排放大量的高溫鹽水，這并不符合節(jié)能節(jié)水要求。
[0004]另外，油田上存在大量的低溫污水，這些油田污水的處理也與油田“節(jié)能減排”的目標(biāo)關(guān)系密切，是油田可持續(xù)發(fā)展中亟待解決的關(guān)鍵問題。
[0005]綜上所述，如何整合利用油田的多種余熱以及對油田污水進(jìn)行資源化利用十分關(guān)鍵。目前，針對SAGD技術(shù)，現(xiàn)有的油田余熱回收及污水資源化利用方法都存在利用不充分，結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)及方法，其利用高溫采出液余熱及高溫分離鹽水余熱，將油田污水制備成清水的方法和系統(tǒng)，解決高溫采出液和高溫鹽水余熱難以充分利用以及油田污水外排污染環(huán)境的問題。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)，包括換熱器，其設(shè)有油田高溫采出液的出入口以及油田污水的出入口，換熱器油田污水的出口連接第一閃蒸罐的入口，第一閃蒸罐的出口連接第一制水器的第一入口，第一制水器的出口連接儲(chǔ)水罐的第一入口，儲(chǔ)水罐的出口連接注汽鍋爐的入口，注汽鍋爐的出口連接汽水分離器的入口，汽水分離器的出口連接第二閃蒸罐的入口，第二閃蒸罐的出口分為兩路，一路連接第一制水器的第二入口，另一路連接第二制水器的入口，第二制水器的出口連接儲(chǔ)水罐的第二入口。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，換熱器的油田高溫采出液的出口連接集輸系統(tǒng)的入口。
[0010]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，油田高溫采出液經(jīng)換熱器流出，油田污水經(jīng)換熱器加熱后流入第一閃蒸罐，第一閃蒸罐產(chǎn)生高溫蒸汽和高濃度污水后流入第一制水器，第一制水器制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐；儲(chǔ)水罐中的清水供給注汽鍋爐使用后流入汽水分離器，得到高溫分離鹽水，高溫分離鹽水經(jīng)第二閃蒸罐處理后，一部分富余蒸汽進(jìn)入第一制水器，另一部分高溫蒸汽和高濃度污水流入第二制水器，第二制水器制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐。
[0011]本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)在于，將9-10t/h、60-70°C的油田污水送入換熱器中，經(jīng)過充分換熱后被加熱至140-150°C，隨后進(jìn)入第一閃蒸罐中，閃蒸壓力為0.27-0.36MPa，得到一股
2-2.5t/h、130-140°C的高溫蒸汽進(jìn)入第一制水器中作為熱源進(jìn)一步加熱濃縮污水，而濃縮得到的高濃度污水進(jìn)入第一制水器中被加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)得到的蒸汽冷凝，冷凝后的清水流入儲(chǔ)水te ；
[0012]汽水分離器排出的350_360°C、4.5_6t/h的高溫分離水直接被送入第二閃蒸罐，閃蒸壓力為0.27-0.36MPa，制得一股2.5-3.5t/h、130_140°C的高溫蒸汽和一股高濃度鹽水，隨后被送入第二制水器中，高溫蒸汽作為熱源對高濃度鹽水進(jìn)行蒸發(fā)除鹽處理，最后制得冷凝水流入儲(chǔ)水罐；
[0013]第二閃蒸罐制得一股1.5-2t/h、130-140°C的富余蒸汽被送入第一制水器中作為補(bǔ)充熱源；兩個(gè)制水器制得的清水在儲(chǔ)水罐中進(jìn)行混合，混合后清水流量為13-15t/h。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn):
[0015]I)本發(fā)明充分利用了高溫采出液的余熱，能將高溫采出液溫度降至集輸系統(tǒng)的溫度要求；
[0016]2)本發(fā)明充分利用了油田污水，能將大量油田污水制備成滿足注汽鍋爐給水標(biāo)準(zhǔn)的冷凝水，節(jié)省了大量水資源；
[0017]3)本發(fā)明充分利用了汽水分離器排出的高溫分離鹽水的余熱，并將其濃縮得到清水供給注汽鍋爐使用，節(jié)省大量水資源；
