一种稠油集输降粘装置及稠油集输降粘方法

文档序号:32046 发布日期:2021-09-24 浏览:52次 >En<

阅读说明:本技术 一种稠油集输降粘装置及稠油集输降粘方法 (Thick oil gathering and transportation viscosity reduction device and thick oil gathering and transportation viscosity reduction method ) 是由 刘东燕 于 2021-07-30 设计创作,主要内容包括:本说明书公开一种稠油集输降粘装置及稠油集输降粘方法,包括:沿第一方向延伸的管体,其内部用于容纳稠油,管体沿第一方向具有相对的第一端和第二端,稠油能从第一端流向第二端;金属护管,围设在管体外,金属护管在第一方向上的长度大于或等于管体在第一方向上的长度;金属护管上设有靠近第一端的第一通孔;微波发射件,设于金属护管外;辐射天线,设于金属护管和管体之间的环形空间内,辐射天线具有相对的第三端和第四端,第三端靠近第一端,第四端靠近第二端;波导,一端与微波发射件相连,另一端与辐射天线的第三端相连。本说明书所提供的稠油集输降粘装置及稠油集输降粘方法,能够对集输的稠油进行加热,绿色环保,热效率高。(The specification discloses a viscosity reduction device and a viscosity reduction method for thick oil gathering and transportation, which comprise the following steps: the thick oil pipe comprises a pipe body extending along a first direction, wherein thick oil is contained in the pipe body, the pipe body is provided with a first end and a second end which are opposite to each other along the first direction, and the thick oil can flow from the first end to the second end; the metal protective pipe is arranged outside the pipe body in a surrounding mode, and the length of the metal protective pipe in the first direction is larger than or equal to that of the pipe body in the first direction; the metal protective pipe is provided with a first through hole close to the first end; the microwave emitting piece is arranged outside the metal protection pipe; the radiation antenna is arranged in an annular space between the metal protective pipe and the pipe body and is provided with a third end and a fourth end which are opposite, the third end is close to the first end, and the fourth end is close to the second end; and one end of the waveguide is connected with the microwave emitting piece, and the other end of the waveguide is connected with the third end of the radiation antenna. The thick oil gathering and transportation viscosity reduction device and the thick oil gathering and transportation viscosity reduction method provided by the specification can heat the gathered and transported thick oil, are green and environment-friendly, and have high thermal efficiency.)

一种稠油集输降粘装置及稠油集输降粘方法

技术领域

本说明书涉及稠油集输

技术领域

,尤其涉及一种稠油集输降粘装置及稠油 集输降粘方法。

背景技术

本部分的描述仅提供与本说明书公开相关的背景信息,而不构成现有技术。

稠油油藏是指地层温度下脱气原油粘度大于100厘泊的油藏,在我国辽河油 田、新疆吐哈油田、克拉玛依油田等有大面积分布;稠油的最大特点就是不易 流动,这就给稠油集输带来了很大的难题,解决稠油流动性最好的办法就是通 过加温的方式使其粘度降低。目前最常用的集输方法是通过热水伴热集输,在 集输管线内的稠油中混入热水,通过热交换提高稠油温度达到降粘效果,最后 再进行油水分离,需要使用锅炉加热一定量的热水,对于边远井热量难以持续 提供,燃煤锅炉烧热水对环境造成一定污染,并且热量转化率不高。

应该注意,上面对技术背景的介绍只是为了方便对本说明书的技术方案进 行清楚、完整的说明,并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为 这些方案在本说明书的

背景技术

部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域 技术人员所公知。

发明内容

鉴于现有技术的不足,本说明书的一个目的是提供一种稠油集输降粘装置 及稠油集输降粘方法,能够对集输的稠油进行加热,绿色环保,热效率高。

为达到上述目的,本说明书实施方式提供一种稠油集输降粘装置,包括:

沿第一方向延伸的管体,其内部用于容纳稠油,所述管体沿所述第一方向 具有相对的第一端和第二端,所述稠油能从所述第一端流向所述第二端;

金属护管,围设在所述管体外,所述金属护管在所述第一方向上的长度大 于或等于所述管体在所述第一方向上的长度;所述金属护管上设有第一通孔, 相比于所述第二端,所述第一通孔靠近所述第一端;

