高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法

《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》涉及油田注汽锅炉技术领域，是一种高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法。

截至2008年8月，中国国内已开始大规模进行超稠油开发，在超稠油注汽开发工艺中，要求注汽锅炉的出口蒸汽干度达到100％，而使用的油田注汽锅炉的出口蒸汽干度都在80％左右，因此无法满足超稠油开发的注汽工艺要求。为了满足超稠油开发的注汽工艺要求，一般需要另外增加至少一套对蒸汽的加热装置，这样既增加了能耗又增加了操作和管理工作，从而增加了成本。

附图1为《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》最佳实施例的主视结构示意图。

附图2为《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》最佳实施例的工艺流程原理示意图。

附图中的编码分别为：1为蒸汽排空管，2为给水泵，3为辐射段，4为汽水分离器，5为过渡段，6为蒸汽过热器，7为烟箱和烟囱，8为安装座，9为燃烧器，10为对流段进口管，11为对流段出口管，12为辐射段出口管，13为分离蒸汽出口管，14为过热器出口管，15为蒸汽出口管，16为掺混器，17为分离水出口管，18为混合蒸汽出口管，19为对流段。

2016年12月7日，《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》获得第十八届中国专利优秀奖。 2100433B

下面结合实施例及附图对《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》作进一步描述：

如附图1、2所示，该高干度油田注汽锅炉包括辐射段3、对流段19和过渡段5，辐射段3的进口与燃烧器9的出口相连通，还包括炉体、给水泵2和汽水分离器4；在对流段19与过渡段5之间的炉体内固定安装有蒸汽过热器6；对流段进口管10的进水口与给水泵2的出水口相连通，对流段进口管10的出水口与对流段19上端的进水口相连通；对流段出口管11的进口与对流段19下端的出口相连通，对流段出口管11的出口与辐射段3的进口相连通，辐射段出口管12的进口与辐射段3的出口相连通，辐射段出口管12的出口与汽水分离器4下端的进口相连通，分离蒸汽出口管13的进口与汽水分离器4顶部的出口相连通，分离蒸汽出口管13的出汽口与蒸汽过热器6的进汽口相连通，过热器出口管14的进汽口与蒸汽过热器6的出汽口相连通，过热器出口管14的出汽口与蒸汽出口管15的进汽口相连通。

可根据实际需要，对上述高干度油田注汽锅炉作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，汽水分离器4的下方有掺混器16，掺混器16的顶部低于汽水分离器4的底部，分离水出口管17的进水口与汽水分离器4底部的出水口相连通，分离水出口管17的出水口与掺混器16的进水口相连通，掺混器16的进汽口与过热器出口管14的出汽口相连通，掺混器16的出汽口与混合蒸汽出口管18的进汽口相连通，而混合蒸汽出口管18的出汽口与蒸汽出口管15的进汽口相连通。

如附图1、2所示，在炉体内的上部有对流段19，在炉体内的下部有过渡段5，在炉体的上端安装有烟箱和烟囱7；在炉体的前部有辐射段3，在炉体的尾部有安装座8；辐射段3的出口与炉体下部过渡段5的进口相连通；在安装座8上固定安装有汽水分离器4；或者，在安装座8上固定安装有汽水分离器4和掺混器16。

如附图1、2所示，过热器出口管14的出汽口的一端与蒸汽出口管15的进汽口相连通，过热器出口管14的出汽口的另一端与蒸汽排空管1的进汽口相连通。

如附图1、2所示，混合蒸汽出口管18的出汽口的一端与蒸汽出口管15的进汽口相连通，混合蒸汽出口管18的出汽口的另一端与蒸汽排空管1的进汽口相连通。

如附图1、2所示，汽水分离器4采用立式汽水分离器，立式汽水分离器为2008年8月之前公知的立式汽水分离器，其可使分离出的蒸汽干度达到99％以上。

以上技术特征构成了《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》高干度油田注汽锅炉的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》高干度蒸汽生产方法是利用高干度油田注汽锅炉按下述步骤进行的：软化水经给水泵2增压后，经对流段进口管10进入到对流段19，在对流段19内进行初步加热，其次由对流段出口管11进入到辐射段3，在辐射段3内进一步加热至75％至80％干度的湿饱和蒸汽，再由辐射段出口管12进入到汽水分离器4，在汽水分离器4内进行汽水分离，分离出的干度达99％的蒸汽，蒸汽由分离蒸汽出口管13进入到蒸汽过热器6内加热至过热，然后由过热器出口管14进入到掺混器16内；由汽水分离器4分离出的高浓度含盐饱和水由分离水出口管17进入掺混器16内；在掺混器16中，汽水分离器4分离出来的饱和水与蒸汽过热器6出来的过热蒸汽进行掺混，利用过热蒸汽将饱和水加热并完全汽化，形成干度100％的微过热蒸汽后，由混合蒸汽出口管18输出至蒸汽出口管15后注入油井，在混合蒸汽出口管18后加装了蒸汽排空管1，已备紧急排空之用。

