專利名稱：一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及原油集輸加熱領(lǐng)域，尤其指一種用地?zé)釣闊嵩?，對原油伴熱的?熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在石油開采過程中，為了防止原油結(jié)焦，往往需要對輸送管道中的 原油進行伴熱?，F(xiàn)有的伴熱技術(shù)主要采用火爐加熱方法，使用的是水套加熱爐。水套加熱 爐主要由水套、火筒、火嘴、沸騰管和走油盤管五部分組成，用在油井井場給油井產(chǎn)出的油 氣加溫降粘。這種加熱爐為壓力容器，需要額外采取技術(shù)手段防爆，同時由于以油、氣為燃 料，使用過程中會造成嚴(yán)重污染，使用過程中對燃油的消耗也很大，不利于環(huán)保。目前有些文獻也有采取地?zé)釣闊嵩窗闊嵯到y(tǒng)的報道，但地?zé)釤嵩窗闊嵯到y(tǒng)都是在 聯(lián)合站、中轉(zhuǎn)站之后的油氣水分離中采用的設(shè)想，而具體的實施還沒有一家能夠進行，且也 沒有從油井直接采出的原油伴熱等這方面的報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用地源熱泵技術(shù)替代現(xiàn)有加熱爐技術(shù)實現(xiàn)對原油的伴熱，解決現(xiàn)有技術(shù)污染 嚴(yán)重，大量消耗一次性能源的缺點。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實施的
一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)主要包括地源熱泵系統(tǒng)和原 油伴熱系統(tǒng)兩部分；所述的地源熱泵系統(tǒng)主要由地?zé)峋?、熱泵機組、蓄熱水箱和換熱器組 成，其中地?zé)峋械牡芈窆芡ㄟ^管路與熱泵機組連接，熱泵機組通過管路與蓄熱水箱連接， 蓄熱水箱通過管路與換熱器連接；所述的原油伴熱系統(tǒng)主要包括直接從油井過來的管路連 接分離器，從分離器分別出來的三方向管路分別是原油管路、蒸汽管路和油氣水混合管路 連接中轉(zhuǎn)站；地源熱泵系統(tǒng)的熱交換部分分別設(shè)置在原油伴熱系統(tǒng)的直接從油井過來的管 路、分離器、原油管路和油氣水混合管路上?？紤]到地源熱泵的效率，應(yīng)當(dāng)在原油伴熱系統(tǒng)的分離器處由獨立的地源熱泵系統(tǒng) 直接和通過地罐、緩沖罐連接?？紤]到地源熱泵的效率，一個原油伴熱系統(tǒng)需要三個獨立的地源熱泵機組連接， 第一地源熱泵機組設(shè)置在直接從油井過來的管路上，第二地源熱泵機組設(shè)置在分離器處， 第三地源熱泵機組設(shè)置在通往中轉(zhuǎn)站的油氣水混合管路。地源熱泵系統(tǒng)的地?zé)峋捎脝尉毓嘟Y(jié)構(gòu)。地埋管采用雙U型PE管材，單孔孔深100米，需12孔以上滿足需要。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用地源熱泵技術(shù)進行原油伴熱具有如下優(yōu)點
1、能源利用效率高能源利用效率比燃油燃氣鍋爐效率大大提升，提高熱效率22%；
2、運行成本低本裝置初投資方面比常規(guī)鍋爐高，但在運行時減少一次性能源(原油和 天然氣)的消耗，運行費用大大減少，所以可以在很短的時間內(nèi)通過運行費用的節(jié)約而收回 初投資；
3、環(huán)保效果顯著原油和天然氣的燃燒大幅度減少，燃燒效率提高，廢氣的排放也大幅 度降低；4、安全可靠因為沒有明火存在，因此該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，無任何安全隱患。5、本技術(shù)不僅可以作為原油的油氣水分離提供熱源，而且對超稠原油的輸送也可 以提供足夠的熱源。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中原油伴熱系統(tǒng)示意圖； 圖2為地源熱泵系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為地源熱泵機組運行示意圖； 附圖標(biāo)記說明