微波发射件,设于所述金属护管外,用于发射微波;

辐射天线,设于所述金属护管和所述管体之间的环形空间内,所述辐射天 线具有相对的第三端和第四端,所述第三端比所述第四端靠近所述第一端,所 述第四端比所述第三端靠近所述第二端;

波导,一端与所述微波发射件相连,另一端与所述辐射天线的第三端相连, 所述波导通过所述第一通孔与所述辐射天线的第三端相连,所述波导的尺寸与 所述第一通孔的尺寸相等。

作为一种优选的实施方式,所述稠油集输降粘装置还包括与所述微波发射 件电连接的太阳能供电机构,用于为所述微波发射件供电。

作为一种优选的实施方式,所述太阳能供电机构包括太阳能电池板和蓄电 池,所述太阳能电池板将太阳能转换为电能存储到所述蓄电池,所述蓄电池和 所述微波发射件电连接,为所述微波发射件供电。

作为一种优选的实施方式,所述微波发射件和所述太阳能供电机构通过支 架支撑在地面。

作为一种优选的实施方式,所述管体的材料为聚四氟乙烯。

作为一种优选的实施方式,所述辐射天线沿所述第一方向延伸。

作为一种优选的实施方式,所述管体的第一端和第二端设有连接机构,用 于将所述管体与地面上的稠油集输管线相连。

作为一种优选的实施方式,所述稠油集输管线上间隔设有多个所述稠油集 输降粘装置。

本说明书实施方式还提供一种稠油集输降粘方法,采用如上任一种实施方 式所述的稠油集输降粘装置,所述稠油集输降粘方法包括以下步骤:

确定所述稠油集输降粘装置的安装位置;

将位于所述安装位置的集输管线替换为两根连接管线;

将所述稠油集输降粘装置的管体的第一端和第二端分别与所述两根连接管 线相连;其中,两根所述连接管线的长度和所述稠油集输降粘装置的管体长度 之和等于被替换的所述集输管线的长度。

有益效果:本实施方式所提供的稠油集输降粘装置,通过设置用于发射微 波的微波发射件,并设置波导、辐射天线将微波导入管体外的金属护管内,从 而可以利用微波对管体内的稠油进行加热,实现通过微波加热稠油降粘达到便 于集输的目的,绿色环保,热效率高。

参照后文的说明和附图,详细公开了本说明书的特定实施方式,指明了本 说明书的原理可以被采用的方式。应该理解,本说明书的实施方式在范围上并 不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或 更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实 施方式中的特征。

应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的 存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描 述中的附图仅仅是本说明书的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付 出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实施方式中所提供的一种稠油集输降粘装置的结构示意图;

图2为本实施方式中所提供的一种稠油集输降粘方法的步骤流程图。

附图标记说明:

1、第一连接管线;2、连接机构;3、管体;31、第一端;32、第二端;4、 金属护管;5、第二连接管线;6、辐射天线;61、第三端;62、第四端;7、太 阳能供电机构;8、微波发射件;9、波导;X、第一方向。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案,下面将结合 本说明书实施例中的附图,对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地 描述,显然,所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例,而不是全部的实 施例。基于本说明书中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动 的前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本说明书保护的范围。

需要说明的是,当元件被称为“设置于”另一个元件,它可以直接在另一 个元件上或者也可以存在居中的另一个元件。当一个元件被认为是“连接”另 一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中另一个元件。 本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述 只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本说明书的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本说明书的说明书中所使用 的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本说明书。本文 所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组 合。

由于通过热水伴热集输具有热量转化率不高、不环保等缺点,而利用微波 对稠油进行加热具有很多优点,因此本申请提供的稠油集输降粘装置采用微波 加热稠油,使得稠油温度升高,达到降粘的效果。利用微波对稠油进行加热降 粘的优点具体如下:

1、能均匀加热稠油。微波能够穿透一定深度而达到材料内部,致使材料吸 收微波后产生介质损耗而被加热,可以达到内部和表面同时加热的效果,即“体 加热”,具有均匀性的优点,能避免出现稠油表面粘度降低,而内部粘度很高的 情况。

