油田採出水熱泵加熱外輸原油設備及工藝的製作方法

2023-04-25 05:09:41 4

專利名稱：油田採出水熱泵加熱外輸原油設備及工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種底品位熱能利用的設備及工藝，尤其是一種油田採出 水熱泵加熱外輸原油設備及工藝。
背景技術：
我國有大量的油田分離原油後的汙水要回注，僅勝利油田每年就有3 億噸；由於回注的汙水溫度較高，因此汙水中的熱能白白流失；而原油外輸又需要熱泵燃 燒天然氣或原油，一方面浪費了大量的燃料，增加了成本，同時又產生二氧化碳排放汙染環 境。中國專利200510104455. 9，公開了一種油田汙水廢熱驅動雙吸收式製冷工藝及設備，由 於油田汙水廢熱石墨鍋爐運行壓力高、水擊產生時易造成爆管，並有結垢產生和油田生產 用製冷較少等因素，三年來未能大面積推廣應用。因此，有效回收汙水熱能，減少原油外輸 的能耗和環境汙染，成為石油開採過程中的重要課題。發明內容本發明的目的是提供一種油田採出水熱泵加熱外輸原油設備及工藝， 以解決回注汙水熱能的流失、減少原油外輸的能耗和環境汙染這一技術問題。本發明是這 樣實現的，油田採出水熱泵加熱外輸原油設備，將泵通過管道與換熱器相連，換熱器左端通 過管道與泵相連，泵又通過管道與工質蒸發器相連，工質蒸發器右端又通過外排管道與換 熱器相連；工質蒸發器再通過管道與分離器相連，分離器通過管道與壓縮機相連，壓縮機又 通過管道與工質冷卻器相連，工質冷卻器通過管道與工質冷凝器相連，工質冷凝器又通過 管道分別與節流閥和工質蒸發器相連，節流閥又與分離器相連；泵通過原油管道與工質冷 凝器相連，工質冷凝器又通過原油管道與工質冷卻器相連。本發明油田採出水熱泵加熱外輸原油設備的工藝是，首先用泵將油田採出水送入 換熱器的殼程，油田採出水放熱後進入外排回注管線，換熱器的管程是水，水吸熱後由泵送 至工質蒸發器管程，放出熱量後流回換熱器；工質蒸發器殼程一側是低沸點工質，吸熱後部 分變為蒸氣，用管道將蒸氣送至分離器再至壓縮機增壓升溫後，經管道送至工質冷卻器放 熱，然後再經管道送入工質冷凝器凝結成為液體，經節流閥降壓後送入工質蒸發器吸熱汽 化。用泵將原油送至工質冷凝器吸熱升溫後，再經原油管道送入工質冷卻器進一步升溫，然 後至外輸管線。換熱器為塑料管換熱器。本發明利用油田採出水熱泵加熱外輸原油，不僅能使油田採出水熱能得到高效利 用，而且，熱泵不直接燃燒燃料，不產生co2廢氣排放，是一種對環境友好的設備。同時，利 用油田採出水熱泵為原油外輸生產工藝提供所需的熱量，可節約大量的天然氣或石油，與 常規的原油加熱爐相比，油田採出水熱泵能效比較高，且油田採出水溫度、流量穩定。


