專利名稱：注水式高壓燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于石油熱力開采的高壓混合氣體發(fā)生裝置，屬于石油開采設備的技術領域。
背景技術：
石油的開采工藝大致可分為一次采油、二次采油及多次采油。蒸汽采油則是典型 的多次采油工藝。蒸汽采油是利用熱能的升溫效應來降低原油的粘度，同時也在一定程度 上增加油層的壓力，從而提高油井的石油采收率。從20世紀80年代初以來，我國油田運用蒸汽熱采技術的實踐表明，該技術較適用 于800m以上地層中油層的低開采周期范圍。其開采過程中，地層壓力不斷下降，當開采到 了 6 8周期以后，油井地層壓力失去了 70% 90%，即失去了熱采所必需的勢能，導致油 井低采能，尤其是大量稠油井進入熱采高周期后，因低于熱采經(jīng)濟界限而被迫關井停采。以高壓蒸汽鍋爐為技術特征的蒸汽熱采工藝還存在許多不足。例如排煙不僅造 成較大熱損失，還造成環(huán)境污染；設備投資及運行成本高；特別是整套設備的移動性極差， 難以適應油井分散作業(yè)的要求。針對蒸汽熱采技術對熱采高周期、深油層、粘稠油藏采收的不足，近些年又提出一 種新的原油熱采工藝技術——復合介質(即煙氣水蒸汽的混合氣)熱采法，也稱為氣-汽 熱采，或簡稱為混合氣熱采。與上述蒸汽鍋爐熱采技術相比，中國專利申請?zhí)枮镃N00210830.5，名稱為《稠油熱 采蒸汽、燃氣混合注氣裝置》、中國專利申請?zhí)枮镃N03278103. 2，名稱為《石油熱采混合氣注 氣裝置》、中國專利申請?zhí)枮镃N200420054883. 6，名稱為《多功能高壓高效燃燒器》相繼在 各方面都有了一定的改進。但是，這些專利裝置在結構設計方面仍然存在不足之處，給實 際應用帶來不少困難。典型的是燃燒室內溫度過高(2000°C左右)，在油井背壓較高的條 件下(實際情況通常如此)，導致①燃燒室中火焰高溫中心逐漸移向頭部的迎火面，頭部容 易被燒損(如迎火端面、點火器點火頭，油噴嘴霧化器等)；②燃燒段耐火內襯在高溫高壓 (2000°CU6MPa)下容易產(chǎn)生爆裂、剝蝕現(xiàn)象，致使耐火內襯的使用效果顯著下降，因而使燃 燒器(或注氣器)的使用壽命大大縮短(有時不足一個注氣工作日)。如此等等，最終導致 注氣裝置運行的可靠性和經(jīng)濟性受到嚴重影響。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種可靠性強、易于操作、使設備壽命 顯著延長的注水式高壓燃燒器。技術方案為解決上述技術問題，本發(fā)明提供的技術方案為一種注水式高壓燃燒器，該注水式高壓燃燒器包括頭部、燃燒段、混合段三個部 分，其中，燃燒段位于該注水式高壓燃燒器的中間，燃燒段的一端與頭部連接，另一端與混 合段連接；在頭部中設有配風器、油噴嘴、注水孔，點火器，風帽；燃燒段為一個圓筒狀結構，其中間是燃燒室，燃燒室外側是隔熱套，隔熱套外側是冷卻水套，冷卻水套上設有冷卻 水套進口接頭；混合段為一個空心的柱狀，其中間空心的部分是混合室，混合室中設有消 音罩，該混合段與燃燒段相接的一端設有調溫器，在調溫器處設有調溫器進口接頭、縮口襯 套，縮口襯套一端與調溫器進口接頭與相接，另一端與消音罩相接；出口法蘭位于混合段的 外端。優(yōu)選的，從注水孔向燃燒室內注入一定量的水，可以使向燃燒室內的工作溫度從 約2000°C穩(wěn)定地下降為1500°C -1600°c。有益效果1、由于注入水量吸收了一定量的燃燒熱，大大降低了燃燒段內的工作溫度(由不 注水的2000°C左右下降到注水后的1500 1600°C )。頭部和燃燒段本體以及混合氣發(fā)生 裝置主要部件的工作溫度都能保持在材料的許可范圍內，從而有效地提高了該裝置的工作 穩(wěn)定性，延長了持續(xù)工作周期，使得該裝置能夠成為有效投放市場的定型產(chǎn)品。2、注水后，由于燃燒室內的工作溫度能保持在1500 1600°C，因此，仍然能夠保 證燃燒段室內的溫度水平，從而保證燃料的充分燃燒，其燃燒效率仍然能幾乎達到100%。 而且，注入水量及其所含熱量仍然保持在混合氣內，因此，仍然保持了該裝置的熱效率，使 該裝置可以實現(xiàn)高效、節(jié)能并長期安全運行。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖；頭部1，配風器2，油噴嘴3，注水孔4，點火器5，風帽6，燃燒段7，隔熱套8，冷卻水 套9，燃燒室10，調溫器進口接頭11，混合段12，消音罩13，混合室14，出口法蘭15，縮口襯 套16，調溫器17，冷卻水套進口接頭18 ；圖2是本發(fā)明燃燒器頭部的局部放大結構示意圖；頭部1，配風器2，油噴嘴3，注水孔4，點火器5，風帽6。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明做進一步說明。