ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 100
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Операция создания натурного горения в водоеме начинается с его возбуждения, инициирования. Для этого в нагнетательный колодец опускают нагревательное устройство (глубокую горелку или электронагреватель), в котором должен начаться процесс горения и нагнетать воздух. Воздух, обладая значительно меньшей вязкостью, чем нефть и вода, насыщающие пласт, скользит сквозь нефть и воду, частично вытесняя их из пласта в добывающие скважины. Так происходит сообщение (срыв) нагнетательных скважин и добычи воздуха, затем включается устройство глубинного нагрева и в пласт вводится тепло.
В результате повышается температура, увеличивается скорость окисления масла, и окисление переходит в горение.
При реакции окисления нефти углерод и водород, входящие в ее состав, соединяются с кислородом, образуя монооксид и диоксид углерода, а также воду при интенсивном горении и оксиды углеводородов и органические кислоты при окислении при низкой температуре.
Если давление в пласте относительно низкое (до 5 МПа) и температура 420-450 К, то при содержании в нефти легких углеводородов в пласте в результате реакции окисления образуются оксиды органических соединений . и кислоты образуются в значительном количестве и при температурах выше 470-520 К, только углекислый газ и небольшое количество оксида углерода. В этом случае окислительная реакция переходит в реакцию горения.
Запишем химическую формулу горения мазутного остатка - кокса следующим образом:
АСНn+ aO2=λbCO2+bCO+dH2O (2.6)
где A, a, b, d — числовые коэффициенты химических реакций;
n - отношение числа атомов водорода Н к числу атомов углерода С в коксе; λ – отношение количества молей СО2 к количеству молей СО в продуктах сгорания.
Если, например, кола представлена твердым парафином, химическая формула которого C20H42, то A = 20, n = 2,1.
Однако при написании формулы реакции мы будем рассматривать только одну группу CHn, поскольку для дополнительного представления потребуются относительные данные веществ, участвующих в реакции (например, сколько кислорода приходится на единицу массы кокса и т. д.).
2.5 Технологические проблемы нагнетания теплоносителей
При закачке хладагентов необходимо решить ряд технических вопросов: давление, температура, сухость пара, предварительная очистка, подача воды в парогенератор, проектирование скважин, способных выдержать любую тепловую нагрузку и т. д.
Установка тепловыделяющих устройств, подготовка масла для обеспечения приемлемого уровня теплофизических параметров хладагента.
очистка воды
Для парогенераторов, используемых в сельскохозяйственных условиях, сухость получаемого пара составляет, как правило, 80-85%, что определяет требования к очистке входной воды. Обычно приемлемы следующие свойства воды: Содержание взвешенных веществ менее 5 частей на миллион. Не содержит примесей масла или других органических соединений и растворенных газов (особенно кислорода и других агрессивных веществ). Концентрация ионов железа, следовых количеств ионов кальция и магния не должна превышать 0,4 ppm [4].
Эффективность очистки воды зависит от источника воды. Источники воды включают:
- Поверхностно-активные воды (например, реки), которые обычно содержат взвешенные примеси (почвы, органические соединения и другие отложения).
- Вода, всплывающая на поверхность (например, озера) в результате естественного осаждения, содержит переносимые по воздуху частицы, если на нее не воздействуют внешние факторы, такие как сильный ветер. Вода в основном содержит растворенные газы, минеральные соли, водоросли, бактерии и другую микрофлору.
- вода из подземных бескислородных источников, некоторые взвешенные частицы и органические соединения, а также большое количество растворенных минеральных солей, концентрация которых увеличивается с глубиной;
- Вода из резервуаров после обработки паром, содержащая много углеводородных соединений, возможно H2S, и большое количество растворенных минеральных солей.
Как правило, водоподготовка должна включать три этапа: удаление взвешенных частиц органического и неорганического происхождения, умягчение и снижение концентрации растворенных газов.
Удаление взвешенных частиц. Большая часть воды, используемой в парогенераторах, содержит очень мало взвешенных частиц и не требует специальной обработки для снижения ее концентрации.
Однако при использовании поверхностной воды она проходит через фильтр, а при падении давления воды из-за засорения фильтра промывает фильтр и возвращается обратно.