圖1是本發明的流程圖；1-泵，2-塑料管換熱器，3-泵，4-工質蒸發器， 6-壓縮機，7-分離器，9-工質冷卻器，12-工質冷凝器，15-節流閥，5、8、11、14-管道，16-外 排管道，10-原油管道，17-回注管線。
具體實施方式
參照附圖1，本發明它包括泵(1)、塑料管換熱器(2)、泵(3)、工質 蒸發器(4)、壓縮機(6)、分離器(7)、工質冷卻器(9)、工質冷凝器(12)、節流閥(15)、管道 (5)、管道(8)、管道(11)、管道(14)、管道(16)、原油管道(10)、回注管線(17)。本發明利 用原油分離後油田採出水為熱源，蒸汽壓縮制熱，將泵(1)通過管道與塑料管換熱器(2)相 連，塑料管換熱器(2)左端通過管道與泵(3)相連，泵(3)又通過管道與工質蒸發器(4)相連，工質蒸發器(4)右端又通過外排管道(16)與塑料管換熱器(2)相連；工質蒸發器(4) 再通過管道(5)與分離器(7)相連，分離器(7)通過管道與壓縮機(6)相連，壓縮機(6)又 通過管道⑶與工質冷卻器(9)相連，工質冷卻器(9)通過管道(11)與工質冷凝器(12) 相連，工質冷凝器(12)又通過管道(14)分別與節流閥(15)和工質蒸發器(4)相連，節流 閥(15)又與分離器(7)相連；泵(13)通過原油管道與工質冷凝器(12)相連，工質冷凝器 (12)又通過原油管道(10)與工質冷卻器(9)相連。 參照附圖1，本發明油田採出水熱泵加熱外輸原油設備的工藝是，首先用泵(1)將 油田採出水送入塑料管換熱器(2)的殼程，油田採出水放熱後進入外排回注管線(17)，塑 料管換熱器⑵的管程是水，水吸熱後由泵⑶送至工質蒸發器⑷管程，放出熱量後經外 排管道(16)流回塑料管換熱器(2)；工質蒸發器(4)殼程一側是低沸點工質，吸熱後部分 變為蒸氣，用管道(5)將蒸氣送至分離器(7)再至壓縮機(6)增壓升溫後，經管道(8)送至 工質冷卻器(9)放熱，然後再經管道(11)送入工質冷凝器(12)凝結成為液體，經節流閥 (15)降壓後送入工質蒸發器(4)吸熱汽化。該工藝流程中，油氣處理聯合站的外輸原油加 熱前約為50°C，用泵(13)將其送至工質冷凝器(12)吸熱升溫後，再經原油管道(10)送入 工質冷卻器(9)進一步升溫，然後至外輸管線。
權利要求
油田採出水熱泵加熱外輸原油設備，它包括泵(1)、換熱器(2)和管道，其特徵是將泵(1)通過管道與換熱器(2)相連，換熱器(2)左端通過管道與泵(3)相連，泵(3)又通過管道與工質蒸發器(4)相連，工質蒸發器(4)右端又通過外排管道(16)與換熱器(2)相連；工質蒸發器(4)再通過管道(5)與分離器(7)相連，分離器(7)通過管道與壓縮機(6)相連；壓縮機(6)又通過管道(8)與工質冷卻器(9)相連，工質冷卻器(9)通過管道(11)與工質冷凝器(12)相連，工質冷凝器(12)又通過管道(14)分別與節流閥(15)和工質蒸發器(4)相連，節流閥(15)又與分離器(7)相連；泵(13)通過原油管道與工質冷凝器(12)相連，工質冷凝器(12)又通過原油管道(10)與工質冷卻器(9)相連。
2.油田採出水熱泵加熱外輸原油設備的工藝，其特徵是首先用泵(1)將油田採出水送 入換熱器(2)的殼程，油田採出水放熱後進入外排回注管線(17)，換熱器(2)的管程是水， 水吸熱後由泵⑶送至工質蒸發器⑷管程，放出熱量後經外排管道(16)流回換熱器⑵； 工質蒸發器(4)殼程一側是低沸點工質，吸熱後部分變為蒸氣，用管道(5)將蒸氣送至分離 器(7)再至壓縮機(6)增壓升溫後，經管道⑶送至工質冷卻器(9)放熱，然後再經管道 (11)送入工質冷凝器(12)凝結成為液體，經節流閥(15)降壓後送入工質蒸發器(4)吸熱 汽化，用泵(13)將原油送至工質冷凝器(12)吸熱升溫後，再經原油管道(10)送入工質冷 卻器(9)進一步升溫，然後至外輸管線。
3.根據權利要求1、權利要求2所述的油田採出水熱泵加熱外輸原油設備及工藝，其特 徵是所述的換熱器(2)為塑料管換熱器。
全文摘要
本發明涉及一種油田採出水熱泵加熱外輸原油設備及工藝，它包括泵、換熱器、管道、節流閥等，換熱器左端通過管道、泵與工質蒸發器相連，工質蒸發器右端又通過外排管道與換熱器相連；工質蒸發器與分離器相連，分離器與壓縮機相連，壓縮機又通過管道與工質冷卻器相連，工質冷卻器通過管道與工質冷凝器相連，工質冷凝器又通過管道分別與節流閥和工質蒸發器相連；泵通過原油管道與工質冷凝器相連，工質冷凝器又通過原油管道與工質冷卻器相連。本發明不僅能使油田採出水熱能得到高效利用，可節約大量的能源，減少環境汙染。本發明所用設備不易損壞，壽命長，維修保養方便。
文檔編號E21B43/24GK101864926SQ20091002057
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月20日 優先權日2009年4月20日
發明者周立超, 孫正貴, 孫福東, 廉慶存 申請人:山東勝利職業學院