本發(fā)明的目的是提供一種石油熱采注氣高壓混合氣發(fā)生裝置，可為石油尤其是稠 油的開采創(chuàng)造出一種可靠性強、易于操作、使用期長(主要部件可以連續(xù)工作8000小時)、 節(jié)能高效的新裝置。該裝置利用柴油、原油、天然氣或液化氣與壓縮空氣燃燒后產(chǎn)生的高溫高壓煙氣 與水相混合，從而產(chǎn)生溫度、濕度可視要求調節(jié)的、主要由N2、C02、水蒸汽(H20)組成的混 合氣。該混合氣體發(fā)生裝置主要應用于石油的熱力開采，將該混合氣體發(fā)生裝置產(chǎn)生的混 合氣直接注入油井，可有效提高石油、特別是稠油的采收率，為一種替代傳統(tǒng)的以高壓蒸汽 鍋爐為技術特征的采油新工藝。參見圖1、圖2，本發(fā)明提供的注水式高壓燃燒器包括頭部1、燃燒段7、混合段12 三個部分，其中，燃燒段7位于該注水式高壓燃燒器的中間，燃燒段7的一端與頭部1連接， 另一端與混合段13連接；在頭部1中設有配風器2、油噴嘴3、注水孔4，點火器5，風帽6 ； 燃燒段7為一個圓筒狀結構，其中間是燃燒室10，燃燒室10外側是隔熱套8，隔熱套8外側是冷卻水套9，冷卻水套9上設有冷卻水套進口接頭18 ；混合段12為一個空心的柱狀，其中 間空心的部分是混合室14，混合室14中設有消音罩13，該混合段13與燃燒段7相接的一 端設有調溫器17，在調溫器17處設有調溫器進口接頭11、縮口襯套16，縮口襯套16—端與 調溫器進口接頭11與相接，另一端與消音罩13相接；出口法蘭15位于混合段13的外端。從注水孔4向燃燒室10內注入一定量的水，可以使向燃燒室10內的工作溫度從 約2000°C穩(wěn)定地下降為1500°C -1600°C。實施例如圖1、圖2所示，在該高壓燃燒器的頭部1設置在燃燒段7的端部，在頭部1與燃燒室10之間設有風帽6，在頭部1上分別設有配風器2、油噴嘴3、注水孔4、點火 器5 ；其中，注水孔4的外端與進水管連接，注水孔4的內端通過頭部1聯(lián)接燃燒室10 ；通過 該孔向燃燒室10內注入水。燃油從油噴嘴3進入燃燒室10，壓縮空氣從配風器2進入燃燒室10，點火器5的 工作端也通向燃燒室10。一定量的水從注水孔4注入到燃燒室10中。本實施例工作時，燃油和空氣進入燃燒室10后霧化混合，由點火器5點燃，完全燃 燒后產(chǎn)生高溫高壓煙氣，注入一定的水量吸收部分燃燒熱后，使燃燒室10內的工作溫度穩(wěn) 定在1500 1600°C，然后進入調溫器與冷卻水匯合。混合氣流經(jīng)縮口襯套16進入消音罩 13，消音減振后進入混合室14，混合均勻后由出口法蘭15進入油井管道。
權利要求
一種注水式高壓燃燒器，其特征在于該注水式高壓燃燒器包括頭部(1)、燃燒段(7)、混合段(12)三個部分，其中，燃燒段(7)位于該注水式高壓燃燒器的中間，燃燒段(7)的一端與頭部(1)連接，另一端與混合段(13)連接；在頭部(1)中設有配風器(2)、油噴嘴(3)、注水孔(4)，點火器(5)，風帽(6)；燃燒段(7)為一個圓筒狀結構，其中間是燃燒室(10)，燃燒室(10)外側是隔熱套(8)，隔熱套(8)外側是冷卻水套(9)，冷卻水套(9)上設有冷卻水套進口接頭(18)；混合段(12)為一個空心的柱狀，其中間空心的部分是混合室(14)，混合室(14)中設有消音罩(13)，該混合段(13)與燃燒段(7)相接的一端設有調溫器(17)，在調溫器(17)處設有調溫器進口接頭(11)、縮口襯套(16)，縮口襯套(16)一端與調溫器進口接頭(11)與相接，另一端與消音罩(13)相接；出口法蘭(15)位于混合段(13)的外端。
2.根據(jù)權利要求1所述的注水式高壓燃燒器，其特征在于從注水孔(4)向燃燒 室(10)內注入一定量的水，使向燃燒室(10)內的工作溫度從約2000°C穩(wěn)定地下降為 1500°C -1600°C。
全文摘要
本發(fā)明屬于石油開采設備的技術領域，提供了一種注水式高壓燃燒器，該注水式高壓燃燒器包括頭部(1)、燃燒段(7)、混合段(12)三個部分，其中，燃燒段(7)位于該注水式高壓燃燒器的中間，燃燒段(7)的一端與頭部(1)連接，另一端與混合段(13)連接；在頭部(1)中設有配風器(2)、油噴嘴(3)、注水孔(4)，點火器(5)，風帽(6)；燃燒段(7)為一個圓筒狀結構，其中間是燃燒室(10)，燃燒室(10)外側是隔熱套(8)，隔熱套(8)外側是冷卻水套(9)，冷卻水套(9)上設有冷卻水套進口接頭(18)。該注水式高壓燃燒器可靠性強、易于操作、使設備壽命顯著延長。
文檔編號E21B43/24GK101832552SQ201010140348
公開日2010年9月15日 申請日期2010年4月6日 優(yōu)先權日2010年4月6日
發(fā)明者郭宏偉, 魯維加 申請人:東南大學