[发明专利]适用高粘油的复合热载体发生装置

说明书

本发明公开了一种适用高粘油的复合热载体发生装置，该装置包括壳体，所述壳体由圆锥段和圆筒段一体成型构成，所述壳体的内腔穿设有冷却套管，所述冷却套管具有封闭端和开口端，所述冷却套管的封闭端延伸至圆锥段的锥形内壁与其抵接，所述冷却套管的开口端沿壳体轴向延伸穿出圆筒段与设置在圆筒段端部的头部本体插接；所述冷却套管靠近开口端的内腔中设置有与头部本体相对布置的圆筒状配风器，所述配风器的中部设置有套设于头部本体端部外圈上的旋流器。本发明可雾化燃烧高粘度的重油或原油以降低注气成本，同时降低了燃烧室辐射热损失，缓解冷却水流道的结垢现象，提高复合热载体发生装置的能量利用率和运行稳定性。

技术领域

本发明涉及复合热载体发生装置，具体地指一种适用高粘油的复合热载体发生装置。

背景技术

多元热流体注气是近几年兴起的一种油田热采技术，该技术在油层注气领域的应用越来越广泛。由于高温高压的多元热流体对油层起到了增压和物理、化学降粘的复合效果，相对传统的蒸汽热采具有更高的原油采出率。复合热载体发生装置是多元热流体注气系统的核心设备，它利用燃料和空气充分混合燃烧后产生高温高压烟气，再与水雾掺混形成高温高压的复合热载体，最后经管线注入油层中。

现有的复合热载体发生装置具有增产效果好、环保、可移动以及单井精准注气等优势，然而在实际使用中仍存在以下不足：(1)通常以柴油或轻质原油作为燃料，成本较高；(2)复合热载体发生装置的热损失较大；(3)燃烧室冷却流道易结垢，减弱了传热效果，而且会堵塞注水孔。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种适用高粘油的复合热载体发生装置，该装置可雾化燃烧高粘度的重油或原油以降低注气成本，同时降低了燃烧室辐射热损失，缓解冷却水流道的结垢现象，提高复合热载体发生装置的能量利用率和运行稳定性。

为实现上述目的，本发明所设计的适用高粘油的复合热载体发生装置，包括壳体，所述壳体由圆锥段和圆筒段一体成型构成，其特殊之处在于：所述壳体的内腔穿设有冷却套管，所述冷却套管具有封闭端和开口端，所述冷却套管的封闭端延伸至圆锥段的锥形内壁与其抵接，所述冷却套管的开口端沿壳体轴向延伸穿出圆筒段与设置在圆筒段端部的头部本体插接；

所述冷却套管靠近开口端的内腔中设置有与头部本体相对布置的圆筒状配风器，所述配风器的中部设置有套设于头部本体端部外圈上的旋流器；所述配风器与头部本体之间设置有圆环形状的均气板，所述配风器与均气板之间的空腔形成配风室，所述均气板与头部本体之间的空腔形成均气室；所述冷却套管的封闭端一侧端面与圆锥段的内壁围合形成第一混合室，所述冷却套管的封闭端另一侧端面与配风器之间的空腔形成燃烧室；所述头部本体上设置有用于连通配风室与燃烧室的预混风道，这样头部本体上设计有预混风道，可提高点火可靠性，同时在喷嘴出口附近形成不完全燃烧区，不会产生温度过高烧坏喷嘴的现象，预混风道还有一定的冷却作用。

所述头部本体套设有旋流器的一端内腔设置有第二混合室，所述第二混合室的一端设置有与第一混合室连通的喷嘴，所述第二混合室的另一端与穿设在头部本体内腔中的雾化气导管连通，所述雾化气导管内穿设有燃料油导管，所述燃料油导管的一端伸入第二混合室内与其连通，所述燃料油导管的另一端与外界燃料油输入端连接；所述雾化气导管的下方设置有固定于头部本体上的点火器，所述点火器的点火口与喷嘴相邻设置；所述雾化气导管的上方设置有固定于头部本体上的助燃风导管，所述助燃风导管的一端与均气室连通，所述助燃风导管的另一端与外界助燃风输入端连接。本发明的喷嘴使高压空气在流动的燃油中形成气泡，利用气泡的产生、运动、变形直到喷嘴出口爆破来产生非常细的液雾，可使用的燃油范围广，喷嘴不易堵塞，从而大大提高了燃烧效率。

进一步地，所述头部本体上还设置有冷却水导管，所述冷却水导管的一端与冷却套管的外壁和壳体的内壁之间的空腔连通，另一端与外界的冷却水输入端连接。