1 分離器、2 閥門、3 地罐、4 緩沖罐、5 循環(huán)泵、6 流量計、7 第二地源熱泵機組、8 換熱器、9 第一地源熱泵機組、10 第三地源熱泵機組、11 地埋管、12 熱泵機組、13 蓄熱 水箱、14 中轉(zhuǎn)站、15 原油輸送管道、16 水套爐、17 火管爐、19 原油管路、20 蒸汽管路、 21 油氣水混合管路、22 直接從油井過來的管路。
具體實施例方式
地源熱泵技術(shù)是近些年發(fā)展起來的高環(huán)保技術(shù)。地源熱泵是指通過消耗少量(25 30%)高品位能量(電能)，將地下水大量不可直接利用的低品位熱能(9 12°C)變成可直接 利用的高品位熱能(60 90°C)的裝置。即熱泵從環(huán)境中提取熱量用于供熱。石油開采過程中需要對原油進行輸送和油水分離，這個過程會產(chǎn)生大量30-40°C 的含油污水。因此，可以利用高溫地源熱泵機組，提取30-40°C的含油污水中熱量，提供 75-80°C的使用熱水，來替代現(xiàn)有技術(shù)中的水套加熱爐來實現(xiàn)對原油的伴熱。本發(fā)明一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)，它主要包括地源熱泵系統(tǒng)和原油伴熱 系統(tǒng)兩部分；所述的地源熱泵系統(tǒng)主要由地?zé)峋?、熱泵機組12、蓄熱水箱13和換熱器8組 成，見圖3所示；其中地?zé)峋械牡芈窆?1通過管路與熱泵機組12連接，熱泵機組12通過 管路與蓄熱水箱13連接，蓄熱水箱13通過管路與換熱器8連接。附圖3中地埋管11設(shè)置 在一個矩形的形狀中，該矩形代表單個水井結(jié)構(gòu)，通過單井回灌結(jié)構(gòu)也可實現(xiàn)熱源的提供。 單井回灌能最大限度地減少占地面積，同時，熱效率對原油輸送和油水分離也更高實現(xiàn)。此 外，該矩形也可以視為承裝從油井開采出來的30-40°C含油污水的容器，用于自身的熱源供 應(yīng)。所述的原油伴熱系統(tǒng)主要包括直接從油井過來的管路22連接分離器1，從分離器 1分別出來的三方向管路分別是原油管路19、蒸汽管路20和油氣水混合管路21連接中轉(zhuǎn) 站14 ；地源熱泵系統(tǒng)的熱交換部分要分別設(shè)置在原油伴熱系統(tǒng)的直接從油井過來的管路 22、分離器1、原油管路19和油氣水混合管路21上。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行具體描述。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中原油伴熱系統(tǒng)示意圖，如圖所示，現(xiàn)有技術(shù)中采用的是水套爐 17和火管爐16進行伴熱，存在明火、不安全，耗能大等方面的弊端。圖2為地源熱泵系統(tǒng)示意圖，如圖所示，用地源熱泵機組替代現(xiàn)有技術(shù)中的水套 爐和火管爐，具體為第一個地源熱泵機組9連接直接從油井過來的管路22，對直接從油井 提升上來的原油輸送起加熱作用；分離器1對原油的油水分離起關(guān)鍵作用，所以要用單獨 的第二地源熱泵機組7通過地罐3和緩沖罐4與分離器1連接。地罐3和緩沖罐4能夠穩(wěn) 定地提供熱能。從分離器1出來的油氣水混合管路21連接第三地源熱泵機組10，分別送到中轉(zhuǎn)站14，為輸送管路提供熱源。圖2中的換熱器8是第一地源熱泵機組9或第三地源熱 泵機組10中的換熱器。 一套原油伴熱系統(tǒng)采用一套地源熱泵系統(tǒng)就可以實現(xiàn)發(fā)明目的，如果如圖2所 示，和一套原油伴熱系統(tǒng)采用三套地源熱泵系統(tǒng)，實施效果更好。 圖3為地源熱泵機組運行示意圖，地埋管11采用雙U型PE管材，單孔孔深100米， 需12孔以上滿足需要。本發(fā)明在遼河油田古三中轉(zhuǎn)站曙古1號井實施，原中轉(zhuǎn)站采用3臺火管爐和1臺 燃氣爐，對原油進行集輸加熱，每天耗氣總量約為56 m3，原油集輸量每天約為1200 m3，進 口溫度37°C，出口溫度45°C，含水率為88%?，F(xiàn)該工程設(shè)計采用水源熱泵替代燃氣爐對原油 進行集輸加熱，并對站內(nèi)約72 m3的原油進行伴熱，低溫?zé)嵩蠢玫叵聹\層水的熱能。根據(jù)曙古(1號井)的原油抽采記錄的有關(guān)參數(shù)如下 抽采量平均為25. 63 m3，最大26. 1 m3，按洸.1 m3計算； 原油品物性參數(shù)表
