油田注汽鍋爐講義ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-08 08:44 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 稠油 重力泄油的理論最初的概念是基于注水采鹽的原理，即注入的淡水將鹽層中的固體鹽溶解，濃度大的鹽溶液由于其密度大而向下流動，而密度小的水溶液浮在上面，這樣可以通過不斷地在鹽層的上部注水，而鹽層的下部源源不斷地將高濃度的鹽溶液采出。高濃度的鹽溶液向下流動的動力就是水與含鹽溶液的密度差，將這一原理用于注汽熱采過程中就產(chǎn)生了重力泄油概念。 對于在地層原始條件下沒有流動能力的高粘度原油，要實現(xiàn)常規(guī)蒸汽驅(qū)過程是不可能的，這主要是因為在注采井之間很容易形成汽竄，使油汽比降低而失去商業(yè)價值。將重力泄油理論應(yīng)用到高粘度原油的開發(fā)中，就產(chǎn)生了蒸汽輔助重力泄油技術(shù)。下圖所示為蒸汽輔助重力泄油開采原理圖。 蒸汽腔頂蓋層直井注汽 水平井采油 蒸汽輔助重力泄油開采超稠油油藏的基本原理是：在水平生產(chǎn)井的上部連續(xù)注入大量的高干度蒸汽，使得地層中形成蒸汽腔，蒸汽腔的邊緣加溫原油，同時蒸汽冷凝成水，與原油依靠重力流入水平生產(chǎn)井，并被大排量采出。蒸汽腔不斷緩慢擴展，并不斷加溫原油，從而形成連續(xù)的生產(chǎn)過程，直到蒸汽腔擴展到油層頂界和水平井控制邊界。 根據(jù) SAGD工藝原理，可以歸納出蒸汽輔助重力泄油方式有以下兩個主要特征： 1）由于是依靠蒸汽腔擴展加溫原油，所以蒸汽中的飽和水不僅對生產(chǎn)毫無幫助，反而增加占據(jù)地層孔隙體積分量，使原油產(chǎn)量降低。故要求注入蒸汽干度越高越好，一般要求注汽站出口干度大于 95％，井口干度大于 90％，井底干度大于 70％ 2）由于是依靠重力泄油，所以水平生產(chǎn)井的生產(chǎn)壓差為水平井上部可流動液體的液面高度。一般保持在為 5～ 15m。 據(jù)有關(guān)報道和國外考察，目前采用 SAGD開采方式生產(chǎn)稠油和超稠油的以加拿大最為成熟。 根據(jù) SAGD的工藝原理，和油藏工程研究結(jié)果，其工藝設(shè)計的總體要求為：在直井連續(xù)（多井同時）注入高干度（大于 95％） 蒸汽，水平井大排量（ 300～ 350t/d）采出高溫（ 200℃ ）含水（ 70～ 90％）原油。根據(jù)工藝設(shè)計的總體要求，設(shè)計 SAGD注采工藝技術(shù)路線是：注汽鍋爐產(chǎn)生干度為 75～ 80％飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離器分離，干度為 95％已上的蒸汽通過球形分配器分配計量，再經(jīng)注汽井注入地層。蒸汽加溫地層原油，變成冷凝水與原油一起流入水平井，經(jīng)大泵抽出地面，地面換熱后再經(jīng)計量，最后進入中心站外輸。注汽鍋爐用水先與油井產(chǎn)出液換熱，再與汽水分離器分離出的高溫水換熱后，最后進入注汽鍋爐，完成熱量回收利用，見下圖： 注汽鍋爐、 汽水分離器、 球形分配器、 水平采油井、 產(chǎn)出液換熱器、含水取樣器、 原油計量器、 分離水換熱器、 采油站緩沖罐 圖 SAGD工藝方案技術(shù)路線圖 （二） 50噸注汽鍋爐設(shè)計原理及結(jié)構(gòu) 一、注汽鍋爐主要參數(shù) 鍋爐型號： YZG50/ 額定蒸發(fā)量： 50噸 /小時 工作壓力： （ ） 蒸汽干度： 7580% 熱 效 率： % 燃 料： 渣油 控制方式： 計算機及 PAC組成 DCS控制 水汽系統(tǒng)回程： 兩回程 鍋爐總重量： 約 250噸 設(shè)備總功率： 650千瓦 二、注汽鍋爐主要原理及結(jié)構(gòu)說明 （一）輻射段 輻射段是由鋼板卷制成的圓筒，內(nèi)壁襯硅酸鋁耐火纖維和耐火注料以減少輻射段散熱損失，正常運行時殼體外表面平均溫度小于 60176。 