[发明专利]一种水汽换热系统及其可移动式注汽锅炉和注汽方法

说明书

本发明提供一种水汽换热系统及其可移动式注汽锅炉和注汽方法，包括位于水泵和锅炉对流段之间的水式换热器、位于锅炉对流段内的烟气换热器、位于锅炉辐射段内的辐射段换热器，水式换热器包括互相换热且分别用于水介质流通的换热器内管和换热器外管，换热器内管、烟气换热器、换热器外管和辐射段换热器沿水介质流通的方向依次连通，水介质在对流段吸收热量后，进入水式换热器作为热源加热未进入对流段的水介质，使其升温并超过露点温度，以避免烟气对翅片管的低温腐蚀，辐射段的烟气出口处连通设有过热段，过热段内设有用对水介质进一步加热蒸发的过热段换热器，辐射段出来的湿饱和蒸汽通过过热段换热器继续加热蒸发，保证了对油井的注汽效果。

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种水汽换热系统及其可移动式注汽锅炉和注汽方法。

背景技术

石油开采业是是推动经济稳定发展和国防安全的重要基础，稠油是润滑油行业、航天行业用油的重要原料，稠油开发对能源行业有重要意义。现阶段，稠油开采的主要问题是成本居高不下，稠油开采常采用注汽工艺，通过向油层注入高温蒸汽，降低稠油粘度，使原油容易采出。降低注汽成本亟待解决。目前油田技术情况如下：注汽环节，蒸汽设备以70吨硫化床和23吨燃煤燃气锅炉为主，每台固定锅炉有固定管线呈辐射状连接至周边采油井口。

但是目前的固定锅炉注汽工艺有以下问题：第一、受注汽半径的影响，新疆油田锅炉有效运行时率仅约40％，400多台锅炉有大半不能有效运行；设备占用及折旧成本高；第二、配套的注汽管线管网长、口径大，管线建设投资大；第三、注汽管路中，单井注汽半径较长，热损失严重；第四、单井离锅炉距离不同，无法精细管理和对比单井油气比。

专利文件CN202012901U公开了一种可移动式注汽锅炉，该注汽锅炉在辐射段与对流段之间设置冷却室,燃烧器设置在辐射段上,将燃烧器和鼓风机通过风道连接,对流段设置在冷却室上方,烟囪在对流段的出口端,注汽锅炉的主管线为经过水处理装置过滤、去硬后的水,进入柱塞泵,从柱塞泵进入冷却室内的管束内,通过吸收烟气热度提高进入对流段的入水温度,水从对流段流出之后直接进入辐射段,克服了现有注汽锅炉存在运行时烟温过高,对流段管束出现酸腐蚀的现象的不足。但是辐射段的烟气出口处为温度最高的位置，利用冷却段对水进行加热不可避免的造成对烟气锅炉热量的浪费。

发明内容

本发明的目的是提供一种水汽换热系统及其可移动式注汽锅炉和注汽方法，以解决上述存在的技术问题，利用对流段吸收热量后的水介质对初始的水介质进行预热，以避免烟气对翅片管的低温腐蚀，且能够对锅炉的热量进行充分利用，并且能够提高注汽锅炉的运行时率，降低设备折旧成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：提供一种注汽锅炉的水汽换热系统，包括位于水泵和锅炉对流段之间的水式换热器、位于锅炉对流段内的烟气换热器、位于锅炉辐射段内的辐射段换热器，所述水式换热器包括互相换热且分别用于水介质流通的换热器内管和换热器外管，所述换热器内管、所述烟气换热器、所述换热器外管和所述辐射段换热器沿水介质流通的方向依次连通。

优选的，所述辐射段的烟气出口处连通设有过热段，所述过热段内设有用对水介质进一步加热蒸发的过热段换热器，所述过热段换热器与所述辐射段换热器相连通。

还提供一种可移动式注汽锅炉，包括可移动式拖车及设置在所述可移动式拖车上的注汽锅炉本体，所述注汽锅炉本体包括辐射段、过热段、对流段和水式换热器，所述辐射段横置在所述可移动式拖车上，其末端顶部开设有烟气出口，所述过热段、所述对流段依次与所述烟气出口相连通，并叠落放置在所述烟气出口的上方，所述水式换热器固定在所述辐射段的顶部，且位于所述烟气出口的一侧。

优选的，所述可移动式拖车上设有用于将由所述过热段流出的水蒸汽干燥的汽水分离器。

优选的，所述汽水分离器的出口连接有管道补偿管，所述管道补偿管呈能够伸缩变形的波纹状结构。