權(quán)利要求
1.一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)主要包括地源熱泵系統(tǒng)和 原油伴熱系統(tǒng)兩部分；所述的地源熱泵系統(tǒng)主要由地?zé)峋岜脵C組(12)、蓄熱水箱(13) 和換熱器(8)組成，其中地?zé)峋械牡芈窆?11)通過管路與熱泵機組(12)連接，熱泵機 組(12)通過管路與蓄熱水箱(13)連接，蓄熱水箱(13)通過管路與換熱器(8)連接；所述 的原油伴熱系統(tǒng)主要包括直接從油井過來的管路(22)連接分離器(1)，從分離器(1)分別 出來的三方向管路分別是原油管路(19)、蒸汽管路(20)和油氣水混合管路(21)連接中轉(zhuǎn) 站(14)；地源熱泵系統(tǒng)的熱交換部分要分別設(shè)置在原油伴熱系統(tǒng)的直接從油井過來的管路 (22)、分離器(1)、原油管路(19)和油氣水混合管路(21)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于考慮到地源 熱泵的效率，應(yīng)當(dāng)在原油伴熱系統(tǒng)的分離器(1)處由獨立的地源熱泵系統(tǒng)直接和通過地罐 (3)、緩沖罐(4)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于考慮到地源 熱泵的效率，一個原油伴熱系統(tǒng)需要三個獨立的地源熱泵機組連接，第一地源熱泵機組(9) 設(shè)置在直接從油井過來的管路(22 )上，第二地源熱泵機組(7 )設(shè)置在分離器(1)處，第三地 源熱泵機組(10)設(shè)置在通往中轉(zhuǎn)站(14)的油氣水混合管路(21 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于地源熱泵系 統(tǒng)的地?zé)峋捎脝尉毓嘟Y(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于原油伴熱的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于地埋管(11) 采用雙U型PE管材，單孔孔深100米，需12孔以上滿足需要。
全文摘要
本發(fā)明涉及原油集輸加熱領(lǐng)域，尤其指一種用地?zé)釣闊嵩?，對原油伴熱的加熱系統(tǒng)。其特征在于該系統(tǒng)主要包括地源熱泵系統(tǒng)和原油伴熱系統(tǒng)兩部分；所述的地源熱泵系統(tǒng)主要由地?zé)峋岜脵C組、蓄熱水箱和換熱器組成，所述的原油伴熱系統(tǒng)主要包括直接從油井過來的管路連接分離器，從分離器分別出來的三方向管路分別是原油管路、蒸汽管路和油氣水混合管路連接中轉(zhuǎn)站；地源熱泵系統(tǒng)的熱交換部分分別設(shè)置在原油伴熱系統(tǒng)的直接從油井過來的管路、分離器、原油管路和油氣水混合管路上。本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)污染嚴(yán)重，大量消耗一次性能源的缺點。
文檔編號F17D1/14GK102086967SQ20101055144
公開日2011年6月8日 申請日期2010年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月20日
發(fā)明者宋軍, 張亞奎, 王心海 申請人:盤錦思創(chuàng)空調(diào)科技有限公司