C。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 該型號注汽鍋爐的輻射段總體尺寸為 ，輻射段管束共計爐管（ φ89 11， 20G） 88根，單根爐管平均長度為,爐管沿輻射段筒體內(nèi)壁周向左右兩等分 均布，形成兩套水汽循環(huán)管路。每套管路分別設(shè)有單獨的給水入口及蒸汽出口（均在輻 射段后端），并由一臺柱塞泵（ 59T/H， 19 MPa）推動這兩個循環(huán)管路 ,詳見 50T/H注汽鍋爐流程圖 。 設(shè)計說明 （ 1）根據(jù)管式加熱爐輻射室的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論，輻射室的尺寸由以下幾個參數(shù)確定： a輻射管傳熱面積 FR FR=QR/qR QR 輻射室熱負荷 qR 輻射 爐管表面平均熱強度 b管心距 國內(nèi)設(shè)計推薦值為 ，本鍋爐 取值 。 C管墻距 國內(nèi)設(shè)計推薦值為 ，本鍋爐取值 。 d高徑比 國內(nèi)設(shè)計推薦值為 ，本鍋爐取值為 。 （ 2）輻射段管束雙回路水汽循環(huán)管路在運行時，左、右半部的兩個管路運行狀況基本相同。在出口壓力設(shè)定值相等的情況下，單臺柱塞泵可以通過變頻器調(diào)節(jié)使兩套水汽循環(huán)管路趨于平衡。 （詳見輻射段總圖） （ 二）對流段 對流段是由光管和翅片管組成的矩形結(jié)構(gòu)，在煙氣入口端增加了幾排光管作為溫度緩沖管以降低煙溫，為減少對流段的長度，采用了翅片管，這樣可以縮小 2/3的體積。對流段吸熱量約占總吸熱量的 40%左右。 結(jié)構(gòu)設(shè)計 該型號注汽鍋爐對流段為矩形，總體尺寸為 m，其對流段管束有光管 75根，翅片管 285根，平均長度為 m。對應(yīng)輻射段的兩回路水汽循環(huán)管路，分左、右平均分布 兩個獨立的高壓水循環(huán)管路，這兩個循環(huán)管路的對流段出入口分別同兩臺水 水換熱器的管程入口和殼程出口相連接，形成兩個整體水循環(huán)系統(tǒng)。詳見 50t/h注汽鍋爐流程圖。經(jīng)過熱力計算，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)對流段光管后為 858176。 C。為了防止對流段翅片管過燒和增強耐腐蝕性，在對流段光管上方設(shè)三排不銹鋼翅片管。（詳見對流段總圖） 2設(shè)計說明 這種型式的兩組對流段管束可以同輻射段的兩組管束和兩個水 水換熱器相對應(yīng)，進行共同吸熱，分別水 汽循環(huán)運行，保證兩個水 汽循環(huán)系統(tǒng)的均衡受熱，平穩(wěn)運行。 （三）水 水換熱器 水 水換熱器是采用套管形式進行熱交換，它主要用來加熱對流段的入口溫度，使入口水溫提高并超過煙氣的露點溫度，從而避免煙氣中的水蒸氣在對流段翅片管上凝結(jié)而造成管子的低溫腐蝕。 23T/H和 11T/H注汽鍋爐使用一臺水 水換熱器相配套，并安裝在輻射段側(cè)面或上面。 50T/H注汽鍋爐使用兩臺相匹配，分別與相應(yīng)的對流段和輻射段管路流程對應(yīng)，安裝在一個獨立的撬座上，以保證水循環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 （四）高壓給水泵和燃燒器 高壓給水泵設(shè) 1臺，額定流量為 59T/H，工作壓力為 19 MPa，功率為 355KW，推動
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