一種油田回注水餘熱回收熱泵機組及其系統的製作方法
2023-12-03 21:20:52 2
本發明涉及一種油田回注水餘熱回收熱泵機組及其系統，該熱泵機組及其系統是通過消耗少量的電能，將油田回注水中含有的低品位的廢熱提取出來，加熱油田摻水。
背景技術：
能源是人類社會賴以生存和發展的重要物質基礎，尋找和利用清潔和可再生能源是解決能源緊張的一種有效途徑。對於石油行業來講，節約能源、降低產油成本非常重要。由於工藝的需要，石油開採過程中需要大量的70-80℃的熱水，用於原油採油、輸油過程中的摻水過程，現有的方法主要是消耗一定量的自產燃氣，用燃氣熱水鍋爐來加熱，由於用水量較大，此過程消耗大量的自產氣。
而在石油生產過程中存在著大量的低溫廢熱，例如石油開採中，向地下回注的回注水，溫度在30-40℃，未加以利用直接排入地下，造成了一定的能源浪費；另外，由於摻水水質比較複雜，目前正在應用的加熱設備，如燃氣熱水鍋爐的換熱管使用年限較低，一般3年左右需要更換，造成了維護成本偏高。
技術實現要素：
為解決石油開採過程中，加熱摻水耗氣量大，能耗高；目前正在應用的加熱設備換熱管使用年限較低，維護成本偏高；油田回注水中的低品位熱能未加以利用直接排入地下，造成了一定的能源浪費，本發明提供了一種提取凝固熱的熱泵機組及其系統。
應用原理：
1、如圖1所示，本發明一種油田回注水餘熱回收熱泵機組，由蒸汽壓縮機、止回閥、真空泵、冷凝器、冷凝器進水口、冷凝器出水口、電動調節閥A、水泵A、蒸發器、水泵B、蒸發器進水口、蒸發器出水口、電動閥節閥B、噴淋裝置組成，蒸發器與蒸氣壓縮機吸氣口連接，冷凝器與蒸氣壓縮機排氣口連接，蒸發器內設有噴淋裝置，蒸發器進水口與噴淋裝置相連，蒸發器進水口與噴淋裝置之間設有電動調節閥B，蒸發器出水口與水泵B相連，再與蒸發器相連；蒸汽壓縮機排氣口設有止回閥，與蒸汽壓縮機連接的排氣管直接進入冷凝器底部，出口位於冷凝器水面以下，冷凝器頂部與真空泵相連，冷凝器進水口與電動調節閥A相連，再與冷凝器相連，冷凝器出水口與水泵A相連，再與冷凝器相連。
2、如圖1所示，制熱原理：石油回注水由蒸發器進水口進入蒸發器內，由噴淋裝置噴淋霧化，蒸汽壓縮機吸收蒸發器內的蒸汽，使蒸發器內的壓力低於回注水的蒸發壓力，由於蒸發器內的壓力比較低，噴淋的回注水一部分吸熱蒸發變為水蒸汽，進入蒸汽壓縮機，另一部分放熱被冷卻，由水泵B經蒸發器出水口排出，電動調節閥B調節蒸發器內的液面高度，液面位於噴淋裝置之下，液面距噴淋裝置最底層噴嘴的距離≥30cm；低溫低壓的水蒸汽進入蒸汽壓縮機進行壓縮，變為高溫高壓的水蒸汽，通過止回閥進入冷凝器，直接與冷凝器內的水進行混合冷凝，加熱由冷凝器進水口進入的摻水，混合後的熱水由水泵A經冷凝器出水口排出系統，電動調節閥A調節冷凝器內的液面高度，液面位於冷凝器進水口之上，與冷凝器進水口的距離≥30cm。
3、如圖2所示，本發明一種油田回注水餘熱回收熱泵系統，由淨化水罐、外輸水泵、油田注水站、熱泵機組、汙水沉降罐摻水泵、燃氣加熱爐、油井系統組成，蒸發器進水口、蒸發器出水口連接在淨化水罐至油田注水站之間的管線上，淨化水罐內的回注水，經外輸水泵分兩路輸送至油田注水站，一路是通過淨化水罐至油田注水站之間的管線直接輸送至油田注水站，一路是由蒸發器進水口進入蒸發器內，經自身蒸發被冷卻後，由蒸發器出水口排出，流入油田注水站；汙水沉降罐內的汙水經摻水泵分別流入燃氣加熱爐和熱泵機組的冷凝器，經燃氣加熱爐和熱泵機組加熱後，流入油井系統摻水伴熱。
附圖說明
圖1-本發明一種油田回注水餘熱回收熱泵機組結構示意圖
圖2-本發明一種油田回注水餘熱回收熱泵系統原理圖
附圖圖面說明
