Скважинный жидкостный нагреватель

Скважинный жидкостный нагреватель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к нефтяной промышленности . Цель изобретения - повышение надежности работы за счет интенсификации процесса горения. Скважинный жидкостный нагреватель состоит из корпуса 1 камеры сгорания, содержащей перфорированную форкамеру, выполненную из последовательно размещенных, вложенных в друг друга с зазором 3 секций 2, снабженных наружными зэаихрителями 4 на внешней поверхности сопл 5. В кспьце (Л С 10 ю VI о XI чэ

СО!ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Е 21 В 43/25

ГОСУДАРСТВЕН.ЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

Oi L » ii, 2

ki - ."Ч

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4405301/03 (22) 07.04.89 (46) 15.02.91. Бюл. N 6 (71) Институт геологии и геохимии горючих ископаемых АН УССР (72) A.Е.Степанчиков, О.В,Гвоэдевич и

Ю.В.Стефаник (53) 622.276(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 156512, кл. Е 21 В 43/24, 1963.

Авторское свидетельство СССР

N. 205852, кл. Е 21 8 43/25, 1967, »5U, „1627679 А1 (54) СКВАЖИ Н Н Ы Й ЖИД КОСТН Ы Й НАГРЕВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к нефтяной промышленности. Цель изобретения — повышение надежности работы эа счет интенсификации процесса горения. Скважинный жидкостный нагреватель состоит иэ корпуса 1 камеры сгорания, содержащей перфорированную форкамеру, выполненную из последовательно размещенных, вложенных в друг друга с зазором 3 секций 2, снабженных наружными зааихрителями 4 на внешней поверхности сопл 5, В ксльцеЪ

1О

М ч с)

1 О

1627679 вом пространстве между корпусом 1 и секциями 2 расположены с зазором между собой колпаки 6, образующие кольцевой зазор 7 (дозатор), для ввода топливовоздушной смеси. Площадь сечения зазора 7 равна площади сечения зазора 3 между секциями

2, На колпаках 6 установлены завихрители

8, Завихрители 4 и завихрители 8 направлены навстречу друг другу, Ниже форкамеры размещена жаровая труба 9, Над форкамерой установлен запальный узел 10 с дозироИзобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию для добычи нефти с применением тепла, Цель изобретения — повышение надежности работы за счет интенсификации процесса горения.

На фиг. 1 схематично показан скважинный жидкостный нагреватель, разрез; на фиг. 2 — выполнение колпака-питателя с кольцевым зазором-дозатором, разрез.

Скважинный жидкостный нагреватель состоит иэ корпуса 1 камеры сгорания, включающий перфорированную форкамеру, выполненную из воронкообразных секций

2, входящих с зазором 3 одна в другую и снабженных завихрителями 4 на внешней поверхности сопл 5 секций 2, В кольцевом пространстве между корпусом 1 и многосекционной форкамерой вокруг каждой секции

2 расположены с зазором между собой колпаки 6, образующие с форкамерой кольцевой зазор 7 для ввода топливовоздушной смеси. Площадь сечения зазора 7 равна площади сечения зазора 3 между секциями 2 форкамеры, Нг внешней поверхности колпака 6 установлены завихрители 8, которые направлены в противоположную сторону к завихрителям 4 многосекционной форкамеры. Ниже форкамеры размещена жаровая труба 9, образующая с форкамерой камеру сгорания скважинного жидкостного нагревателя. В верхней части форкамеры установлен запальный узел: электрозапал 10 с дозировочным отверстием 11 для ввода в форкамеру топлива . Запальный узел спускают в форкамеру на кабеле 12 внутри колонны труб 13 до посадки в конусное гнездо

14. Выше форкамеры и запального узла расположен сепаратор 15 топливовоэдушной смеси для разделения потоков смеси по нагревателю.

Скважинный жидкостный нагреватель работает следующим образом.

Топливовоздушная смесь подается на забой в камеру сгорания с поверхности по

45 ванным отверстием 11 для ввода топлива.

Над запальным узлом 10 размещен сепаратор 15. В процессе работы часть смеси при выходе из сепаратора 15 выводится в кольцевое пространство между корпусом 1 и колпаками 6 и через зазор-дозатор 7 входит через зазоры 3 внутрь форкамеры. Интенсификация горения смеси достигается эа счет ее равномерного распределения вдоль жаровой трубы 9. 2 ил. колонне труб 13 и поступает в сепаратор 15, где происходит перераспределение потока топливовоздушной смеси.

Жидкое топливо и более богатая топливовоздушная смесь через доэировочное отверстие 11 в запальном узле поступает в перфорированный пальник электрозапала

10, в котором разделяется на два потока.

