一種油田熱力系統的供熱裝置的製作方法

2023-12-01 07:30:36 2

本實用新型涉及油田熱力設備領域，特別涉及一種油田熱力系統的供熱裝置。

背景技術：

在油田開發過程中，對於油田集中處理站、油田中轉站、油田集輸聯合站等油田熱力系統，為了實現管線伴熱、油罐維溫、辦公區採暖等作業，通常需要對油田熱力系統中的用熱單元進行供熱。所以，有必要提供一種油田熱力系統的供熱裝置。

現有技術提供的油田熱力系統的供熱裝置包括：加熱爐、通過燃料管線與加熱爐的燃燒室連接的輸油泵、通過熱水管線與加熱爐的對流室出口連接的熱水泵，熱水泵還通過熱水管線與油田熱力系統的用熱單元連接。輸油泵將油田熱力系統自產的原油或者伴生氣作為燃料泵送給加熱爐的燃燒室，在其內燃燒產生熱量後，通過對流作用傳遞至加熱爐的對流室，將對流室內的水加熱至期望的溫度，隨後利用熱水管線將熱水輸送至熱水泵，並由其泵送至油田熱力系統的用熱單元實現供熱。

設計人發現現有技術至少存在以下技術問題：

使用油田熱力系統自產的原油或者伴生氣作為加熱爐的燃料，不僅降低原油商品量，造成資源浪費，而且燃燒過程中產生的煙塵還會對環境造成汙染。並且，在自產原油為三高原油時，基於其無法作為燃料使用，需要從外地拉運符合燃燒要求的原油作為原料，這樣又會增加成本。

技術實現要素：

本實用新型實施例所要解決的技術問題在於，提供了一種能有效減少自產原油的燃燒量及環境汙染，並且降低成本的油田熱力系統的供熱裝置。具體技術方案如下：

一種油田熱力系統的供熱裝置，包括加熱爐、通過燃料管線與所述加熱爐的燃燒室連接的輸油泵、通過熱水管線與所述加熱爐的對流室出口連接的熱水泵，所述熱水泵還通過熱水管線與油田熱力系統的用熱單元連接。

進一步地，所述供熱裝置還包括：一個或多個太陽能集熱器，出水口通過熱水管線與所述加熱爐的對流室進口連接，進水口通過熱水管線與所述用熱單元連接；

溫度採集器，設置在所述加熱爐與所述熱水泵之間的所述熱水管線上；

第一閥門，設置在所述輸油泵與所述加熱爐之間的所述燃料管線上。

具體地，作為優選，所述供熱裝置還包括保溫熱水儲罐，所述保溫熱水儲罐的進水口和出水口通過所述熱水管線分別與所述溫度採集器和所述熱水泵連接。

具體地，作為優選，所述供熱裝置還包括輸油泵變頻器，所述輸油泵變頻器的兩個接線端子通過電導線分別與所述溫度採集器和所述輸油泵電連接。

具體地，作為優選，所述供熱裝置還包括燃料儲罐，所述燃料儲罐的燃料出口通過燃料管線與所述輸油泵連接。

具體地，作為優選，所述供熱裝置還包括第二閥門，設置在所述燃料儲罐和所述輸油泵之間的所述燃料管線上。

具體地，作為優選，所述供熱裝置還包括第三閥門，設置在所述太陽能集熱器與所述加熱爐之間的所述熱水管線上；

第四閥門，設置在所述加熱爐與所述溫度採集器之間的所述熱水管線上；

第五閥門，設置在所述溫度採集器與所述保溫熱水儲罐之間的所述熱水管線上；

第六閥門，設置在所述保溫熱水儲罐與所述熱水泵之間的所述熱水管線上；

第七閥門，設置在所述熱水泵與所述用熱單元之間的所述熱水管線上；

第八閥門，設置在所述用熱單元與所述太陽能集熱器之間的所述熱水管線上。

具體地，作為優選，當所述太陽能集熱器為多個時，多個所述太陽能集熱器排列構成太陽能集熱陣列。

本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

本實用新型實施例提供的供熱裝置，通過增設太陽能集熱器5，充分利用清潔環保的太陽能對水進行第一次加熱，能有效降低加熱爐4的負荷，減少甚至不使用油田熱力系統自產原油的燃燒量，減少了有害氣體及二氧化碳的排放，降低了環境汙染和供熱成本。而且，通過對熱水進行循環利用，進一步降低了供熱成本，減少資源浪費。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的油田熱力系統的供熱裝置的結構示意圖。

