用于稠油熱采的太陽(yáng)能產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稠油熱采領(lǐng)域，特別涉及一種用于稠油熱采的太陽(yáng)能產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]稠油是指黏度大于50毫帕.秒，或在油層溫度下脫氣原油黏度為1000?10000毫帕.秒的高黏度重質(zhì)原油。地球上的稠油資源非常豐富，預(yù)計(jì)占到全球石油儲(chǔ)量的三分之二。我國(guó)有著十分豐富的稠油資源，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)陸上稠油資源約占石油總資源量的20%以上，探明與控制儲(chǔ)量約為40億噸，目前在12個(gè)盆地發(fā)現(xiàn)了 70多個(gè)稠油油田，我國(guó)每年稠油產(chǎn)量約占原油總產(chǎn)量的10%。
[0003]稠油熱采技術(shù)是目前稠油開(kāi)發(fā)的主要手段，它能夠有效升高油層溫度，降低稠油粘度，使稠油易于流動(dòng)，從而將稠油采出。稠油熱采技術(shù)的具體實(shí)現(xiàn)手段有多種，包括蒸汽吞吐采油技術(shù)、蒸汽驅(qū)采油技術(shù)、蒸汽輔助重力泄油技術(shù)(SAGD)、熱水驅(qū)采油技術(shù)、火燒油層采油技術(shù)和電磁加熱技術(shù)等。上述技術(shù)中，蒸汽吞吐采油技術(shù)最為常用，目前我國(guó)約有80%-90%的稠油產(chǎn)量是通過(guò)蒸汽吞吐采油技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。蒸汽驅(qū)采油技術(shù)、蒸汽輔助重力泄油技術(shù)是蒸汽吞吐采油技術(shù)的補(bǔ)充，這些技術(shù)能夠進(jìn)一步提高油田中稠油的采收率。蒸汽吞吐采油技術(shù)、蒸汽驅(qū)采油技術(shù)、蒸汽輔助重力泄油技術(shù)、熱水驅(qū)采油技術(shù)中，都需要對(duì)水加熱，以產(chǎn)生蒸汽或熱水。目前，油田通常都采用燃燒煤、石油或天然氣的方式對(duì)水加熱，得到所需要的蒸汽或熱水。此外，開(kāi)采所得到的稠油也需要維持在一定的溫度，以保持其在傳輸、存儲(chǔ)過(guò)程中的流動(dòng)性。據(jù)調(diào)查，在油田的采油、集輸?shù)冗^(guò)程中，產(chǎn)出的天然氣中至少有20%左右消耗在原油加熱與處理中。這是對(duì)天然氣資源的極大消耗，還導(dǎo)致溫室氣體的大量排放和“霧霾”天氣的形成。
[0004]稠油熱采技術(shù)對(duì)所使用的蒸汽有較高的要求，一般需要300°C以上的飽和蒸汽或過(guò)熱蒸汽，現(xiàn)有技術(shù)中利用太陽(yáng)能產(chǎn)生蒸汽的裝置所生成的蒸汽通常無(wú)法達(dá)到這一要求。例如，公開(kāi)號(hào)為CN102913893A的中國(guó)專利申請(qǐng)公布了一種利用太陽(yáng)能和風(fēng)能聯(lián)合蒸汽發(fā)生裝置，該系統(tǒng)采用真空集熱管和風(fēng)能攪拌致熱裝置加熱水，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且只適合建在太陽(yáng)資源和風(fēng)能資源較好的地區(qū)，應(yīng)用范圍小。公開(kāi)號(hào)為CN1254053A的中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N利用太陽(yáng)能集熱管束加熱水后注入油層采油的方法，由于該方法所得到的加熱后產(chǎn)物為溫度較低的熱水而非蒸汽，因此若要滿足稠油熱采的需要，必須提供大量的熱水，這不僅會(huì)造成水資源的浪費(fèi)，而且采油效率也不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中缺乏能夠利用太陽(yáng)能生成用于稠油熱采蒸汽的裝置的缺陷，從而提供一種用于稠油熱采的太陽(yáng)能產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種用于稠油熱采的太陽(yáng)能產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)，包括太陽(yáng)鏡場(chǎng)1、吸熱系統(tǒng)2;其中，