Основная часть смеси, выходя из его торца, движется в центре многосекционной форкамеры. Незначительная часть топлива через боковые отверстия пальника поступает внутрь первой секции 2 форкамеры, где socпламеняется от раскаленной электроспирали, размещенной вокруг перфорированного пальника электрозапала 10, Наличие "дежурного" очага горения в первой секции 2 служит стабилизатором горения основного потока топливовоздуш ной смеси, поступающей иэ торцового отверстия пальника.

Часть топливовоздушной смеси при выходе из сепаратора 15 выводится через его боковые отверстия в кольцевое пространство между корпусом 1 камеры сгорания и колпаками 6, Благодаря эавихрителям 8топливовоздушной смеси придается вращательное движение, что способствует частичному отделению жидкой фазы из смеси, которая продолжает двигаться по внутренней стенке корпуса 1 вниз, попадая внутрь жаровой трубы 9. Одновременно топливовоздушная смесь подается через кольцевой зазор между колпаками 6 (в нижней его части) и далее, двигаясь вверх по зазору-дозатору 7, входит через зазоры 3 между секциями 2 внутрь форкамеры. Для достижения оптимальной пропускной способности топливовоздушной смеси в форкамеру необходимо равенство площадей зазоров кольцевого пространства 7 между колпаками 6 и форкамерой, с Одной стороны, и зазора 3 между секциями 2.

На входе топливовоздушной смеси в колпаки-питатели 6 за счет резкого разворота потока происходит дополнительная сепарация смеси, что также позволяет ввести в

1627679 форкамеру обедненную смесь, а основной поток топлива направить в жаровую трубу 9.

Часть топлива, которая поступает под колпак 6, испаряется в результате контакта с высокотемпературной стенкой 2 и вводится 5 в форкамеру в испаренном виде. Этим достигается эффективное сжигание как основного потока топлива, поступающего из запального узла, так и испаренного топлива, рассредотачиваемо<о по кг)лпакам 6 и 10 поступающего внутрь многосекционной форкамеры по ее длине.

Интенсификация процесса горения топлива в жаровой трубе 9 достигается тем, что на внешней поверхности колпаков 6 уста- 15

I

9, но и способсг<)у<01 лу-<шему сr)ec образованию в последней, IocKÎльку поток горя 2 3 чих дымгаэов, подаваемый в жаровую трубу

9 из форкаГл()рь<, Ll и )TQK обогащенной Гоп л,lnoBoздушной сгле:и, входящии в ж tj)()B) Iã..

Груг)у 9 и:, кольr

П Р 0 Т И В () П 0 Л ) ) K I I Ы Е < Г Ãi ) О I I Ь< .

<, )к<1м Об.,; < "1. При<;B!I 1<.-, .<Г) Г г

;. aa;SOI аМИ-до);1 Oit.);,1< 3 сгс

1)opKc<лер 1.0ээсля .i ча ть

КОГО Оплrlfl 3 сbf)etcè ° <3 жаг<г< с< (<г< ; ЛИ <УЯ фОР КсI< . .))<.,I -:Г Г ... : f tl" «1, ", !,:.

В

НО Ра. СЫЛ. гв И !IOgt,

С i <)аНГ Г<)Е, :ОЛГ)с< "OB i 1) <:! Р<

:;, 3(3»(«о;,.ь j3

УВЕЛИЧЕНИ 1Т ПЛ«вой МОI)<НО< i i.,», Г С

rO жидкОС нсг ) <а.-<;. ч;);.ля

1 ЕХ НИКΠ— Э YО

C(3CT

)чадежг<ос«е

В Кс)ЧЕС1 В I:fL i ji 1 дЭЭИро< i <1» <.f 1< Cst фо<)К- )f i(P С L1Cf ОЛЬ 30:! i! . 1 Ki )illa :QB

r-1< ). pаaс МО11)Е; Ь Cf)L3<с,с<;51г р<:)К<)Ч р-ii (<<

Приr:ер. Ы Г <)n<-i !.IL. -. л,, бо-,ы нагре, . Г<-«f .:с lп< чу j-.1, < и д

ГООЮЧЕГО(КQPOСИНО) И В(, СД,<Ла, НЕ <5 «,1, 1, при с00 но<<ен,: к р<.сина 50;, . Bu,i- 5, духа - 1000 t " < ч лам()т<л с1. 1.) аэ,)«.; л рас;од воздуха «одобра;л:., сл. Нгл ния « ОС) ЕД)

