Свердловинний рідинний нагрівач

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 заверителями 4 на внешней поверхности сэпл 5. В кольце р м і 162767Э вом пространстве между корпусом 1 и секциями 2 расположены с зазором между собой колпаки 6, образующие кольцевой зазор7(дозатор), для ввода топлиеовоздушной 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 дозиро Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к оборудованию для добычи нефти с применением тепла. Цель изобретения - повышение надеж- 5 ности работы за счет интенсификации процесса горения. На фиг. 1 схематично показан сквэжинный жидкостный нагреватель, разрез; на фиг. 2 - выполнение колпака-питателя с 10 кольцевым зазором-дозатором, разрез. Скважинный жидкостный нагреватель состоит из корпуса 1 камеры сгорания, включающий перфорированную форкамеру, выполненную из воронкообразных секций 15 2, входящих с зазором 3 одИа 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 20 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 25 форкамеры. На внешней поверхности колпака 6 установлены завихрители 8, которые направлены в противоположную сторону к завихрителям 4 многосекционной форкамеры. Ниже форкамеры размещена жаровая 30 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 35 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 топливовоздушной смеси, для разделения потоков Смеси по на- 40 гревателю. ванным отверстием 11 для ввода топлива. Над запальным узлом 10 размещек 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 за 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 дозировочное 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 Енутрь первой секции 2 форкамеры, где воспламеняется от раскаленной электроспирали, размещенной вокруг перфорированного пальника электрозапала 10 Наличие "дежурного" очага горения в первой секции 2 служит стабилизатором горения основного потока топливовоздушной смеси, поступающей из 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 завихрителям 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 б (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 з Скважинный жидкостный нагреватель колпаки-питатели 6 за счет резкого развороработает следующим образом. Топливовоздушная смесь подается на 45 та потока происходит дополнительная сепарация смеси, что также позволяет ввести в забой в камеру сгорания с поверхности по 1627679 форкамеру обедненную смесь, а основной пропускная способность воздуха через отпоток топлива направить в жаровую трубу 9. верстие 3 форкамеры обеспечивает в поЧасть топлива, которая поступает под колследней стабильное горение 50 л/ч топлива пак 6, испаряется в результате контакта с при а = 0,8-0,9 (это заданный нами режим высокотемпературной стенкой 2 и вводится 5 работы аппарата). В сепараторе 15 смесь в форкамеру в испаренном виде. Этим доразделяется: 45 л/ч керосина через отверстигается эффективное сжигание как основстие - дозатор 11 запального устройства ного потока топлива, поступающего из (его пропускная способность 50 л/ч) постузапального узла, так м испаренного топлипает в форкамеру и воспламеняется электва, рассредотачиваемого по колпакам 6 и 10 розапалом. При этом часть воздуха из поступающего внутрь многосекционной кожуха 1 через зазоры 7 и 3 каждых секций форкзмеры по ее длине, поступает в форкамеру для сжигания топлиИнтенсификация процесса горения топва в заданном нами режиме (в данном слулива в жаровой трубе 9 достигается тем, что чае а меньше 1), а остальной воздух \ІВ внешней поверхности колпаков 6 уста- 15 подается в жаровую трубу 9. Под колпаки новлены заверители 8 топливовоздушной вместе с воздухом попадает и незначительсмеси, которые не только позволяют рассреное количество топлива (т.