[0007]待加熱的水3從所述吸熱系統(tǒng)2的入口進(jìn)入所述吸熱系統(tǒng)2，實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置的太陽(yáng)鏡場(chǎng)I將所采集的太陽(yáng)光聚焦到所述吸熱系統(tǒng)2上，水3在所述吸熱系統(tǒng)2內(nèi)流動(dòng)并不斷地被加熱，最后變成蒸汽4從吸熱系統(tǒng)2的出口流出，所得到的蒸汽4能被直接用于稠油熱米。
[0008]上述技術(shù)方案中，還包括輔助鍋爐5，所述輔助鍋爐5位于傳輸蒸汽4的管路上，用于生成蒸汽4或?qū)σ延械恼羝?做進(jìn)一步的加熱。
[0009]上述技術(shù)方案中，還包括高溫儲(chǔ)熱罐6、低溫儲(chǔ)熱罐7、吸熱介質(zhì)-水換熱器8 ;其中，
[0010]存儲(chǔ)在所述低溫儲(chǔ)熱罐7中的處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9從所述吸熱系統(tǒng)2的入口進(jìn)入吸熱系統(tǒng)2，實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置的太陽(yáng)鏡場(chǎng)I將所采集的太陽(yáng)光聚焦到吸熱系統(tǒng)2上，吸熱介質(zhì)9在吸熱系統(tǒng)2內(nèi)流動(dòng)并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9從吸熱系統(tǒng)2的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9首先存儲(chǔ)在高溫儲(chǔ)熱罐6中以防止熱量的散失；在需要的時(shí)候，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9從高溫儲(chǔ)熱罐6中提取出來(lái)并進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8，在該吸熱介質(zhì)-水換熱器8中處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9與水3進(jìn)行換熱，從而產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽4，該蒸汽4能被直接用于稠油熱采；換熱后的吸熱介質(zhì)9又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器8返回到低溫儲(chǔ)熱罐7內(nèi)，在需要的時(shí)候又能從低溫儲(chǔ)熱罐7中提取出來(lái)，再次進(jìn)入太陽(yáng)鏡場(chǎng)I和吸熱系統(tǒng)2進(jìn)行循環(huán)。
[0011]上述技術(shù)方案中，還包括輔助鍋爐5，所述輔助鍋爐5位于所述吸熱介質(zhì)-水換熱器8蒸汽出口外的傳輸蒸汽4的管路上，用于生成蒸汽4或?qū)σ延械恼羝?做進(jìn)一步的加熱。
[0012]上述技術(shù)方案中，還包括吸熱介質(zhì)-儲(chǔ)熱介質(zhì)換熱器10 ;其中，
[0013]處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9從所述吸熱系統(tǒng)2的入口進(jìn)入吸熱系統(tǒng)2，實(shí)時(shí)跟蹤太陽(yáng)位置的太陽(yáng)鏡場(chǎng)I將所采集的太陽(yáng)光聚焦到吸熱系統(tǒng)2上，吸熱介質(zhì)9在吸熱系統(tǒng)2內(nèi)流動(dòng)并不斷地被加熱，處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9從吸熱系統(tǒng)2的出口流出；處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9 