/, Т0.ГЛ Ii1a <дС, av "/ Ч), с а.. .КЕ <. уЧLf"„1 .;-ЕНИЯ В WdpOВО.1 1.:„бЕ П<)И:.. — 1,)дн.,кс пропускная способность воздуха через отверстие 3 форкамеры обеспечиваег в последней стабильное горение 50 л/ч топлива при а = 0,8-0,9 (это заданный нами режим рабаты аппарата). В сепараторе 15 смесь разделяется: 45 n/÷ керосина через отверстие — дозатор 11 запального устройства (его пропускная способность 50 л/ч) поступает в форкамеру и воспламеняется электрозапалом, При этом часть воздуха из кожуха 1 через зазоры 7 и 3 каждых секций поступает в форкамеру для сжигания топлива в заданном нами режиме (в данном случае (х меньше 1), а остальной воздух подается в жаровую трубу 9, Под колпаки вместе с воздухом попадает и незначительное количество топлива (т.е. 10% керосина. которь<е вынес поток воздуха иэ сепаратора

15). Эти 5 n/÷ в основном вводятся в жаровую трубу 5<иже последней секции форкамеры, После работы горелки некоторое время

3 р("ки<ле запуска (0,5--1 ч) увеличивают подл <у ropfoчего е нагреватель с 50 л/ч до

100 л/ч, f!å изменяя расход воздуха. При

-<Г<»: Отвергт<10 дозатор 11 пропускает в

; -1:. (1г:, -« ti "-.. -., 4. а ос)альные 50л/ч г:ь < .), я 3<,;)дуло<Я я корпус,<агреват(; ).

Р« "с« 3 Г И < Я СЕПаРаЦИЯ 1! < Г Г<<), L

Р..»<И ) :.: В Li Нэкг" Q РаэВОРОr;, г««) . 1<;.1:«; t t,, <„1, KU lil. K<1, Т.. Гlо . tr-;(ñÃ,Ir(i .:, < ф )гк, I;. ору пс;i ает

; б<), .<01<.ij, Li воздух <. It< б.)ло< 10";(топли, f ",« „3-<ц "< I B К . ОГ) <с<3 1.. 10< СОСта i i« <

« „, tcn;:(,i. л (! I(:fj t;е» ду секциями форка.:<)Ы Lt !S".<)Д<, СЯ Я ПОДГО I C

;»: . i.,.. 1K l:L1,1, но ра <ыленп, г одогрето и ч«. I ич< < . )<>с)нс 0<С<5 КОНTак1е cQ cTBHKa г. и .10;)<:;":.>! i "< глЯ:<Одпiлткa фог каглеры

«.: н;3<))»;01 с;;3() ;льности горения в неи.

DL

14! л,) TBK»<е в р,)спы<)е<<ном на зави, рителЯл Bl д . Р .)ц с53 в ":а<)овую труb)<, Где 5 -13(. t«LI1.:но с.к<1< )ется при активном

ii(aj)еглс iinai i и с вь сакотемпературным

j3, i<ó . i" И i

„с <")Л Г бр!3BQI- УВЕЛИЧЕН.ia раСХСда т«п<<ин . " ." Нже гся f-jd I )дежност<1 работы

;: .а.t,l)íf.o,i г,);. :лки, л аст ости, íà pabo e

;<)<);„„.л(<рьк I. ocj:.);;;ку вло,< h нее воздуха

"BTc 1!L<)aL1j)oB0RfIL зазорами 7, а

i <1p 1 Q «!5101

1627679

Следовательно, защитный колпак является своего рода дополнительным сепаратором, предохраняющим секции форкамеры от пе еобогащения горючей смеси избыточным топливом, не нарушая установленный в форкамере режим работы (а меньше 1).

Естественно, режим работы аппарата мохет быть выбран и другим. верхности секций, сепаратором топливовоздушной смеси, установленным над перфорированной форкамерой с размещенным в ней запальным узлом, имеющим дозатор

5 смеси, и жаровую трубу, установленную ниже форкамеры, отличающийся тем, что. с целью повышения надежности работы за счет интенсификации процесса горения, он снабжен установленными на воронкооб10 разных секциях с зазором колпаками, выполненными с наружными эавихрителями, при этом эавихрители колпаков и завихрители воронкообразных секций направлены навстречу друг другу, а зазор между колпа15 ками и воронкообразными секциями образует дозатор, площадь сечения которого, райна площади сечения зазора между воронкообразными секциями.

Формула изобретения

Скважинный жидкостный нагреватель, содержащий корпус камеры сгорания с размещенными в нем перфорированной форкамерой, выполненной из воронкообразных последовательно Г-эмещенных, вложенных друг в друга с зазором секций с завихрителями, установленными на наружной поФиг. 2

Составитель В.Борискина

Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик

Редактор М.Товтин

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 322 Тираж 360 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5