一种膜式壁状注汽工作站及其使用方法与流程

1.本发明涉及石油行业热力开采设备技术领域，具体为一种膜式壁状注汽工作站及其使用方法。


背景技术：

2.注汽锅炉是油田稠油开采的核心设备，它产生高温高压的蒸汽，并将注汽干度为高于80%的蒸汽注入油井中，热量传递给油层以降低油层中原油的粘度，从而提升稠油的采收率。按装载方式，注汽锅炉可分为固定式和车载式两种，在蒸汽吞吐、蒸汽驱等热力采油工艺中有着广泛应用。
3.目前注汽量在100t/h的注汽方式采用循环流化床锅炉，建造成本高，场地要求高，占地面积大，现场安装困难，且不能搬运；注汽锅炉在运行中过程中，燃烧产生的烟气中夹杂有水汽，若不对烟气进行处理，水汽容易凝结排不出去，进而导致注汽锅炉中冷凝水积聚严重，最后造成炉子不能正常工作。


技术实现要素：

4.本发明针对现有的技术存在的上述问题，提供了一种膜式壁状注汽工作站，该工作站在可以满足大吨位注汽量的同时，实现了可分拆运输、可就地组装成大功率工作站的要求，具体实施方式如下：一种膜式壁状注汽工作站，包括辐射段、对流段、烟气冷凝组件、烟囱、烟气汇集组件和燃烧器，烟气汇集组件与不少于一台的辐射段连通，辐射段整体呈方形膜式壁状结构，辐射段的前端连接有燃烧器，烟气汇集组件的顶部并列安装有与辐射段同等数量台的对流段，且对流段的进水口连通于外接柱塞泵的出水口，对流段的出汽口与辐射段的进汽口相接，辐射段的出汽口与蒸汽出口管汇连接，辐射段与对流段的管束之间通过法兰连接为串联结构，两者最底层的管束处均设有排液口，排液口通过阀门汇集至总排污管线。
5.进一步的，辐射段、烟气汇集组件和燃烧器均设置于撬座上，辐射段内置温度传感器和压力传感器，且两者与燃烧器均电性接于控制系统。
6.辐射段包括向上开口状的箱体，其顶部设置有顶板，箱体内侧设有膜式的方形水冷壁，方形水冷壁单侧侧面处沿宽度方向开设有装配口，其顶部沿高度方向开设有竖向导通的方形开口，且方形水冷壁的顶板还固设有多个吊装座。
7.进一步的，方形水冷壁的侧面通过装配口沿长度方向等距插入有多块片状水冷壁，片状水冷壁包括两块竖向设置的水冷侧壁，两水冷侧壁之间布设有多根换热管束，且各片状水冷壁的换热管束之间首尾相接。
8.对流段为模块化的卧式方形箱体结构，其内侧由四排光管及数排翅片管组成，并通过弯头连接成单回程管束，且光管布置于对流换热模块的首部。
9.烟气汇集组件包括汇集箱，其向上开设有排烟口，其两侧沿宽度方向开设有与辐射段同等数量个的进烟口。
10.烟气冷凝组件包括竖向导通的锥状壳体，锥状壳体内侧固定安装有积液箱，两者之间夹设有缩颈盘管，缩颈盘管的两端设置为出液口和进液口，且缩颈盘管沿竖向向上呈逐渐缩颈状。
11.进一步的，积液箱包括锥状座，锥状座底部开设有积液腔，锥状座的斜面上开设有与积液腔导通的导液口，且积液腔底部向外导出有排废口。
12.一种膜式壁状注汽工作站的使用方法，包括以下步骤：步骤s100、控制系统控制注水管路向对流段和辐射段的管束内注水，从进液口向缩颈盘管内打入冷却液；步骤s200、控制系统控制燃烧器开启燃烧并对换热管束内的水体进行加热。水气化后形成蒸汽，并通过蒸汽出口管汇向外导出；步骤s300、燃烧器燃烧产生的烟气在箱体内聚集，排出时烟气经过烟气汇集组件；步骤s400、各箱体产生的烟气分别由进烟口导入汇集箱内，充分混合后，向上经过排烟口导出；步骤s500、烟气从排烟口向上进入对流段，并对对流段中管束内的水体进行预热；步骤s600、烟气从对流段向上导入锥状壳体内，烟气中夹杂有气态的水分，水分在缩颈盘管中冷却液的作用下液化，并经由锥状座进入积液腔，随后由排废口对外排出。
13.本发明的有益技术效果是：1.本发明结构简单、紧凑、合理，能够分成模块进行运输，提高了运输效率，使得运输更加方便快捷；2.本发明中辐射段采用方形膜式壁状结构，使得注汽工作站的受热面布置充裕，结构紧凑，锅炉的出力足；3.本发明中的各个组件在厂内生产时就可以模块化制造，使制造变的快捷高效；4.本发明中将各个组件模块化运输至现场进行组装，锅炉现场安装变得简单，按照图纸将各模块吊装到位拼装即可，极大的缩短了锅炉安装的周期，保证了锅炉的安装质量；5.本发明中利用烟气汇集组件对烟气中的水汽进行处理，使其完全液化，并经由积液箱定向排出，提高注汽工作站运行的稳定性。
附图说明
14.图1是本发明的结构示意图；图2是本发明中辐射段的结构示意图；图3是本发明中方形水冷壁的结构示意图；图4是本发明中片状水冷壁的结构示意图；图5是本发明中烟气汇集组件的结构示意图；图6是本发明中烟气冷凝组件的结构示意图；图7是本发明中烟气冷凝组件结构的剖示图。