[0018]4)本發(fā)明所制備的清水溫度可達(dá)100°C左右，提高了鍋爐給水溫度，能夠節(jié)省鍋爐燃料消耗量。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0019]圖1為本發(fā)明利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0020]圖中:1、換熱器；2、第一閃蒸罐；3、第一制水器；4、儲(chǔ)水罐；5、注汽鍋爐；6、汽水分離器；7、第二閃蒸罐；8、第二制水器。
【【具體實(shí)施方式】】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]參照圖1，本發(fā)明一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)，包括換熱器
1、第一閃蒸罐2、第一制水器3、儲(chǔ)水罐4、注汽鍋爐5、汽水分離器6、第二閃蒸罐7及第二制水器8。
[0023]其中，換熱器I設(shè)有油田高溫采出液的出入口以及油田污水的出入口，換熱器I的油田高溫采出液的出口連接集輸系統(tǒng)的入口，換熱器I油田污水的出口連接第一閃蒸罐2的入口，第一閃蒸罐2的出口連接第一制水器3的第一入口，第一制水器3的出口連接儲(chǔ)水罐4的第一入口，儲(chǔ)水罐4的出口連接注汽鍋爐5的入口，注汽鍋爐5的出口連接汽水分離器6的入口，汽水分離器6的出口連接第二閃蒸罐7的入口，第二閃蒸罐7的出口分為兩路，一路連接第一制水器3的第二入口，另一路連接第二制水器8的入口，第二制水器8的出口連接儲(chǔ)水罐4的第二入口。
[0024]本發(fā)明一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的方法，油田高溫采出液經(jīng)換熱器I流出，油田污水經(jīng)換熱器I加熱后流入第一閃蒸罐2，第一閃蒸罐2產(chǎn)生高溫蒸汽和高濃度污水后流入第一制水器3，第一制水器3制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐4 ;儲(chǔ)水罐4中的清水供給注汽鍋爐5使用后流入汽水分離器6，得到高溫分離鹽水，高溫分離鹽水經(jīng)第二閃蒸罐7處理后，一部分富余蒸汽進(jìn)入第一制水器3，另一部分高溫蒸汽和高濃度污水流入第二制水器8，第二制水器8制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐4。
[0025]需要補(bǔ)充的是:油田地面余熱包括高溫采出液余熱、汽水分離器高溫分離水余熱以及鍋爐煙氣余熱，本發(fā)明用到了高溫采出液余熱和汽水分離器高溫分離水余熱。
[0026]具體來說，換熱器I用于回收利用油田高溫采出液的余熱，從而將油田污水加熱；第一閃蒸罐2與換熱器I的油田污水出口相連，經(jīng)過加熱升溫的油田污水在第一閃蒸罐2內(nèi)進(jìn)行閃蒸，閃蒸得到一股高溫蒸汽和一股高濃度污水；第一制水器3與第一閃蒸罐2相連，第一閃蒸罐2中分離出的高溫蒸汽作為熱源，第二閃蒸罐7中的高溫蒸汽作為補(bǔ)充熱源，在第一制水器3中對分離出的高濃度污水進(jìn)行蒸發(fā)除鹽處理，制得的清水被送入儲(chǔ)水罐4中；汽水分離器6出來的高溫分離水在第二閃蒸罐7中閃蒸，出來的高溫蒸汽和高濃度鹽水被送入第二制水器8中作為熱源，富余的蒸汽則被送入第一制水器3中作為補(bǔ)充熱源；第二制水器8中高濃度鹽水被進(jìn)一步濃縮制得冷凝水，送入儲(chǔ)水罐4中混合；儲(chǔ)水罐4中混合充分后的冷凝水被送入注汽鍋爐5中；兩部分制得的冷凝水在儲(chǔ)水罐4中混合，溫度高于原先的鍋爐給水，減少了注汽鍋爐5燃料消耗量。 [0027]由于油田集輸系統(tǒng)的工藝要求，油田高溫采出液不能進(jìn)入集輸系統(tǒng)。采用本發(fā)明后，油田高溫采出液進(jìn)入換熱器I后與油田污水充分換熱，從170°C降溫至100°C后順利進(jìn)入集輸系統(tǒng)中被進(jìn)一步處理，也實(shí)現(xiàn)了高溫采出液的余熱利用。
[0028]實(shí)施例:
[0029]將9.85t/h、70°C的油田污水送入換熱器I中，經(jīng)過充分換熱后被加熱至150°C，隨后進(jìn)入第一閃蒸罐2中，閃蒸壓力為0.3MPa，得到一股2.18t/h、133°C的高溫蒸汽進(jìn)入第一制水器3中作為熱源進(jìn)一步加熱濃縮污水，而濃縮得到的高濃度污水進(jìn)入第一制水器3中被加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)得到的蒸汽冷凝，由此實(shí)現(xiàn)了污水制備清水的過程，節(jié)省了大量水資源。
