[发明专利]一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统及方法

权利要求书

1.一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，包括超临界多元热流体发生器主体（18）、排盐装置（19）、水箱（4）、空气压缩单元和投料单元；

超临界多元热流体发生器主体（18）的外壁开设有预热水入口、物料入口、产物出口、排盐出口和空气进口；超临界多元热流体发生器主体（18）内部设有第一换热套管（16）和第二换热套管（17），第一换热套管（16）和第二换热套管（17）构成环形空间，环形空间为氢氧化放热区，空气进口设置于环形空间中；第一换热套管（16）的外壁缠绕有第二螺旋换热管（15），第二换热套管（17）的外壁缠绕有第一螺旋换热管（14）；

水箱（4）与预热水入口连接；

投料单元包括储料罐（1），储料罐（1）与物料入口连接；

空气压缩单元包括空气压缩机（7）和与空气压缩机（7）连接的储气瓶（8），储气瓶（8）分别与第一换热套管（16）和第二换热套管（17）的环形空间相连接；

产物出口连接有气液分离器（20），气液分离器（20）的从液体出口与水箱（4）连接；

排盐出口与排盐装置（19）的入口相连通；

超临界多元热流体发生器主体（18）外壁上安装有加热装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，超临界多元热流体发生器主体（18）的出口分为两路流向，一路与气液分离器（20）连接，另一路连接有用于稠油热采的高温截止阀（23）。

3.根据权利要求2所述的一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，气液分离器（20）的入口通过冷却器（22）与超临界多元热流体发生器主体（18）的出口连接。

4.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，第一螺旋换热管（14）的入口与第一换热套管（16）相连通，出口与第二换热套管（17）相连通，第二螺旋换热管（15）的入口与第一换热套管（16）相连通，出口与超临界多元热流体发生器主体（18）的顶部相连通。

5.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，水箱（4）连接有水泵（5），水箱（4）通过水泵（5）与预热水入口连接；储料罐（1）连接有料泵（2），储料罐（1）通过料泵（2）与物料入口连接。

6.根据权利要求5所述的一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，水泵（5）与预热水入口之间的管路上设有第二流量调节阀（6）；料泵（2）与物料入口的管路上设有第一流量调节阀（3）。

7.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，所述加热装置设有若干个，若干个加热装置依次自上而下安装在超临界多元热流体发生器主体（18）的外壁上。

8.根据权利要求1所述的一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，所述加热装置为太阳能加热装置、电磁波加热装置、工业废热加热装置的任意一种或多种的混合。

9.一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生方法，基于权利要求1~8任一项所述一种用于稠油热采集成式的多元热流体发生系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1：检查各器件是否安装完好，确保精度满足要求、无故障，之后将制备好的物料输送至储料罐（1）中储存；

S2：将水箱（4）中的海水输送至超临界多元热流体发生器主体（18）中；

S3：开启超临界多元热流体发生器主体（18）外壁的加热装置，为系统启动过程提供能量；

S4：预热水首先流经超临界多元热流体发生器主体（18）与第一换热套管（16）之间进行升温，然后进入第一螺旋换热管（14）内换热，接着进入第二换热套管（17）内换热，而后进入第一换热套管（16）和第二换热套管（17）的环形空间换热，然后进入第二螺旋换热管（15）内换热，最后离开超临界多元热流体发生器主体（18），进入气液分离器（20），经过气液分离后的液体回收进入水箱（4）中；

当在超临界多元热流体发生器主体（18）与第一换热套管（16）之间的预热水升温至近临界和超临界态附近并维持稳定后，开启排盐装置，进行盐回收；

当在第二换热套管（17）内的预热水达到目标温度和压力后，将储料罐（1）中的物料输送至超临界多元热流体发生器主体（18）中，进行超临界水气化反应，并在气液分离器（20）中收集分析气体产物，观测气化情况，气液分离器（20）分离后的液体回收进入水箱（4）；

S5：当气化反应稳定后，开启空气压缩机（7），并将空气通入第一换热套管（16）和第二换热套管（17）形成的环形空间，使进入的空气与超临界气化后的气体产物发生氢氧化放热反应，释放的热量进一步促进超临界多元热流体发生器主体（18）中的流体升温及气化，得到超临界多元热流体；

S6：将S5得到的超临界多元热流体送入超临界多元热流体发生器主体（18）进行预热水换热，在达到目标温度和压力后，离开超临界多元热流体发生器主体（18），进入气液分离器（20）后，将分离后的液体回收进入水箱（4）；

S7：观测气液分离器（20）的成分组成，当超临界气化反应与氢氧化放热反应耦合稳定后，逐渐增加物料流量和空气流量，降低加热装置的热量供给；

S8：随着物料供给达到超临界多元热流体发生器主体（18）的可自热程度，维持预热水流量、物料流量和空气流量稳定，最终完全关闭加热装置，以物料的化学能供给超临界多元热流体发生系统所需的能量；

S9：观测超临界多元热流体发生器主体（18），当超临界多元热流体发生器主体（18）出口的超临界多元热流体满足要求时，将系统产生的超临界多元热流体输送进入油井，用于稠油热采。