е. 10% керосина, доточить топливо вплоть до жаровой трубы которые вынес поток воздуха из сепаратора 9, но и способствуют лучшему смесеобразо15). Эти 5 л/ч в основном вводятся в жаррванию в последней, поскольку поток горя- 20 вую трубу ниже последней секции форкамечих дымгззов, подаваемый в жаровую трубу ры. 9 из форкамеры, и поток обогащенной топПосле работы горелки некоторое время ливовоздушной смеси, входящий в жаровую а режиме запуска (0 5-1 ч) увеличивают потрубу 9 ис кольцевого пространства между дачу горючего в нагреватель с 50 л/ч до корпусом 1 и колпаками 6, направлены в 25 100 л/ч, не изменяя расход воздуха. При противоположные стороны. этом отверстие-дозатор 11 пропускает в Таким образом, применение колпаков б Форкамеру только 50 л/ч, а остальные50 л/ч с зазорами-дозаторами 7 вокруг секции 2 относятся воздухом в корпус нагревателя. форкамеры позволяет часть тяжелого жидЗдесь происходи! вторичная сепарация кого топлива сбросить а жаровую трубу 9, ЗС гоплит за счет вращения потока гмьги заминуя форкамеру, а часть топлива которую вихрителями 8 колпаков и резкого разворовводят внутрь форкаиеры, - предвари-ельта па*ока при входе под колпаки, т.із. ПО чо распылить и подогреть в кольцевом прозазору-дозатору 7, в форкаг.еру поступает странстве колпаков 6. Этим повышают обобщенный воздух с не более 10% топлинадежность работы камеры сгорзчж, .три 35 ва. находящегося о корг.усе 1. Это составляувеличении тепловой мощности скважи.;ноет 5 л/ч топлива и 400-450 м"/ч воздуха, го жидкостного нагревателя. причем дополнительное топливо равномерТехнико-экономические преимущества но распределяется между секциями форкапредлагаемого жидкостного нагревателя меры и вводится в подготовленном к состоят в обеспе .еиїли эффективного сжига- АО с '.танше виде: оно распылено, подогретой ния тяжелого жидкого топлива как в форкачастично испарено при контакте со стенкамере, так и в жаровой трубе. При этом ми форкзмеры. Та^чя подпитка форкамеры увеличение расхода топлива, которым повыне нарушает стабильности горения в ней. шают тепловую производительность скваОсновная часть дополнительного гоплиаа жинного нагревателя, HS снижает 45 (45 л/ч) также в распыленном на завихрите-. надежности его работы. лях виде вводится в жаровую >py6v. где интенсивно сжигается при активном В качестве примера дозирования смеси перемешивании с высокотемпературным" в форкамеру с ьспользовзиием колгпков воздухом и дымгэзом форкамеры. можно рассмотреть следующий режим работы скважинного жидкостного нагревате- 50 Таким образом, увеличение расхода ля. топлива не скажется на надежности работы П р и м е р . В начальный период ооооты скважкнной горелки, в частности, на раиоте нагревателя в колонну НІСТ подаю г смесь форкамеры, поскольку вход в нее воздуха горючего(керосиьа) \л воздуха, например, лимитируется дозировочными зазорами 7, а при соотношении; керосина - 50 л/ч и воз- 55 также перфорационными отверстиями 3 духа - 1000 M J /H. Заметим, что указанный форкамеры, а ос гааьная часть топ ли за ' количества вая а последней полное сжигание топлиьа топлива (до 100 л/ч), а та^же с учетом его при а Ьлизкой единице. горения а жаровой трубе при « = 1. Однако 1627679 8 Следовательно, защитный колпак является своего рода дополнительным сепаратором, предохраняющим секции форкамеры от пепеобогащения горючей смеси избыточным топливом, не нарушая установленный в форкамере режим работы (о. меньше 1). Естественно, режим работы аппарата мокет быть аыбран м другим. верхности секций, сепаратором топливовоздушной смеси, установленным над перфорированной форкамерой с размещенным в ней запальным узлом, имеющим дозатор смеси, и жаровую трубу, установленную нижи форкамеры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы за счет интенсификации процесса горения, он снабжен установленными на воронкообразных секциях с зазором колпаками, выФормула изобретения полненными с наружными заверителями, при этом завихрители колпаков и завихрмСкважинный жидкостный нагреватечь, тели воронкообразных секций направлены содержащий корпус камеры сгорзния с разнавстречу друг другу, а зазор между колпамещенными в нем перфорированной форкамерой, выполненной из воронкообразных 15 ками и воронкообразными секциями образует дозатор, площадь сечения ко горогої последовательно размещенных, вложенных равна площади сечения зазора между водруг в друга с зазором секций с завихритеронкообразными секциями. лями, установленными на наружной по фиг t Редактор М.Товтин Составитель В.Борискина Техред М.Моргентал Корректор М.Демчик Заказ 322 іираж 360 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, 4/5 Произсодственио-издзтельскмй комбинат "Патен-г", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101