[0030]其中，汽水分離器6排出的355°C，5.75t/h的高溫分離水直接被送入第二閃蒸罐7 (閃蒸壓力為0.3MPa)中制得一股3.02t/h、133°C的高溫蒸汽和一股高濃度鹽水，隨后被送入第二制水器8中，高溫蒸汽作為熱源對高濃度鹽水進(jìn)行蒸發(fā)除鹽處理，最后制得冷凝水，實(shí)現(xiàn)了利用汽水分離器6高溫分離水制備清水的過程，節(jié)省大量水資源，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了對汽水分離器6高溫分離水的余熱利用。
[0031]第二閃蒸罐7閃蒸得到的蒸汽溫度較高，送入第二制水器8后仍有富余，同時(shí)，第一閃蒸罐2閃蒸得到的蒸汽溫度較低，所以，該股富余蒸汽(1.85t/h、133°C)被送入第一制水器3中作為補(bǔ)充熱源，充分利用高溫分離水的余熱。
[0032]兩個(gè)制水器制得的清水在儲(chǔ)水罐4中進(jìn)行混合，混合后清水流量為14t/h，可以節(jié)省大量水資源；混合后溫度高達(dá)100°c，可以大幅提高給水溫度，能夠有效減少燃料消耗量，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
[0033]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)，其特征在于，包括換熱器(1)，其設(shè)有油田高溫采出液的出入口以及油田污水的出入口，換熱器(I)油田污水的出口連接第一閃蒸罐(2)的入口，第一閃蒸罐(2)的出口連接第一制水器(3)的第一入口，第一制水器(3)的出口連接儲(chǔ)水罐(4)的第一入口，儲(chǔ)水罐(4)的出口連接注汽鍋爐(5)的入口，注汽鍋爐(5)的出口連接汽水分離器(6)的入口，汽水分離器(6)的出口連接第二閃蒸罐(7)的入口，第二閃蒸罐(7)的出口分為兩路，一路連接第一制水器(3)的第二入口，另一路連接第二制水器(8)的入口，第二制水器(8)的出口連接儲(chǔ)水罐(4)的第二入口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的系統(tǒng)，其特征在于，換熱器(I)的油田高溫采出液的出口連接集輸系統(tǒng)的入口。
3.一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的方法，其特征在于，油田高溫采出液經(jīng)換熱器(I)流出，油田污水經(jīng)換熱器(I)加熱后流入第一閃蒸罐(2)，第一閃蒸罐(2)產(chǎn)生高溫蒸汽和高濃度污水后流入第一制水器(3)，第一制水器(3)制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐(4);儲(chǔ)水罐(4)中的清水供給注汽鍋爐(5)使用后流入汽水分離器(6)，得到高溫分離鹽水，高溫分離鹽水經(jīng)第二閃蒸罐(7)處理后，一部分富余蒸汽進(jìn)入第一制水器(3)，另一部分高溫蒸汽和高濃度污水流入第二制水器(8)，第二制水器(8)制備得到的清水流入儲(chǔ)水罐⑷。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種利用油田地面余熱制備注汽鍋爐給水的方法，其特征在于，將9-10t/h、60-70°C的油田污水送入換熱器(I)中，經(jīng)過充分換熱后被加熱至140-150°C，隨后進(jìn)入第一閃蒸罐(2)中，閃蒸壓力為0.27-0.36MPa，得到一股2-2.5t/h、130-140°C的高溫蒸汽進(jìn)入第一制水器(3)中作為熱源進(jìn)一步加熱濃縮污水，而濃縮得到的高濃度污水進(jìn)入第一制水器(3)中被加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)得到的蒸汽冷凝，冷凝后的清水流入儲(chǔ)水te⑷； 汽水分離器(6)排出的350-360°C、4.5_6t/h的高溫分離水直接被送入第二閃蒸罐(7)，閃蒸壓力為0.27-0.36MPa，制得一股2.5-3.5t/h、130_140°C的高溫蒸汽和一股高濃度鹽水，隨后被送入第二制水器(8)中，高溫蒸汽作為熱源對高濃度鹽水進(jìn)行蒸發(fā)除鹽處理，最后制得冷凝水流入儲(chǔ)水罐(4)； 第二閃蒸罐(7)制得一股1.5-2t/h、130-140°C的富余蒸汽被送入第一制水器(3)中作為補(bǔ)充熱源；兩個(gè)制水器制得的清水在儲(chǔ)水罐(4)中進(jìn)行混合，混合后清水流量為13-15t/h0
【文檔編號】C02F1/16GK104030381SQ201410273866
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月18日
【發(fā)明者】王樹眾, 肖仲正, 楊建平, 羅明, 朱佳斌, 呂明明, 景澤鋒 申請人:西安交通大學(xué)