[实用新型]高效水浴撬装式页岩气加热炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油工程技术领域，特别涉及一种页岩气开发中油气集输工艺采用的加热炉。

背景技术

页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规天然气。

水套加热炉是油气田勘探开发中的重要设备之一，由于油气物性参数的不同以及油气集输工艺流程的需要，所采用的加热方式和设备也不完全一样，因此，所用的加热炉很难形成定型标准的产品。目前在市场上开发的类似产品有天然气加热炉、分体式加热炉和真空相变加热炉等产品，虽然在很大程度上也满足了用户的需求，但是，在加热炉的结构、热能利用的效率等方面尚还有改进或提高之处。而对于以吸附或游离状态为主要存在方式的非常规页岩气，则还没有一种针对其专用的加热炉。传统加热炉适用于该领域时，又无法满足加热需求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有加热炉无法应用于目前率先开发的页岩气生产过程，提供一种高效水浴撬装式页岩气加热炉，能够较好适应页岩气生产，同时具有体积小、结构紧凑、热效率高、金属耗量少的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种高效水浴撬装式页岩气加热炉，包括加热炉炉体和炉内火筒，其特征在于：炉体设置于撬座之上且和撬座设为一体；炉体的水平一端为燃料气进口端，另一端为页岩气管道接口端；炉体内腔下半部设置封闭的燃烧火筒，火筒外部的炉体内腔为充水空间；

火筒一端连接燃烧装置，另一端连通反向延伸的烟管，烟管依次与烟箱、烟囱连接；

燃烧气进口端处，火筒的外侧设置燃烧装置，燃料气进口管道与燃烧装置点火端连通；

页岩气管道接口端，炉体的另一端通过炉体法兰封闭，炉体法兰外为盘管阀组；其中，页岩气进入管道由页岩气进口穿过法兰后伸入炉体上半部的内腔中形成换热盘管，换热盘管两端分别连通相应的页岩气进口和页岩气出口；沿筒体中心线方向，火筒内换热盘管的下方设置水平滑轨，管板位于滑轨上，换热盘管穿过管板并由管板支撑固定，管板能够带动换热盘管沿滑轨滑动。

上述技术方案中，所述的火筒包括直火筒和波形火筒，所述波形火筒沿水平方向间隔设置在直火筒之间；波形火筒为母线呈波浪线状延伸的圆筒体。

上述技术方案中，火筒的另一端设置水平伸出炉体外部的看火装置。

上述技术方案中，火筒底部由火筒托架弧板支撑托起，火筒托架弧板通过间隔设置的托架支撑沿径向支撑在炉体内。

上述技术方案中，烟管采用螺旋槽烟管。

上述技术方案中，烟管置于火筒的前后侧，且前后侧烟管均位于炉体内腔下半部分。

上述技术方案中，烟管由烟管管板支撑，烟管管板支撑于火筒和炉体之间。

上述技术方案中，所述烟箱设置能够开闭的清灰门。

上述技术方案中，炉体顶部设置人孔、膨胀水箱、补水口，炉体下部设置排污口；炉体壁设置保温防护层。

上述技术方案中，燃烧装置采用负压燃烧的全自动燃烧器及控制系统；还设置自动补水控制器、自动调节负荷控制器、熄火保护控制器、远程紧急关断控制器，各控制器均与相应仪表系统连接。

上述技术方案中，炉体通过底部水平两端的鞍式支座与撬座设为一体。

上述技术方案中，页岩气换热盘管为承压达 42MPa的无缝钢管。

本实用新型所述加热炉的工作原理如下：从井口来的页岩气由页岩气进入管道进入换热盘管中，页岩气管道在充水空间内的水浴加热作用下将页岩气加热，并最后通过页岩气输出管道输出；

燃料气进入燃烧装置点火燃烧，燃烧后烟气沿火筒及烟管传热到炉体充水空间的水，将水加热到一定的温度，加热后的水再将热量传递给换热盘管内的页岩气；之后，烟气逆向到达烟箱，经烟箱汇集后由烟囱排放。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果如下：

1）采用了特有的卧式内燃两回程的燃烧结构，强化传热技术；燃料气沿火筒顺向加热，又反向沿烟管回流，加热效果好，热效率高；同时使得烟管和火筒布局紧凑、炉体体积变小。

2）炉内筒体采用直火筒和波形火筒相结合的强化传热结构，使得加热效果好，热效率高，同时保证了火筒的热膨胀和强度要求。

3）烟管设置在炉内燃烧筒体两侧，且烟管表面设置螺旋槽强化传热技术。。

4）页岩气换热盘管承压能力高：可满足压力高达42MPa页岩气的要求。

5）整体撬块化：炉体、燃烧器、梯子平台、烟囱、炉后配管等集成撬装于一体；结构紧凑，安装简便。