一种油井掺水集油系统的制作方法

1.本发明涉及石油开采技术领域，尤其是涉及一种油井掺水集油系统。


背景技术：

2.在原油采出地面后，由于温度、环境的变化导致原油容易凝固。为了保证原油流动，通常在油井井口、转油站、联合站、外输等环节中设置加热炉以将油气水混合物加热至工艺温度。
3.目前，油田油井普遍采用掺热水集油工艺，冬季掺水温度一般为70
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75℃，夏季掺水温度一般为65
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70℃，回注水温度一般为35
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42℃。油田基本采用燃气加热炉加热生产用水，燃气来源是油井自产伴生气。原油生产过程中需加热各类介质，如油井掺水、热洗、管线伴热、输送等，吨油耗气70m3/t才能完成油气的集输，不但高价值天然气的消耗量巨大，且存在二氧化碳排放等问题，此外还存在燃气锅炉爆炸等不良现象。
4.鉴于此，特提出本发明。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种油井掺水集油系统，其利用热电厂供暖途经为油田集输过程提供所需热量，减少了天然气消耗量，实现了碳零排放，保证了安全供热。
6.本发明提供一种油井掺水集油系统，包括加热炉、掺水管道和集油管道，掺水管道的进口端与加热炉的出口端连通，掺水管道的出口端与油井井口连通，掺水管道具有相互并联的第一管道和第二管道，在第一管道上设有阀门，在第二管道上设有换热器，换热器的热介质进口与电厂供热管网连通，集油管道的进口端与油井井口连通。
7.进一步地，本发明的油井掺水集油系统还包括回水管道，在集油管道的出口端设有分离器，回水管道的进口端与分离器的出水口连通，回水管道的出口端与加热炉的进口端连通。
8.进一步地，本发明的油井掺水集油系统还包括回注水管道，回注水管道的进口端与回水管道连通，回注水管道的出口端通过净化装置与注水井连通。
9.进一步地，分离器包括油气水三相分离器或油水分离器。
10.进一步地，分离器还包括计量分离器，计量分离器设置在油气水三相分离器或油水分离器的进口端。
11.进一步地，在电厂供热管网的主管道上安装有供热支线管道，换热器的热介质进口通过供热支线管道与电厂供热管网连通。
12.进一步地，在第二管道上还设有过滤器，过滤器设置在换热器的进口端。
13.进一步地，在掺水管道上设有温度传感器和流量传感器，温度传感器和流量传感器设置在第一管道和第二管道的出口端。
14.进一步地，本发明的油井掺水集油系统还包括控制系统，控制系统与阀门电连接。
15.进一步地，加热炉为二合一燃气炉。
16.本发明的油井掺水集油系统在掺水管道上设有相互并联的第一管道和第二管道，在第一管道上设有阀门，在第二管道上设有换热器，换热器的热介质进口与电厂供热管网连通，该油井掺水集油系统在第一管道上的阀门关闭时能够利用热电厂供暖途经为油田集输过程提供所需热量，从而替代了油田集输过程天然气加热炉，减少了天然气消耗量，实现了碳零排放，保证了安全供热，能够有效地起到保护环境等作用；此外，加热炉可作为应急使用，在不能利用热电厂供暖途经进行供热时，开启第一管道上的阀门即可利用加热炉进行供热。本发明的油井掺水集油系统将电厂与石油工业强强联合，转变了生产方式，保证了国家天然气能源安全，释放了油田产能，实现了高质量发展、节能减排和绿色发展，对助力经济社会及企业可持续发展具有重要的推动作用。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明一实施方式的油井掺水集油系统的结构示意图；
19.图2为本发明一实施方式的电厂供热管网供热系统的结构示意图。
20.附图标记说明：
21.1：加热炉；2：掺水管道；3：掺水泵；4：集油管道；5：换热器；6：过滤器；7：油井井口；8：计量分离器；9：油气水三相分离器或油水分离器；10：回水管道；11：回注水管道；12：净化装置；13：注水井；14：锅炉；15：分水缸；16：回水缸；17：热用户；18：生水泵；19：软化水处理装置；20：软化水箱；21：第一管道；22：第二管道；23：补水泵；24：循环水泵。
具体实施方式
22.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
23.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
24.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.实施例1
26.结合图1所示，本实施例的油井掺水集油系统包括加热炉1、掺水管道2和集油管道4，掺水管道2的进口端与加热炉1的出口端连通，掺水管道2的出口端与油井井口7连通，掺水管道2具有相互并联的第一管道21和第二管道22，在第一管道21上设有阀门(未图示)，在
第二管道22上设有换热器5，换热器5的热介质进口与电厂供热管网连通，集油管道4的进口端与油井井口7连通。
27.加热炉1主要用于将掺水加热至集油工艺温度。对加热炉1的具体结构和加热方式不作严格限制，例如可以采用燃气，特别是油井自产伴生气进行加热，此时加热炉1可以采用二合一燃气炉。
