[实用新型]油田井口用水源热泵供热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种油井采集的原油、水、气混合介质用的加热升温装置，特别是一种利用水源热泵集热技术和换热器来替代水套炉加热油井采集的混合介质的油田井口用水源热泵供热装置。也可作为其它调温场所的冷热源。

背景技术

目前，在油田采油现场的油井井口采集的原油、水、气混合介质及其集输站(联合站)，需要将混合介质加热升温，以防流经井口装置或集输站的混合介质粘结或冻凝，来确保输油管线畅通。传统加热装置一般采用燃煤、燃油、燃气的水套炉或电加热的方式来实现混合介质的加热升温。这不仅造成大量的有限资源燃料、电能的浪费，而且水套炉燃烧器等加热装置还会带来危及设备和人身安全的隐患，燃料燃烧不充分既浪费资源，又严重的环境污染。因此，对水套炉的改造已成为科技人员努力攻关的主要课题。尽管水源热泵集热技术的开发利用已在供暖、养殖、种殖等行业得到推广应用，但受其水源热泵机组的集热井的结构存在的易堵塞缺陷的限制，该项技术推广受到影响，至今还未能在油田得到使用。这种集热技术是以水为介质，采用水源热泵机组来实现对地热资源的提取，而且不会消耗和污染被提取热量的水资源，也不会造成地质结构的改变，是一种将地热采集技术与成熟的热泵技术集合在一起的换热技术。水源热泵机组就是利用集热井对地下水进行热交换的集能装置。水源热泵机组的集热井按其回灌的设置分布，可分为单管井(即在同一口管井中完成抽水、回灌任务)和多管井(即一口管井抽水、多口管井回灌)。单管井主要是在受地形、地质条件的限制不能另设回灌井的情况下设置的，这虽然可节省打回灌井的费用，但是其打井深度和回灌条件的要求较高，井管内抽水、回灌水之间需要设置隔离条件较高的密封装置，密封不好会影响对地下水的热量提取，造成水资源热量的浪费。在有条件的地方设置多管井，多管井的回灌井设置的多，回水效率高，可是打井的费用也高。现有热泵机组的各种集热井的回灌部分因井管中的沉砂、悬浮污物的堵塞，不仅会导致提热后的回水不能及时回灌或根本无法回灌，而且影响集热井的正常运行，同时不可避免地会造成移砂、地面塌陷、污染环境、水资源热量的浪费等后果。国内、外曾针对上述问题提出一些解决堵塞的技术方案，如公告号为CN2606868Y的“一种地热水开采及回灌系统”，采用对井回灌开采，即抽水管井、回灌管井的双管井模式，但其回灌水系统较为复杂，不能解决井管堵塞的问题。公告号为2646629Y的“自控式地热水回灌装置”，在单管井的筒体壁上径向分布3～12个内置出水轴杆的圆孔，这些出水轴杆上有与阀门连动的连接杆。阀门控制抽水和回灌，通过增加出水轴孔的出水孔和筒壁上的圆孔的数量及层数来提高回灌效率，其出水轴杆的结构复杂，加工比较困难，仍然解决不了井管堵塞的问题。公告号为CN2742349Y的“对井模式开采地下水使用能量后的尾水回灌过滤系统”，包括在开采井与回灌井之间安装多级过滤组，每级过滤组由三～七个过滤器组成。公告号为CN1306226C的“用于地热第三系砂岩回灌的井口系统”，主要采用两级以并联方式构成的粗过滤器组和精过滤器组与加压回灌泵和强制排气罐串接组成回灌系统。公开号为CN1844796A的“双井轮换抽灌的换能装置”，包括双井和安装在双井中的井管、潜水泵以及与潜水泵连通的换能器，井管安装在双井内。工作时，抽水井内形成低压室，回灌井内形成高压室，地下水在双井高、低压力差的作用下，于双井之间及周边的各层地下砂层中作回转循环运动。上述公开的对井回灌、阀门控制回灌、尾水回灌过滤系统、双井压力差回灌等措施，因对回灌水层底部沉积的细砂和附在管壁上的悬浮物无法彻底清除，且结构设计比较复杂，故不仅增加了运行成本和维护费用，而且防堵效果不好，井管堵塞还会造成单管井或回灌井的报废，限制了其推广，因此，也影响其在油田采油井的应用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种油田井口用水源热泵供热装置，它整体结构设计合理，操作简便，能从根本上解决现有技术中存在的能源浪费和限制水源热泵集热技术的发展等问题，采用可再生能源，无环境污染，明显节约一次性能源，显著降低运行成本和维护费用，提高油井运行稳定性和安全可靠性。