[发明专利]注水式高压燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于石油热力开采的高压混合气体发生装置，属于石油开采设备的技术领域。

背景技术

石油的开采工艺大致可分为一次采油、二次采油及多次采油。蒸汽采油则是典型的多次采油工艺。蒸汽采油是利用热能的升温效应来降低原油的粘度，同时也在一定程度上增加油层的压力，从而提高油井的石油采收率。

从20世纪80年代初以来，我国油田运用蒸汽热采技术的实践表明，该技术较适用于800m以上地层中油层的低开采周期范围。其开采过程中，地层压力不断下降，当开采到了6～8周期以后，油井地层压力失去了70％～90％，即失去了热采所必需的势能，导致油井低采能，尤其是大量稠油井进入热采高周期后，因低于热采经济界限而被迫关井停采。

以高压蒸汽锅炉为技术特征的蒸汽热采工艺还存在许多不足。例如：排烟不仅造成较大热损失，还造成环境污染；设备投资及运行成本高；特别是整套设备的移动性极差，难以适应油井分散作业的要求。

针对蒸汽热采技术对热采高周期、深油层、粘稠油藏采收的不足，近些年又提出一种新的原油热采工艺技术——复合介质(即烟气水蒸汽的混合气)热采法，也称为气-汽热采，或简称为混合气热采。

与上述蒸汽锅炉热采技术相比，中国专利申请号为CN00210830.5，名称为《稠油热采蒸汽、燃气混合注气装置》、中国专利申请号为CN03278103.2，名称为《石油热采混合气注气装置》、中国专利申请号为CN200420054883.6，名称为《多功能高压高效燃烧器》相继在各方面都有了一定的改进。但是，这些专利装置在结构设计方面仍然存在不足之处，给实际应用带来不少困难。典型的是：燃烧室内温度过高(2000℃左右)，在油井背压较高的条件下(实际情况通常如此)，导致①燃烧室中火焰高温中心逐渐移向头部的迎火面，头部容易被烧损(如迎火端面、点火器点火头，油喷嘴雾化器等)；②燃烧段耐火内衬在高温高压(2000℃、16MPa)下容易产生爆裂、剥蚀现象，致使耐火内衬的使用效果显著下降，因而使燃烧器(或注气器)的使用寿命大大缩短(有时不足一个注气工作日)。如此等等，最终导致注气装置运行的可靠性和经济性受到严重影响。

发明内容

技术问题：本发明要解决的技术问题是提供一种可靠性强、易于操作、使设备寿命显著延长的注水式高压燃烧器。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种注水式高压燃烧器，该注水式高压燃烧器包括头部、燃烧段、混合段三个部分，其中，燃烧段位于该注水式高压燃烧器的中间，燃烧段的一端与头部连接，另一端与混合段连接；在头部中设有配风器、油喷嘴、注水孔，点火器，风帽；燃烧段为一个圆筒状结构，其中间是燃烧室，燃烧室外侧是隔热套，隔热套外侧是冷却水套，冷却水套上设有冷却水套进口接头；混合段为一个空心的柱状，其中间空心的部分是混合室，混合室中设有消音罩，该混合段与燃烧段相接的一端设有调温器，在调温器处设有调温器进口接头、缩口衬套，缩口衬套一端与调温器进口接头与相接，另一端与消音罩相接；出口法兰位于混合段的外端。

优选的，从注水孔向燃烧室内注入一定量的水，可以使向燃烧室内的工作温度从约2000℃稳定地下降为1500℃-1600℃。

有益效果：

1、由于注入水量吸收了一定量的燃烧热，大大降低了燃烧段内的工作温度(由不注水的2000℃左右下降到注水后的1500～1600℃)。头部和燃烧段本体以及混合气发生装置主要部件的工作温度都能保持在材料的许可范围内，从而有效地提高了该装置的工作稳定性，延长了持续工作周期，使得该装置能够成为有效投放市场的定型产品。

2、注水后，由于燃烧室内的工作温度能保持在1500～1600℃，因此，仍然能够保证燃烧段室内的温度水平，从而保证燃料的充分燃烧，其燃烧效率仍然能几乎达到100％。而且，注入水量及其所含热量仍然保持在混合气内，因此，仍然保持了该装置的热效率，使该装置可以实现高效、节能并长期安全运行。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

头部1，配风器2，油喷嘴3，注水孔4，点火器5，风帽6，燃烧段7，隔热套8，冷却水套9，燃烧室10，调温器进口接头11，混合段12，消音罩13，混合室14，出口法兰15，缩口衬套16，调温器17，冷却水套进口接头18；

图2是本发明燃烧器头部的局部放大结构示意图；

头部1，配风器2，油喷嘴3，注水孔4，点火器5，风帽6。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。