2、热效率高。物料吸收微波能量的转换率高,达95%以上,而一般的蒸汽 加热热能转换率仅为15%左右。

3、加热速度快,加热时间短。因为是体加热,内外均匀一致,不需要热传 导,可以短时间内达到均匀加热。

请参阅图1。本说明书实施方式提供的稠油集输降粘装置,可以包括管体3、 金属护管4、微波发射件8、辐射天线6和波导9。

其中,管体3沿第一方向X延伸。管体3内部用于容纳稠油。管体3沿第 一方向X具有相对的第一端31和第二端32。稠油能从第一端31流向第二端 32。微波发射件8设于金属护管4外,用于发射微波。金属护管4围设在管体 3外,用于将微波限制在其内部。金属护管4在第一方向X上的长度大于或等 于管体3在第一方向X上的长度。具体的,金属护管4在第一方向X上能覆盖 整个管体3。金属护管4上设有第一通孔(未在图中示出),相比于第二端32,第一通孔更靠近第一端31。

辐射天线6设于金属护管4和管体3之间的环形空间内。辐射天线6具有 相对的第三端61和第四端62。第三端61比第四端62更靠近第一端31,第四 端62比第三端61更靠近第二端32。波导9的一端与微波发射件8相连,另一 端与辐射天线6的第三端61相连。波导9通过第一通孔进入金属护管4和管体 3之间的环形空间内,从而能与辐射天线6的第三端61相连。波导9的尺寸与 第一通孔的尺寸相等。

本实施方式所提供的稠油集输降粘装置,通过设置用于发射微波的微波发 射件8,并设置波导9、辐射天线6将微波导入管体3外的金属护管4内,从而 可以利用微波对管体3内的稠油进行加热,实现通过微波加热稠油降粘达到便 于集输的目的,绿色环保,热效率高。

在本实施方式中,第一方向X可以为平行于地面的方向,地面上的稠油集 输管线也可以沿第一方向X延伸,稠油集输管线内的稠油流动方向也可以为第 一方向X。优选的,金属护管4和管体3同轴设置,从而使金属护管4和管体 3之间的环形空间为均匀的圆环柱状,能使微波更均匀地加热稠油。

优选的,所述第一通孔的形状和波导9的外形保持一致,可以为正方形、 圆形或其他形状,本申请对此不作限制。并且,第一通孔的尺寸和波导9的尺 寸相等,保证金属护管4在第一通孔处不会有缝隙,从而保证金属护管4能将 微波限制在其内部。

在本实施方式中,稠油集输降粘装置还可以包括与微波发射件8电连接的 太阳能供电机构7,用于为微波发射件8供电,从而无需使用电缆接电,使整 个装置更加环保节能、结构合理、连线简单。在一种具体的实施例中,可以通 过支架将微波发射件8和太阳能供电机构7支撑在地面。

具体的,太阳能供电机构7可以包括太阳能电池板和蓄电池。太阳能电池 板将太阳能转换为电能存储到蓄电池。蓄电池和微波发射件8电连接,为微波 发射件8供电。通过设置太阳能电池板和蓄电池,可以存储由太阳能转换为的 电能,从而可以在任意时间使用存储的电能,不受天气的限制。

在本实施方式中,管体3的材料需保证一定的强度,并且微波发射件8发 射的微波能够辐射到该管体3内。考虑到聚四氟乙烯优良的稳定性,以及价格 较为合理,管体3的材料优选为聚四氟乙烯。当然,管体3可以选用其他材料, 本申请对此不作唯一的限定。

在本实施方式中,辐射天线6沿第一方向X延伸,从而可以将微波更好、 更均匀地辐射到管体3内。管体3的第一端31和第二端32可以设有连接机构 2,用于将管体3与地面上的稠油集输管线相连。

优选的,辐射天线6可以为多根,沿管体3周向间隔均匀地分布,每根辐 射天线6沿第一方向X延伸,且一端与波导9相连,从而可以使微波更均匀地 被辐射到管体3内。

在一种具体的实施方式中,连接机构2可以包括螺栓和螺母。管体3和集 输管线的连接处可以设置用于容纳螺栓的安装孔,螺栓穿过安装孔,再将螺母 拧到螺栓上并拧紧,从而实现管体3和集输管线的连接。

