[发明专利]针对提高石油采收率的用于长距离输送质量受控的太阳能生成的蒸汽的分离器和混合器，以及相关的系统及方法

说明书

针对提高石油采收率用于长距离输送质量受控的太阳能生成的蒸汽的分离器和混合器，以及相关的系统及方法。典型的方法包括在太阳能场中将水加热成蒸汽，将液体部分与蒸汽分离，通过第一蒸汽管道将蒸汽引导至目标蒸汽用户，并通过第二液体部分管道将液体部分与蒸汽并联地引导至目标蒸汽用户。该方法可进一步包括在将组合的液体部分和蒸汽输送至目标用户之前，将液体部分与蒸汽混合。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年2月1日提交的共同未决的第62/289,644美国临时申请的优先权，该临时申请通过引用整体并入本文中。

技术领域

公开了用于长距离输送质量受控的太阳能生成的蒸汽的分离器和混合器，以及相关的系统及方法。在特定的实施方式中，湿蒸汽蒸汽被分离为蒸气部分流(vapor fractionflow)(例如，干蒸汽流(dry steam flow))和液体部分流，每个部分流被引导至目标用户(例如，提高石油采收率(enhanced oil recovery)操作)，其中部分流可在使用前重新组合。

背景技术

随着化石燃料变得更加稀缺，能源产业已经开发出较为复杂的技术用于提取以前难以提取或提取昂贵的燃料。此技术之一是将蒸汽注入含石油地层中以释放(free up)并降低石油的粘度。目前存在几种用于蒸汽注入的技术，并且通常被统称为“热提高石油采收率(Thermal Enhanced Oil Recovery)”或“热EOR”。典型的蒸汽注入技术包括循环、蒸汽驱(steamflood)、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)，以及使用垂直和/或水平注入井、或这些井的组合、以及连续、可变速率和/或间歇蒸汽注入每口井等其它策略。

针对生成用于蒸汽注入的蒸汽的一种典型系统为燃料燃烧锅炉，其具有单程(once-through)构造或再循环构造。其他蒸汽生成系统包括以连续模式操作的热回收蒸汽发生器。热EOR操作通常每天24小时产生蒸汽，在数天至数年的时间段内会消耗大量的燃料。因此，另一种典型的蒸汽发生器为太阳能蒸汽发生器，其可以增强或替代燃料燃烧(fuel-fired)锅炉。太阳能蒸汽发生器可以减少燃料使用、降低运营成本、减少空气排放、和/或增加热采收(thermal recovery)项目中的石油产量。由于太阳能收集器(solarcollector)所需的占地面积必然很大，太阳能蒸汽发生器可能位于距离蒸汽使用点一定距离处；因此可能需要长的互连管线(line)。太阳能蒸汽发生器须随入射的日照变化而以不同的流量(flow rate)来输送蒸汽。此系统的一个挑战是，鉴于太阳能蒸汽发生器提供的变化输出，难以在蒸汽分配管线中维持适当的蒸汽条件。因此，尽管存在这种变化，在工业中仍需要可靠地保持蒸汽条件的系统和方法。

附图说明

图1A是根据本技术的实施方式的被配置为将蒸汽输送至目标用户的太阳能场的部分示意图。

图1B是根据本技术的另一个实施方式的被配置为经由多个蒸汽管线将蒸汽输送至目标用户的太阳能场的部分示意图。

图1C是根据本技术的又一个实施方式的用于将蒸汽的蒸气部分(例如，干蒸汽)从液体部分分离，并可选地在输送至目标用户之前将蒸气部分和液体部分重新组合的系统的部分示意图。

图2A和2B示出了根据本技术的实施方式而配置的具有与上面参考图1C所描述的大致相似的总体布置的系统的进一步细节。

图3A-3C示出了在高输出日期间(图3A)、平均输出日期间(图3B)和低输出日期间(图3C)具有单个输出管线以及具有两个输出管线(一个用于蒸气部分，一个用于液体部分)的太阳能场输出的模拟结果。

具体实施方式