圖1、圖2，1-蒸汽壓縮機；2-止回閥；3-真空泵；4-冷凝器；5-冷凝器進水口；6-冷凝器出水口；7-電動調節閥A；8-水泵A；9-蒸發器；10-水泵B；11-蒸發器進水口；12-蒸發器出水口；13-電動調節閥B；14-噴淋裝置；15-淨化水罐；16-外輸水泵；17-油田注水站；18-熱泵機組；19-汙水沉降罐；20-摻水泵；21-燃氣加熱爐；22-油井系統。
具體實施方式
本發明公開了一種油田回注水餘熱回收熱泵機組及其系統，為解決石油開採過程中，加熱摻水耗氣量大，能耗高；目前正在應用的加熱設備換熱管使用年限較低，維護成本偏高；油田回注水中的低品位熱能未加以利用直接排入地下，造成了一定的能源浪費。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
1、如圖1所示，本發明一種油田回注水餘熱回收熱泵機組，由蒸汽壓縮機(1)、止回閥(2)、真空泵(3)、冷凝器(4)、冷凝器進水口(5)、冷凝器出水口(6)、電動調節閥A(7)、水泵A(8)、蒸發器(9)、水泵B(10)、蒸發器進水口(11)、蒸發器出水口(12)、電動閥節閥B(13)、噴淋裝置(14)組成，蒸發器(9)與蒸氣壓縮機(1)吸氣口連接，冷凝器(4)與蒸氣壓縮機(1)排氣口連接，蒸發器(9)內設有噴淋裝置(14)，蒸發器進水口(11)與噴淋裝置(14)相連，蒸發器進水口(11)與噴淋裝置(14)之間設有電動調節閥B(13)，蒸發器出水口(12)與水泵B(10)相連，再與蒸發器(9)相連；蒸汽壓縮機(1)排氣口設有止回閥(2)，與蒸汽壓縮機(1)連接的排氣管直接進入冷凝器(4)底部，出口位於冷凝器(4)水面以下，冷凝器(4)頂部與真空泵(3)相連，冷凝器進水口(5)與電動調節閥A(7)相連，再與冷凝器(4)相連，冷凝器出水口(6)與水泵A(8)相連，再與冷凝器(4)相連。
2、如圖1所示，制熱原理：石油回注水由蒸發器進水口(11)進入蒸發器(9)內，由噴淋裝置(14)噴淋霧化，蒸汽壓縮機(1)吸收蒸發器(9)內的蒸汽，使蒸發器(9)內的壓力低於回注水的蒸發壓力，由於蒸發器(9)內的壓力比較低，噴淋的回注水一部分吸熱蒸發變為水蒸汽，進入蒸汽壓縮機(1)，另一部分放熱被冷卻，由水泵B(10)經蒸發器出水口(12)排出，電動調節閥B(13)調節蒸發器(9)內的液面高度，液面位於噴淋裝置(14)之下，液面距噴淋裝置(14)最底層噴嘴的距離≥30cm；低溫低壓的水蒸汽進入蒸汽壓縮機(1)進行壓縮，變為高溫高壓的水蒸汽，通過止回閥(2)進入冷凝器(4)，直接與冷凝器(4)內的水進行混合冷凝，加熱由冷凝器進水口(5)進入的摻水，混合後的熱水由水泵A(8)經冷凝器出水口(6)排出系統，電動調節閥A(7)調節冷凝器(4)內的液面高度，液面位於冷凝器進水口(5)之上，與冷凝器進水口的距離≥30cm。
3、如圖2所示，本發明一種油田回注水餘熱回收熱泵系統，由淨化水罐(15)、外輸水泵(16)、油田注水站(17)、熱泵機組(18)、汙水沉降罐(19)摻水泵(20)、燃氣加熱爐(21)、油井系統(22)組成，蒸發器進水口(11)、蒸發器出水口(12)連接在淨化水罐(15)至油田注水站(17)之間的管線上，淨化水罐(15)內的回注水，經外輸水泵(16)分兩路輸送至油田注水站(17)，一路是通過淨化水罐(15)至油田注水站(17)之間的管線直接輸送至油田注水站(17)，一路是由蒸發器進水口(11)進入蒸發器(9)內，經自身蒸發被冷卻後，由蒸發器出水口(12)排出，流入油田注水站(17)；汙水沉降罐(19)內的汙水經摻水泵(20)分別流入燃氣加熱爐(21)和熱泵機組(18)的冷凝器(4)，經燃氣加熱爐(21)和熱泵機組(18)加熱後，流入油井系統(22)摻水伴熱。
本說明書中各個實施例採用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。