一方面直接進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8，在該吸熱介質(zhì)-水換熱器8中與水3換熱，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽4，該蒸汽4能被直接用于稠油熱采，換熱后的吸熱介質(zhì)9又變回低溫狀態(tài)，從吸熱介質(zhì)-水換熱器8返回到吸熱系統(tǒng)2進(jìn)行循環(huán)；另一方面，被加熱的吸熱介質(zhì)9進(jìn)入吸熱介質(zhì)-儲(chǔ)熱介質(zhì)換熱器10，與來(lái)自低溫儲(chǔ)熱罐7的儲(chǔ)熱介質(zhì)11進(jìn)行換熱，儲(chǔ)熱介質(zhì)11被加熱后進(jìn)入高溫儲(chǔ)熱罐6進(jìn)行儲(chǔ)熱，參與換熱的吸熱介質(zhì)9返回吸熱系統(tǒng)2進(jìn)行循環(huán)，在需要時(shí)，來(lái)自高溫儲(chǔ)熱罐6的處于高溫狀態(tài)的儲(chǔ)熱介質(zhì)11與處于低溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9通過(guò)吸熱介質(zhì)-儲(chǔ)熱介質(zhì)換熱器10換熱，產(chǎn)生處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9,該處于高溫狀態(tài)的吸熱介質(zhì)9再進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器9與水3進(jìn)行換熱，產(chǎn)生高溫高壓的蒸汽4用于稠油熱采。
[0014]上述技術(shù)方案中，還包括輔助鍋爐5，所述輔助鍋爐5位于所述吸熱介質(zhì)-水換熱器8蒸汽出口外的傳輸蒸汽4的管路上，用于生成蒸汽4或?qū)σ延械恼羝?做進(jìn)一步的加熱。
[0015]上述技術(shù)方案中，所述太陽(yáng)鏡場(chǎng)I是槽式聚光鏡場(chǎng)或塔式定日鏡場(chǎng)或碟式聚光鏡場(chǎng)或菲涅爾式聚光鏡場(chǎng)。
[0016]上述技術(shù)方案中，所述吸熱系統(tǒng)2的入口處安裝有用于調(diào)節(jié)水流量的流量調(diào)節(jié)閥。
[0017]上述技術(shù)方案中，所述高溫儲(chǔ)熱罐6和低溫儲(chǔ)熱罐7有不同的設(shè)計(jì)儲(chǔ)熱溫度；所述高溫儲(chǔ)熱罐6和低溫儲(chǔ)熱罐7各有一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)有多個(gè)高溫儲(chǔ)熱罐6時(shí)，每個(gè)高溫儲(chǔ)熱罐6的設(shè)計(jì)儲(chǔ)熱溫度各自相同或不同；當(dāng)有多個(gè)低溫儲(chǔ)熱罐7時(shí)，每個(gè)低溫儲(chǔ)熱罐7的設(shè)計(jì)儲(chǔ)熱溫度各自相同或不同。
[0018]上述技術(shù)方案中，所述吸熱介質(zhì)-水換熱器8的吸熱介質(zhì)入口處與水入口處均有流量調(diào)節(jié)閥，分別調(diào)節(jié)進(jìn)入所述吸熱介質(zhì)-水換熱器8的吸熱介質(zhì)9的流量以及進(jìn)入吸熱介質(zhì)-水換熱器8的水3的流量，進(jìn)而調(diào)節(jié)吸熱介質(zhì)-水換熱器8出口的蒸汽4的參數(shù)。
[0019]上述技術(shù)方案中，所述吸熱介質(zhì)9為導(dǎo)熱油或熔融鹽或空氣或固體顆粒，所述固體顆粒包括碳化娃、氮化娃、碳顆粒。
[0020]上述技術(shù)方案中，所述儲(chǔ)熱介質(zhì)11為包括熔融鹽、砂石在內(nèi)的成本低、儲(chǔ)熱效果好的材料。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0022]本發(fā)明的太陽(yáng)能產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)可直接產(chǎn)蒸汽或間接產(chǎn)蒸汽，帶有儲(chǔ)熱系統(tǒng)時(shí)可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)落山后持續(xù)產(chǎn)蒸汽，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，具有節(jié)能環(huán)保無(wú)污染的特