高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法专利目的

《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》提供了一种高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法，克服了上述2008年8月之前技术之不足，其能有效解决蒸汽干度不能达到超稠油注汽开发所需要蒸汽干度标准的问题，其结构合理而紧凑，提高了热效率，降低了能耗，降低了生产成本，能满足超稠油开发的注汽工艺的要求。

高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法技术方案

《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种高干度油田注汽锅炉，包括辐射段、对流段和过渡段，辐射段的进口与燃烧器的出口相连通，还包括炉体、给水泵和汽水分离器；在对流段与过渡段之间的炉体内固定安装有蒸汽过热器；对流段进口管的进水口与给水泵的出水口相连通，对流段进口管的出水口与对流段上端的进水口相连通；对流段出口管的进口与对流段下端的出口相连通，对流段出口管的出口与辐射段的进口相连通，辐射段出口管的进口与辐射段的出口相连通，辐射段出口管的出口与汽水分离器下端的进口相连通，分离蒸汽出口管的进口与汽水分离器顶部的出口相连通，分离蒸汽出口管的出汽口与蒸汽过热器的进汽口相连通，过热器出口管的进汽口与蒸汽过热器的出汽口相连通，过热器出口管的出汽口与蒸汽出口管的进汽口相连通。

《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》的技术方案之二是通过以下措施来实现的：利用上述的高干度油田注汽锅炉的高干度蒸汽生产方法是按下述步骤进行的：软化水经给水泵增压后，经对流段进口管进入到对流段，在对流段内进行初步加热，其次由对流段出口管进入到辐射段，在辐射段内进一步加热至75％至80％干度的湿饱和蒸汽，再由辐射段出口管进入到汽水分离器，在汽水分离器内进行汽水分离，分离出的干度达99％的蒸汽，蒸汽由分离蒸汽出口管进入到蒸汽过热器内加热至过热，然后由过热器出口管进入到掺混器内；由汽水分离器分离出的高浓度含盐饱和水由分离水出口管进入掺混器内；在掺混器中，汽水分离器分离出来的饱和水与蒸汽过热器出来的过热蒸汽进行掺混，利用过热蒸汽将饱和水加热并完全汽化，形成干度100％的微过热蒸汽后，由混合蒸汽出口管输出至蒸汽出口管。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述汽水分离器的下方可有掺混器，掺混器的顶部低于汽水分离器的底部，分离水出口管的进水口与汽水分离器底部的出水口相连通，分离水出口管的出水口与掺混器的进水口相连通，掺混器的进汽口与过热器出口管的出汽口相连通，掺混器的出汽口与混合蒸汽出口管的进汽口相连通，而混合蒸汽出口管的出汽口与蒸汽出口管的进汽口相连通。

上述炉体内的上部可有对流段，在炉体内的下部有过渡段，在炉体的上端安装有烟箱和烟囱；在炉体的前部有辐射段，在炉体的尾部有安装座；辐射段的出口与炉体下部过渡段的进口相连通；在安装座上固定安装有汽水分离器。

上述炉体内的上部可有对流段，在炉体内的下部有过渡段，在炉体的上端安装有烟箱和烟囱；在炉体的前部有辐射段，在炉体的尾部有安装座；辐射段的出口与炉体下部过渡段的进口相连通；在安装座上固定安装有汽水分离器和掺混器。

上述过热器出口管的出汽口的一端可与蒸汽出口相连通，过热器出口管的出汽口的另一端与蒸汽排空管的进汽口相连通。

上述混合蒸汽出口管的出汽口的一端可与蒸汽出口相连通，混合蒸汽出口管的出汽口的另一端与蒸汽排空管的进汽口相连通。

上述汽水分离器可采用立式汽水分离器。

高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法改善效果

《高干度油田注汽锅炉和高干度蒸汽生产方法》结构合理而紧凑，使用方便，能使蒸汽干度达到100％，并有一定的过热度，能满足超稠油开发的注汽工艺要求，因此极大地提高了超稠油开发注汽的工作效率，提高了热效率，降低了能耗，降低了生产成本。