附圖標記分別表示：

1 加熱爐，

2 輸油泵，

3 熱水泵，

4 用熱單元，

5 太陽能集熱器，

6 溫度採集器，

7 第一閥門，

8 保溫熱水儲罐，

9 輸油泵變頻器，

10 燃料儲罐，

11 第二閥門，

12 第三閥門，

13 第四閥門，

14 第五閥門，

15 第六閥門，

16 第七閥門，

17 第八閥門。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。

本實用新型實施例提供了一種油田熱力系統的供熱裝置，如附圖1所示，該供熱裝置包括加熱爐1、通過燃料管線與加熱爐1的燃燒室連接的輸油泵2、通過熱水管線與加熱爐1的對流室出口連接的熱水泵3，熱水泵3還通過熱水管線與油田熱力系統的用熱單元4連接。進一步地，該供熱裝置還包括：一個或多個太陽能集熱器5，該太陽能集熱器5的出水口通過熱水管線與加熱爐1的對流室進口連接，進水口通過熱水管線與用熱單元4連接；溫度採集器6、設置在加熱爐1與熱水泵3之間的熱水管線上；第一閥門7，設置在輸油泵2與加熱爐1之間的燃料管線上。

以下就本實用新型實施例提供的油田熱力系統的供熱裝置的工作原理給予描述：

向太陽能集熱器5內進水並利用太陽能進行第一次加熱，經第一次加熱後的熱水經熱水管線流經加熱爐1後進行可選的第二次加熱(即，可以再次加熱，也可以不進行加熱)，該第二次加熱進行與否通過溫度採集器6所採集的熱水溫度是否達到期望溫度來決定。具體地，如果經太陽能集熱器5進行第一次加熱後的熱水溫度達到期望溫度，此時，通過關閉第一閥門7來斷開輸油泵2與加熱爐1的連接，使加熱爐1停止加熱作業，經第一次加熱後的熱水將直接不被加熱地通過加熱爐1，由熱水泵3泵送至油田熱力系統的用熱單元4進行供熱。如果經太陽能集熱器5進行第一次加熱後的熱水溫度沒有達到期望溫度，此時，通過開啟第一閥門7來開啟輸油泵2與加熱爐1的連接，使加熱爐1進行加熱作業，經第一次加熱後的熱水將通過加熱爐1進行第二次加熱直至達到期望的溫度，然後再由熱水泵3泵送至油田熱力系統的用熱單元4進行供熱。在此過程中，經用熱單元4換熱後的水通過熱水管線可循環至太陽能集熱器5中進行再次利用。

可見，本實用新型實施例提供的供熱裝置，通過增設太陽能集熱器5，充分利用清潔環保的太陽能對水進行第一次加熱，能有效降低加熱爐4的負荷，減少甚至不使用油田熱力系統自產原油的燃燒量，減少了有害氣體及二氧化碳的排放，降低了環境汙染和供熱成本。而且，通過對熱水進行循環利用，進一步降低了供熱成本，減少資源浪費。

需要說明的是，本實用新型實施例所述的油田熱力系統的用熱單元4包括但不限於採油單井以及站場內需要伴熱的管線、需要維溫的儲油罐，以儲油罐舉例來說，其內設置有用於循環熱介質，例如熱水的盤管，以使熱水循環通過對其內儲存的原油進行保溫，而換熱完畢後的熱水將由該盤管出口排至熱水管線內，進而再次進入太陽能集熱器5進行循環。本實用新型實施例所述的加熱爐1為本領域所常見的油田加熱爐，舉例來說，中國石化出版社2011年出版的圖書《油田加熱爐》就其結構作了詳細的總結；一些中國專利申請(例如CN205090596U等)也公開了油田加熱爐的結構；本領域技術人員還可通過市購容易地獲得該加熱爐1，例如，黃驊百恆達祥通機械製造有限公司生產的油田加熱爐。一般來說，加熱爐1包括燃燒室和對流室，燃料在燃燒室內燃燒後放出熱量來供給對流室內循環的加熱介質(例如水)，在對流室內被加熱的加熱介質由對流室出口排至外界。