28.掺水管道2主要用于将经加热炉1加热的掺热水输送至油井井口7以与地下油气水混合物或油水混合物进行混合，在掺水管道2上可以设置掺水泵3以对掺水进行输送。在掺水管道2上设有相互并联的第一管道21和第二管道22，其中第一管道21为掺水管道2的中部部分管道，第二管道22为掺水管道2的并联分支管道；在第一管道21上设有阀门，通过阀门的开启和关闭控制掺水流经第一管道21或第二管道22流入油井井口7，在阀门开启时掺水经第一管道21流入油井井口7，此时掺水由加热炉1进行加热，其热源为天燃气；在阀门关闭时掺水经第二管道22流入油井井口7，此时掺水由位于第二管道22上的换热器5进行加热，其热源为电厂热。
29.可以理解，位于第一管道21上的阀门在常规状态下通常处于关闭状态，此时主要利用换热器5对掺水进行加热，从而能够避免现有消耗大量天然气的加热方式所存在的燃料价值高、有二氧化碳排放、存在燃气锅炉爆炸等问题。在无法利用电厂热的特殊状态下，可以将位于第一管道21上的阀门设置为开启状态，此时仍然可以以天燃气为热源利用加热炉1对掺水进行加热，以便作为应急使用。此外，还可以在第二管道22上设置阀门，通过对第一管道21和第二管道22上的阀门进行分别控制，可实现加热炉1单独供热、换热器5单独供热以及加热炉1和换热器5同时供热等多种供热方式。
30.进一步地，油井掺水集油系统还可以包括控制系统，控制系统与上述阀门电连接，从而便于对阀门进行控制，此时油井掺水集油系统可实现就地控制和远程控制等多种控制功能。
31.对换热器5的具体结构不作严格限制，可以根据油田水质特点，选用换热面积大、占地面积小、换热效率高、拆卸清洗方便、耐腐蚀的换热器。进一步地，在第二管道22上还可以设置过滤器6，过滤器6设置在换热器5的进口端，从而对换热器5的进水进行过滤；换热器5的类型可以根据油田水质特点进行选择，针对含颗粒物杂质较多的特点，可以采用自动反冲洗过滤器等。此外，换热器5可设计对应的排污装置以便进行排污。
32.在掺水管道2上可以设置温度传感器和流量传感器(未图示)，温度传感器和流量传感器可以设置在第一管道21和第二管道22的出口端。温度传感器和流量传感器分别用于对加热后的掺水的温度和流量进行监测，其中冬季掺水温度可以控制为70
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75℃，夏季掺水温度可以控制为65
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70℃。
33.集油管道4主要用于将掺水后油气水混合物或油水混合物输送至场站进行分离；可以理解，集油管道4的进口端与油井井口7连通，集油管道4的出口端与分离器连通。分离器主要用于对油气水混合物或油水混合物进行分离，可以根据混合物的类型选用适宜的分离器，对于油气水混合物可以采用油气水三相分离器，对于油气混合物可以采用油水分离器。进一步地，在油气水三相分离器或油水分离器9的进口端可以设置计量分离器8。
34.本实施例的油井掺水集油系统还包括回水管道10，回水管道10的进口端与油气水三相分离器或油水分离器9的出水口连通，回水管道10的出口端与加热炉1的进口端连通。
经分离器分离的水通过回水管道10回至加热炉1中作为掺水继续使用。此外，油井掺水集油系统还可以包括回注水管道11，回注水管道11的进口端与回水管道10连通，回注水管道11的出口端通过净化装置12与注水井13连通；此时，分离器分离的水分为两部分，一部分经过净化处理后通过注水井13回注到地下，另一部分通过加热炉1加热后形成高温掺水送往油井井口7。
35.如图2所示，在电厂供热管网供热系统中，清水经生水泵18送至软化水处理装置19中进行软化处理，软化处理后的软化水储存在软化水箱20中，经补水泵23送至锅炉14中进行加热，加热后的水经分水缸15送至各个热用户17，热用户17出水经回水缸16经循环水泵24送至锅炉14进行循环，同时锅炉14水经管网接至一级供热管网。可以在电厂供热管网的主管道上安装供热支线管道，此时换热器5的热介质进口可以通过供热支线管道与电厂供热管网连通。通过设计用热电厂为居民供暖的途经供热管用来替换燃气锅炉，能为油田集输过程提供所需热量，替代油田集输过程天然气加热炉，进而实现碳零排放，并保证安全供热。
36.本实施例的油井掺水集油系统在掺水管道2上设置相互并联的第一管道21和第二管道22，在第一管道21上设有阀门，在第二管道22上设有换热器5，换热器5的热介质进口与电厂供热管网连通，该油井掺水集油系统在第一管道21上的阀门关闭时能够利用热电厂供暖途经为油田集输过程提供所需热量，从而替代了油田集输过程天然气加热炉，减少了天然气消耗量，实现了碳零排放，保证了安全供热，能够有效地起到保护环境等作用。
37.实施例2
38.本实施例采用实施例1的油井掺水集油系统进行掺水集油。按照一座转油站计算：可替代目前油田生产供热直燃天然气锅炉1519兆瓦，释放天然气产能11.91亿立方米/年，减少燃气锅炉维护1亿元/年，增加天热气销售收入20.83亿元，每年可为油田直接创造效益21.83亿元左右。
39.本实施例通过在途经转油站就近的供热管网主管道上开孔安装供热支线管道，在转油站附近建设一座换热器间，将二合一燃气炉内分离出的水引入换热站，经过换热后将达到生产需求的热水送回到原有掺水管路，保证循环伴热，同时替代场站取暖锅炉，同时设计换热器排污、就地和远方控制功能，将电厂与石油工业强强联合，转变了生产方式，保证了国家天然气能源安全，释放了油田产能，实现了高质量发展、节能减排和绿色发展，对助力经济社会及企业可持续发展具有重要的推动作用。
40.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。