[发明专利]一种防止油田加热炉火管结垢的装置

说明书

技术领域

本发明属于油田开采领域，具体涉及一种防止油田加热炉火管结垢的装置。

背景技术

直接式火筒加热炉，简称火筒炉，是油田上广泛使用的加热设备，用以加热油田生产中的多相混合物（包括原油，水，固体泥沙及其他杂质，以下简称混合液），其中火管是加热炉的主要加热装置，燃料在火管内部由一侧的燃烧器点燃、燃烧，管外混合液与火管外壁对流换热。这种加热炉具有以下缺点：首先，火管表面混合液流动速度较慢，热量传递不及时；火管沿轴向的受热极不均匀，靠近燃烧器侧的火管壁温较高。其次，由于混合液直接接触火管外壁，泥沙会堆积在火管上表面，混合液中的钙、镁无机盐也会受热析出，聚集在火管表面形成硬垢。此外，随着油田开发程度的深入，三次采油技术的应用，尤其是油田注聚、注三元后，油田采出液的成分和性质变化较大，粘度增加，极易结成污垢，进一步恶化了火管的工作环境。实际生产中发现，结垢烧损的最严重部位发生在火管耐火砖出口300～500mm的上部，污垢厚度可达50mm。这是因为此处火管壁面温度较高，混合液中的泥沙、有机物杂质等易于受热析出，造成结垢，进一步恶化传热，最终使得此处的钢制避免始终承受高温，机械强度下降，易发生变形、鼓包。

为解决以上问题，专利CN201416415Y提出“一种油田加热炉的节能防垢装置”，在火管表面安装一体化套筒与喷射器，通过在火管表面建立流动避免结垢。但该装置不适用于带有外加强圈的火管，且一体化结构无法拆卸，难于清理和维修。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种防止油田加热炉火管结垢的装置，该装置能够在具有外加强圈的火管表面形成强烈冲刷，强化换热，同时防止污垢沉积，且能够拆卸，可实现定期清理维修。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种防止油田加热炉火管结垢的装置，包括包覆于油田加热炉火管4上半部分的半圆柱状火管外壳8，所述半圆柱状火管外壳8与油田加热炉火管4上表面形成沿油田加热炉火管4周向和轴向的半圆环形连续夹套空间，在半圆环形连续夹套空间的进口侧设置半圆环形集箱3，并沿半圆环形集箱3周向布置多个喷嘴5，喷嘴5的喷向朝向半圆柱状火管外壳8内，所述半圆环形集箱3和来液管道连接，在所述半圆柱状火管外壳8位于油田加热炉火管4的火管加强圈10处形成半圆环形凸起11，并在半圆环形凸起11两端向半圆柱状火管外壳8内侧、火管加强圈10的前后分别设置前导流板15和后导流板16。

所述半圆柱状火管外壳8在混合液进口侧及油田加热炉火管4两侧与焊接在油田加热炉火管4表面的扁钢通过螺栓13固定，并加以密封。

采用两种提供高压油水混合液的方式，一种是水泵6置于油田加热炉1之外，抽取油田加热炉1内低压混合液，经水泵6加压后形成高压油水混合液进入半圆环形集箱3；另一种是喷射泵7置于油田加热炉1内部，浸没于油田加热炉1内的混合液内，从进口阀门9进入油田加热炉1的高压油水混合液进入喷射泵7，吸取油田加热炉1内的低压液体并混合后，进入半圆环形集箱3。

所述前导流板15和后导流板16根据加强圈10前后流动情况，取不同的长度c及安装角度α。

所述前导流板15和后导流板16焊接在半圆柱状火管外壳8内。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

（1）本发明适合于带有外加强圈的油田加热炉火管，有效的防止火管结垢、鼓包，延长油田加热炉的安全工作周期。

（2）本发明通过在火管加强圈前、后安装导流板，有效冲刷火管加强圈前后区域，避免杂质沉积与结垢。

（3）本发明火管加强圈前、后导流板的长度及安装角度根据流动情况计算确定，可确保火管加强圈前后无冲刷死区。

（4）本发明安装在油田加热炉火管表面，安装后可拆卸，可定期清理、维修，保证油田加热炉的长期安全工作。

（5）本发明根据油田加热炉实际工作情况采用不同的给水装置，保证对油田加热炉火管的有效冲刷，避免过冷沸腾，保证装置工作的稳定可靠。

附图说明：

图1为本发明一种防止油田加热炉火管结垢的装置示意图。

图2为本发明一种防止油田加热炉火管结垢装置进口侧局部剖视图。

图3为本发明一种防止油田加热炉火管结垢的装置火管加强圈处剖视图。

图4为本发明一种防止油田加热炉火管结垢的装置整体示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：