進一步地，如附圖1所示，本實用新型實施例提供的供熱裝置還包括保溫熱水儲罐8，保溫熱水儲罐8的進水口和出水口通過熱水管線分別與溫度採集器6和熱水泵3連接。通過在溫度採集器6和熱水泵3之間設置保溫熱水儲罐8，來對熱水進行過渡緩衝，使其能夠平穩地由熱水泵3排至用熱單元4，提高熱水管線和熱水泵3的使用壽命。

如附圖1所示，本實用新型實施例提供的供熱裝置還包括輸油泵變頻器9，該輸油泵變頻器9的兩個接線端子通過電導線分別與溫度採集器6和輸油泵2電連接。通過如上設置輸油泵變頻器9，以通過改變供電頻率來定量地控制泵油流量，如此帶來的好處是：根據溫度採集器6實時採集的溫度大小，來決定加熱爐1的燃油量，此時溫度採集器6將電信號傳遞至調節輸油泵變頻器9，輸油泵變頻器9根據溫度採集器6的指示調整供電頻率並將其傳遞至輸油泵2，在輸油泵2的控制下即可容易地實現定量控制油量泵入加熱爐1，有效防止了燃料浪費。此外，使用輸油泵變頻器9還能延長輸油泵2的使用壽命，提高經濟性。

為了提高供熱便利性和安全性，如附圖1所示，本實用新型實施例提供的供熱裝置還包括燃料儲罐10，燃料儲罐10的燃料出口通過燃料管線與輸油泵2連接。進一步地，如附圖1所示，在該供熱裝置還包括第二閥門11，第二閥門11設置在燃料儲罐10和輸油泵2之間的燃料管線上，通過設置第二閥門11以控制燃料是否進入輸油泵2內，同時還可控制燃料的進入流量，提高操作可控性。

作為優選，如附圖1所示，本實用新型實施例提供的供熱裝置還包括第三閥門12，該第三閥門12設置在太陽能集熱器5與加熱爐1之間的熱水管線上；第四閥門13，該第四閥門13設置在加熱爐1與溫度採集器6之間的熱水管線上；第五閥門14，該第五閥門14設置在溫度採集器6與保溫熱水儲罐8之間的熱水管線上；第六閥門15，該第六閥門15設置在保溫熱水儲罐8與熱水泵3之間的熱水管線上；第七閥門16，該第七閥門16設置在熱水泵3與用熱單元4之間的熱水管線上；第八閥門17，該第八閥門17設置在用熱單元4與太陽能集熱器5之間的熱水管線上。通過設置上述多個閥門，能保證供熱作業的可控性和安全性，並且便於對供熱裝置中的特定部件進行檢修或更換。

在本實用新型實施例中，根據用熱單元4的用熱量大小，可以選擇使用一個太陽能集熱器5或者多個太陽能集熱器5，當使用多個，例如10個、20個、30個等時，多個太陽能集熱器5可以並聯設置。一般來說，油田熱力系統的用熱單元4的需熱量都較大，為了充分利用太陽能使其產生較大量的熱量，優選多個太陽能集熱器5排列構成太陽能集熱陣列。其中，通過調整多個太陽能集熱器5的傾角、間距和方位角，來獲得期望的太陽能集熱陣列。現有技術也有眾多文獻對太陽能集熱陣列的形成和性能進行了研究，例如李斌等在《製冷技術》第35卷第3期就大型太陽能集熱陣列的實驗研究給出了實驗性概述，本實用新型實施例在此並不對其具體排布作更具體的描述。本領域技術人員可以理解的是，太陽能集熱器5內部設置有本領域常見的金屬超導真空熱管，水在該熱管內吸收太陽能產生熱量並輸送至外界。

本實用新型實施例提供的供熱裝置中的各個部件均為本領域所常見的，並且都可以通過購買相關的市售產品來獲得，舉例來說，所用到的熱水管線和燃料管線均為市場上出售的普通鋼製管線；所使用的各個閥門可以優選使用市場上出售的普通鋼製閘閥；所使用的輸油泵2可以採用市場上出售的輸油螺杆泵；所使用的燃料儲罐10可以採用市場上銷售的鋼製密封箱體，規格可採用4m*5m*1m；所採用的熱水泵3可以採用涿州市高研泵閥製造有限公司生產並銷售的熱水泵；所使用的太陽能集熱器5可以採用江蘇歐貝新能源發展有限公司生產並銷售的超導熱管太陽能集熱器；所使用的溫度採集器6可以採用市場上出售的自動溫度採集器。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型的保護範圍，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。