在本实施方式中,稠油集输管线上可以间隔设有多个稠油集输降粘装置, 相当于隔一段时间对集输管线内的稠油进行能量补充。具体的,可以根据需要 确定间隔距离的具体数值,例如可以通过计算得到在稠油集输管线上安装稠油 集输降粘装置的合适位置,避免设置的稠油集输降粘装置过多,保证具有较好 降粘效果的同时节约资源。

相邻的稠油集输降粘装置的距离可以不同,根据稠油集输管线至井口的不 同距离,调整相邻的稠油集输降粘装置的距离,以在设置合理数量的稠油集输 降粘装置的同时,获得最好的降粘效果。具体的,离井口越远,相邻的稠油集 输降粘装置的距离越小。因而,本稠油集输降粘装置尤其适用于边远井。

优选的,金属护管4外围设有保温层,从而对管体3进行保温,进一步提 高本稠油集输降粘装置的加热效率。

在一种具体的应用场景中,微波发射件8发射的微波通过波导9传递到辐 射天线6,然后穿过管体3辐射到管内的稠油中,辐射天线6外设有金属护套, 防止微波向外侧辐射,造成能量浪费。同时金属护管4外层设有保温层,可以 防止热量散失。

如图2所示,本申请还提供一种稠油集输降粘装置的稠油集输降粘方法, 所述稠油集输降粘装置为上述任一种实施方式中的稠油集输降粘装置,所述稠 油集输降粘方法包括以下步骤:

步骤S100:确定稠油集输降粘装置的安装位置。

步骤S200:将位于安装位置的集输管线替换为两根连接管线。

步骤S300:将稠油集输降粘装置的管体3的第一端31和第二端32分别与 两根连接管线相连。

其中,两根连接管线的长度和稠油集输降粘装置的管体3长度之和等于被 替换的集输管线的长度。在步骤S200中,如图1所示,将位于安装位置的集输 管线替换为第一连接管线1和第二连接管线5。第一连接管线1、第二连接管线 5和管体3的长度之和等于被替换的集输管线的长度。

在本实施方式中,该方法实施方式与装置实施方式相对应,其能够实现装 置实施方式所解决的技术问题,相应的达到装置实施方式的技术效果,具体的 本申请在此不再赘述。

在上述步骤S100中,确定稠油集输降粘装置的安装位置,具体可以包括: 获取稠油集输管线内稠油的实际温度,将所述实际温度低于预定温度处作为所 述安装位置。在该处安装好一个稠油集输降粘装置(即执行完步骤S200、S300) 后,继续获取该降粘装置下游的稠油实际温度,将实际温度低于预定温度处继 续作为所述安装位置,安装第二个稠油集输降粘装置。如此循环设置,直至到 达稠油集输管线的末端。

在另一个可行的实施方式中,可以预先测试并获得一个稠油集输降粘装置 能加热的稠油集输管线的有效长度。在所述有效长度内,稠油集输管线内的稠 油都能被该稠油集输降粘装置加热在预定温度以上,超过该有效长度的稠油集 输管线内的稠油温度在预定温度以下。从而可以将稠油集输管线上间隔有效长 度的各处作为安装位置,即,在稠油集输管线上间隔有效长度设置多个稠油集 输降粘装置。

本申请实施方式提供的稠油集输降粘装置结构简单,连接方便;本申请实 施方式提供的降粘方法操作简单,绿色环保,加热效率高。

需要说明的是,在本说明书的描述中,术语“第一”、“第二”等仅用于描 述目的和区别类似的对象,两者之间并不存在先后顺序,也不能理解为指示或 暗示相对重要性。此外,在本说明书的描述中,除非另有说明,“多个”的含 义是两个或两个以上。

披露的所有文章和参考资料,包括专利申请和出版物,出于各种目的通过 援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成 分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、 部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或 步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这 里通过使用术语“可以”,旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可 选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来 提供。另选地,单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、 成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个” 并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解,以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读 上述描述,在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员 来说都将是显而易见的。因此,本教导的范围不应该参照上述描述来确定,而 是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。 出于全面之目的,所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合 在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃 该主体内容,也不应该认为发明人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一 部分。

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