15.附图标记说明：1、辐射段，2、对流段，3、烟气冷凝组件，4、烟囱，5、烟气汇集组件，6、燃烧器，7、控制系统，8、撬座，
11、箱体，12、顶板，13、片状水冷壁，14、方形水冷壁，131、换热管束，132、水冷侧壁，141、方形开口，142、装配口，143、吊装座，31、锥状壳体，32、缩颈盘管，33、积液箱，321、出液口，322、进液口，331、锥状座，332、积液腔，333、排废口，334、导液口，51、汇集箱，52、进烟口，53、排烟口。
具体实施方式
16.下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
17.同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
18.实施例1，结合图1和图2，本实施例公开了一种膜式壁状注汽工作站，包括辐射段1、对流段2、烟气冷凝组件3、烟囱4、烟气汇集组件5和燃烧器6，通过将各组件模块化，以提高运输效率，使得运输和组装更加方便快捷。
19.结合图2，烟气汇集组件5与不少于一台的辐射段1连通，辐射段1整体呈方形膜式壁状结构，辐射段1的前端连接有燃烧器6，烟气汇集组件5的顶部并列安装有与辐射段1同等数量台的对流段2，且对流段2的进水口连通于外接柱塞泵的出水口，对流段2的出汽口与辐射段1的进汽口相接，辐射段1的出汽口与蒸汽出口管汇连接，本结构中辐射段1与对流段2的管束之间通过法兰连接为串联结构，两者最底层的管束处均设有排液口，排液口通过阀门汇集至总排污管线。
20.辐射段1、烟气汇集组件5和燃烧器6均设置于撬座8上，辐射段1内置温度传感器和压力传感器，且两者与燃烧器6均电性接于控制系统7。
21.结合图3和图4，辐射段1包括向上开口状的箱体11，其顶部设置有顶板12，箱体11内侧设有膜式的方形水冷壁14，方形水冷壁14单侧侧面处沿宽度方向开设有装配口142，其顶部沿高度方向开设有竖向导通的方形开口141，且方形水冷壁14的顶板还固设有多个吊装座143，本结构中方形水冷壁14的侧面通过装配口142沿长度方向等距插入有多块片状水冷壁13，本结构中片状水冷壁13包括两块竖向设置的水冷侧壁132，两水冷侧壁132之间布设有多根换热管束131，且各片状水冷壁13的换热管束131之间首尾相接。
22.对流段2为模块化的卧式方形箱体结构，其内侧由四排光管及数排翅片管组成，并通过弯头连接成单回程管束，且光管布置于对流换热模块的首部，本结构中的管束错列布置，烟气在经过对流段2时由下至上对管束进行横向冲刷，管束中的水由上至下进行逆流换热，可以最大限度的提高换热效率。
23.结合图5，烟气汇集组件5包括汇集箱51，其向上开设有排烟口53，其两侧沿宽度方
向开设有与辐射段1同等数量个的进烟口52。
24.结合图6和图7，烟气冷凝组件3包括竖向导通的锥状壳体31，锥状壳体31内侧固定安装有积液箱33，两者之间夹设有缩颈盘管32，缩颈盘管的两端设置为出液口321和进液口322，且缩颈盘管32沿竖向向上呈逐渐缩颈状，本结构中积液箱33包括锥状座331，锥状座331底部开设有积液腔332，锥状座331的斜面上开设有与积液腔332导通的导液口334，且积液腔332底部向外导出有排废口333，烟气在锥状壳体31与积液箱33之间运输，且运输口径越来越小，可以提高其与缩颈盘管32之间的换热效率。
25.实施例2，结合图1和图7，本实施例公开了一种膜式壁状注汽工作站的使用方法，包括以下步骤：步骤s100、控制系统7控制注水管路向对流段2和辐射段1的管束内注水，从进液口322向缩颈盘管32内打入冷却液；步骤s200、控制系统7控制燃烧器6开启燃烧并对换热管束131内的水体进行加热。水气化后形成蒸汽，并通过蒸汽出口管汇向外导出；步骤s300、燃烧器6燃烧产生的烟气在箱体11内聚集，排出时烟气经过烟气汇集组件5；步骤s400、各箱体11产生的烟气分别由进烟口52导入汇集箱51内，充分混合后，向上经过排烟口53导出；步骤s500、烟气从排烟口53向上进入对流段2，并对对流段2中管束内的水体进行预热；步骤s600、烟气从对流段2向上导入锥状壳体31内，烟气中夹杂有气态的水分，水分在缩颈盘管32中冷却液的作用下液化，并经由锥状座331进入积液腔332，随后由排废口333对外排出。
26.不脱离本发明的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本发明不限于特定的实施方式，本发明的范围由所附权利要求限定。