1、一种高干度油田注汽锅炉，包括辐射段、对流段和过渡段，辐射段的进口与燃烧器的出口相连通，其特征在于包括炉体、给水泵和汽水分离器；在对流段与过渡段之间的炉体内固定安装有蒸汽过热器；对流段进口管的进水口与给水泵的出水口相连通，对流段进口管的出水口与对流段上端的进水口相连通；对流段出口管的进口与对流段下端的出口相连通，对流段出口管的出口与辐射段的进口相连通，辐射段出口管的进口与辐射段的出口相连通，辐射段出口管的出口与汽水分离器下端的进口相连通，分离蒸汽出口管的进口与汽水分离器顶部的出口相连通，分离蒸汽出口管的出汽口与蒸汽过热器的进汽口相连通，过热器出口管的进汽口与蒸汽过热器的出汽口相连通，过热器出口管的出汽口与蒸汽出口管的进汽口相连通。

2、根据权利要求1所述的高干度油田注汽锅炉，其特征在于汽水分离器的下方有掺混器，掺混器的顶部低于汽水分离器的底部，分离水出口管的进水口与汽水分离器底部的出水口相连通，分离水出口管的出水口与掺混器的进水口相连通，掺混器的进汽口与过热器出口管的出汽口相连通，掺混器的出汽口与混合蒸汽出口管的进汽口相连通，而混合蒸汽出口管的出汽口与蒸汽出口管的进汽口相连通。

3、根据权利要求1所述的高干度油田注汽锅炉，其特征在于炉体内的上部有对流段，在炉体内的下部有过渡段，在炉体的上端安装有烟箱和烟囱；在炉体的前部有辐射段，在炉体的尾部有安装座；辐射段的出口与炉体下部过渡段的进口相连通；在安装座上固定安装有汽水分离器。

4、根据权利要求2所述的高干度油田注汽锅炉，其特征在于炉体内的上部有对流段，在炉体内的下部有过渡段，在炉体的上端安装有烟箱和烟囱；在炉体的前部有辐射段，在炉体的尾部有安装座；辐射段的出口与炉体下部过渡段的进口相连通；在安装座上固定安装有汽水分离器和掺混器。

5、根据权利要求1或3所述的高干度油田注汽锅炉，其特征在于过热器出口管的出汽口的一端与蒸汽出口相连通，过热器出口管的出汽口的另一端与蒸汽排空管的进汽口相连通。

6、根据权利要求2或4所述的高干度油田注汽锅炉，其特征在于混合蒸汽出口管的出汽口的一端与蒸汽出口相连通，混合蒸汽出口管的出汽口的另一端与蒸汽排空管的进汽口相连通。

7、根据权利要求5所述的高干度油田注汽锅炉，其特征在于汽水分离器采用立式汽水分离器。

8、根据权利要求6所述的高干度油田注汽锅炉，其特征在于汽水分离器采用立式汽水分离器。

9、一种根据权利要求2或4所述的高干度油田注汽锅炉的高干度蒸汽生产方法，其特征在于按下述步骤进行的：软化水经给水泵增压后，经对流段进口管进入到对流段，在对流段内进行初步加热，其次由对流段出口管进入到辐射段，在辐射段内进一步加热至75％至80％干度的湿饱和蒸汽，再由辐射段出口管进入到汽水分离器，在汽水分离器内进行汽水分离，分离出的干度达99％的蒸汽，蒸汽由分离蒸汽出口管进入到蒸汽过热器内加热至过热，然后由过热器出口管进入到掺混器内；由汽水分离器分离出的高浓度含盐饱和水由分离水出口管进入掺混器内；在掺混器中，汽水分离器分离出来的饱和水与蒸汽过热器出来的过热蒸汽进行掺混，利用过热蒸汽将饱和水加热并完全汽化，形成干度100％的微过热蒸汽后，由混合蒸汽出口管输出至蒸汽出口管。

10、一种根据权利要求8所述的高干度油田注汽锅炉的高干度蒸汽生产方法，其特征在于按下述步骤进行的：软化水经给水泵增压后，经对流段进口管进入到对流段，在对流段内进行初步加热，其次由对流段出口管进入到辐射段，在辐射段内进一步加热至75％至80％干度的湿饱和蒸汽，再由辐射段出口管进入到汽水分离器，在汽水分离器内进行汽水分离，分离出的干度达99％的蒸汽，蒸汽由分离蒸汽出口管进入到蒸汽过热器内加热至过热，然后由过热器出口管进入到掺混器内；由汽水分离器分离出的高浓度含盐饱和水由分离水出口管进入掺混器内；在掺混器中，汽水分离器分离出来的饱和水与蒸汽过热器出来的过热蒸汽进行掺混，利用过热蒸汽将饱和水加热并完全汽化，形成干度100％的微过热蒸汽后，由混合蒸汽出口管输出至蒸汽出口管。