[发明专利]配风器管路注水式高压燃烧方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油热力开采的高压混合气体发生装置的一种方法，属于石油开采设备的技术领域。

背景技术

石油的开采工艺大致可分为一次采油、二次采油及多次采油。蒸汽采油则是典型的多次采油工艺。蒸汽采油是利用热能的升温效应来降低原油的粘度，同时也在一定程度上增加油层的压力，从而提高油井的石油采收率。

从20世纪80年代初以来，我国油田运用蒸汽热采技术的实践表明，该技术较适用于800m以上地层中油层的低开采周期范围。其开采过程中，地层压力不断下降，当开采到了6～8周期以后，油井地层压力失去了70％～90％，即失去了热采所必需的势能，导致油井低采能，尤其是大量稠油井进入热采高周期后，因低于热采经济界限而被迫关井停采。

以高压蒸汽锅炉为技术特征的蒸汽热采工艺还存在许多不足。例如：排烟不仅造成较大热损失，还造成环境污染；设备投资及运行成本高；特别是整套设备的移动性极差，难以适应油井分散作业的要求。

针对蒸汽热采技术对热采高周期、深油层、粘稠油藏采收的不足，近些年又提出一种新的原油热采工艺技术——复合介质(即烟气水蒸汽的混合气)热采法，也称为气-汽热采，或简称为混合气热采。

与上述蒸汽锅炉热采技术相比，中国专利申请号为CN00210830.5，名称为《稠油热采蒸汽、燃气混合注气装置》、中国专利申请号为CN03278103.2，名称为《石油热采混合气注气装置》、中国专利申请号为CN200420054883.6，名称为《多功能高压高效燃烧器》相继在各方面都有了一定的改进。但是，这些专利装置在结构设计方面仍然存在不足之处，给实际应用带来不少困难。典型的是：燃烧室内温度过高(2000℃左右)，在油井背压较高的条件下(实际情况通常如此)，导致①燃烧室中火焰高温中心逐渐移向头部的迎火面，头部容易被烧损(如迎火端面、点火器点火头，油喷嘴雾化器等)；②燃烧段耐火内衬在高温高压(2000℃、16MPa)下容易产生爆裂、剥蚀现象，致使耐火内衬的使用效果显著下降，因而使燃烧器(或注气器)的使用寿命大大缩短(有时不足一个注气工作日)。如此等等，最终导致注气装置运行的可靠性和经济性受到严重影响。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是为石油尤其是稠油的开采提供一种可靠性强、易于操作、使用期长的注水式高压燃烧方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种配风器管路注水式高压燃烧方法，该方法用于一注水式高压燃烧装置，该注水式高压燃烧装置包括头部、燃烧段、混合段三个部分，其中，燃烧段位于该注水式高压燃烧器的中间，燃烧段的一端与头部连接，另一端与混合段连接；在头部中设有配风器、设置在配风器上的注水口，油喷嘴、点火器，风帽；燃烧段为一个圆筒状结构，其中间是燃烧室，燃烧室外侧是隔热套，隔热套外侧是冷却水套，冷却水套上设有冷却水套进口接头；混合段为一个空心的柱状，其中间空心的部分是混合室，混合室中设有消音罩，该混合段与燃烧段相接的一端设有调温器，在调温器处设有调温器进口接头、缩口衬套，缩口衬套一端与调温器进口接头与相接，另一端与消音罩相接；出口法兰位于混合段的外端；

该注水式高压燃烧方法包括如下步骤：

从注水口注入水，燃油从油喷嘴进入燃烧室，压缩空气从配风器进入燃烧室所述注入的水与压缩空气一起喷入燃烧室，使燃烧室内的温度从2000℃左右下降到1500～1600℃；点火器的工作端也通向燃烧室，燃油和空气进入燃烧室后雾化混合，由点火器点燃，完全燃烧后产生高温高压烟气，从配风器管路注入一定量的水后吸收部分燃烧热，然后进入调温器与冷却水汇合；另有一股水由燃烧段中设置的冷却水套的进口接头进入冷却水套，再由的冷却水套出口经调温器的喷孔进入调温器内与高温高压烟气汇合，这股混合气流经缩口衬套进入消音罩，消音减振后进入混合室，混合均匀后由出口法兰进入油井管道。

优选的，注入水后，燃烧段的工作温度为1500℃-1600℃。

有益效果：

1、由于注入水量吸收了一定量的燃烧热，大大降低了燃烧段内的工作温度(由不注水的2000℃左右下降到注水后的1500～1600℃)。头部和燃烧段本体以及混合气发生装置主要部件的工作温度都能保持在材料的许可范围内，从而有效地提高了该装置的工作稳定性，延长了持续工作周期，使得该装置能够成为有效投放市场的定型产品。