[发明专利]用于选择性地生产来自太阳能集热器和加热器的用于包括提高石油采收率过程的蒸汽的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年1月7日申请的美国临时申请No.61/749,888的优先权和2013年5月31日申请的美国临时申请No.61/829,984的优先权，此二者在此均通过参考并入。前述的申请文件和/或任何其它在此通过参考并入的材料若在一定程度上与本公开内容冲突，则以本公开内容为准。

技术领域

本技术通常而言指向用于选择性地自太阳能集热器和加热器生产蒸汽的系统和方法，包括通过改变来自各个前述组件的能量贡献增加用于提高石油采收率过程的蒸汽生产效率的技术。

背景技术

随着化石燃料变得更加稀缺，能源行业已经开发出更为复杂的技术，将其用于开采在过去开采非常困难或昂贵的燃料。其中一种这样的技术是将蒸汽注入含油地层以开放并减少石油的粘性。目前已存在几项用于蒸汽注入的技术，它们时常被统称为“热提高石油采收率”或“热EOR”。典型的蒸汽注入技术包括循环、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(SAGD)以及运用垂直和/或水平的注入井，或这些井的组合，同时带有连续、可变速率和/或间歇性的蒸汽注入到每个井中的其它策略。

一个用于形成用于蒸汽注入的蒸汽的典型系统是燃料燃烧炉，其具有直流式配置或再循环式配置。其它蒸汽生成系统包括以连续方式运行的余热锅炉。在一个从许多天到许多年的期间内，热EOR操作常常每天24小时都产生蒸汽。在连续蒸汽注入期间内，蒸汽压力和流速可能在某些情况下大致不变，而在其它情况下可能在一个预先确定的有限的幅度内变化，或者根据预定计划变化幅度更大。然而，关闭和打开蒸汽生成设备(例如每天)通常是不可取的，因为这种反复增加了与热循环相关的设备维护，以及在闲置或备用期间内发生腐蚀的更大可能性。

另一典型的蒸汽生成器是太阳能蒸汽生成器，它能增强或替代燃料燃烧炉。太阳能蒸汽生成器能替代燃料的使用、减少运行成本、减少气体排放、和/或增加热采收工程中的石油产量。然而，由于有效太阳辐射的日/夜模式，以及根据包括入射太阳辐射的变化在内的因素导致的能量生产率的变化，这样的系统只能间歇地采集能量。由于上述的对连续蒸汽的需求，许多或大部分包含太阳能蒸汽生成器的热采收工程也会包含一个或多个燃料燃烧蒸汽生成器。这些燃料燃烧蒸汽生成器消耗液态或气态的燃料，将其作为补充热源，从进入的液体水流中形成蒸汽。然而，这种太阳能和燃料燃烧炉的组合通常是低效的，例如，因为它们包含了许多额外成分、浪费了能量、和/或具有过量或过剩的产量。因此，仍然存在着对高效太阳能蒸汽生成系统的需求。

附图说明

图1是根据本公开技术的一个实施例配置的包括太阳能集热器、加热器和控制器的系统的部分示意图。

图2A是根据本公开技术的一个实施例配置成在夜间运行的图1所示的系统的部分示意图。

图2B是根据本公开技术的一个实施例配置成在相对低入射辐射的条件下运行的图1所示的系统的部分示意图。

图2C是根据本公开技术的一个实施例配置成在相对高入射辐射的条件下运行的图1所示的系统的部分示意图。

图2D是根据本公开技术的一个实施例配置成在入射辐射达到峰值的条件下运行的图1所示的系统的部分示意图。

图3是根据本技术的另一实施例配置的系统的部分示意图。

图4是根据本技术的又一实施例配置的系统的部分示意图。

图5是根据本技术的若干实施例描绘了来自太阳能集热器和加热器的典型热贡献的曲线图。

图6是说明了太阳能辐射水平在一天的时间内典型变化的曲线图。

图7A是根据本技术的一个实施例配置的包括存储介质的系统的部分示意图。

图7B是根据本技术的一个实施例由太阳能集热器和加热器的多重组合提供的油田的部分示意图。

图7C是根据本技术的另一实施例配置的具有存储介质和分离器的系统的部分示意图。

图7D是根据本技术的又一实施例配置的具有阀装置的系统的部分示意图。

图7E是根据本技术的还一实施例具有阀装置的系统的部分示意图。

图8A-8C是根据本技术的其它一些实施例具有管道和阀配置的系统的部分示意图。

具体实施例