Если вода нефтяного пласта будет использоваться повторно, она должна быть обработана углеводородным соединением. После отстаивания в специальном пруду содержание нефти снизилось до 50-100 ppm. Затем вода проходила через плавучую секцию, а нефть переносилась газом и имела концентрацию 10 частей на миллион. Наконец, вода под давлением была пропущена через фильтр из диатомовой земли, чтобы удалить последние следы нефти.
застой воды. Жесткость водопроводной воды должна быть практически нулевой. Этот процесс происходит в ионообменной установке, где эти ионы замещаются ионами натрия, соли которого хорошо растворимы в воде. Как правило, две машины для первичной обработки и окончательного умягчения соединяются последовательно. Для очистки воды установлены два комплекта ионообменников цеолита, один комплект находится в эксплуатации, а другой регенерируется или хранится. Когда первый теплообменник перестает подавать достаточное количество воды для снижения жесткости, запускается второй агрегат. Раствор хлорида натрия пропускают в обратном направлении для восстановления обменной емкости ионита. Повышение щелочности воды путем введения каустической воды уменьшает коррозию металлических труб и уменьшает количество твердых отложений на стенках.
pH > 10 является предпочтительным, поскольку диоксид кремния поддерживает высокие значения pH в растворе [3], [4].
Было предложено добавить какой-либо герметик для удаления остаточной жесткости воды. Поэтому натриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты может обладать высокой абсорбирующей способностью [4], но это вещество способствует коррозии металлических труб [4].
Утилизация растворенных газов. Удаление растворенного кислорода и углекислого газа из воды обычно осуществляют термической и химической обработкой. Иногда применяют химические методы связывания кислорода.
Растворенные газы почти полностью удаляются за счет прямого контакта очищенной воды с паром из парогенератора, что снижает уровень кислорода до уровня менее 0,01 промилле. Циркуляционная система деаэратора позволяет интенсивно перемешивать пароводяную смесь при температуре кипения и атмосферном давлении. Удалите пар из верхней части деаэратора и удалите дегазированную воду из нижней части.
Сульфит натрия является наиболее распространенным химическим веществом, используемым для удаления растворенного кислорода из воды. Если у вас нет механического дегазатора, вы должны добавить 8 частей на миллион сульфита натрия к 1 части на миллион растворенного кислорода в воде.
Кроме того, в любом случае растворенная вода с удаленным кислородом должна содержать некоторое количество сульфита натрия (примерно 20 частей на миллион) для снижения интенсивности поступления воды в парогенератор. Вместо сульфита натрия в качестве антиоксиданта можно использовать гидразин. Если рассматривается только химическое удаление кислорода
, рекомендуется ввести сульфит натрия перед смягчителем воды для защиты металлических деталей от коррозии. При деаэраторном термическом способе химические реагенты вводятся в воду после деаэратора, который находится на выходе из смягчителя воды.
Если к установке водоподготовки добавляется деаэратор, необходимо добавить теплообменник для снижения температуры окисленной воды и предотвращения кавитации в подающем насосе парогенератора.
Парогенератор.
Давление очищаемой воды в парогенераторе повышается многоступенчатым насосом, обеспечивающим постоянную производительность на величину, необходимую для закачки теплоносителя в скважины. Если парогенератор работает с частичной нагрузкой, на вход насоса через обратный клапан подается некоторое количество воды под высоким давлением.
Кроме того, выходной сигнал перепускного клапана преобразуется в управляющий сигнал устройства, регулирующего мощность горелочного устройства. Затем вода под давлением направляется в парогенератор, который в принципе включает в себя конвекционную секцию, в которой вода нагревается за счет тепла газообразных продуктов сгорания. Жидкость переносится излучением пламени.
Если холодная вода поступает непосредственно над парогенератором, пар в продуктах сгорания газа будет конденсироваться и взаимодействовать с оксидами SO2 и SO3, увеличивая возможность коррозии труб теплообменника, предварительно нагретых в теплообменнике или дополнительном теплообменнике. , входит в программу. К линии подачи воды следует добавить парогенератор.
Это необходимо учитывать для повышения теплового КПД. В зависимости от температуры продуктов сгорания дымовых газов парогенератора желательно не подавать избыточную горячую воду в конвекционный теплообменник для более эффективного использования тепловой энергии продуктов сгорания.
После конвекционной секции вода поступает непосредственно в радиационную секцию парогенератора.
Трубы двух частей парогенератора соединены для оптимальной эффективности. и уменьшить гидравлическое сопротивление. В зерновых парогенераторах, применяемых в нефтяной промышленности, как правило, система труб вращается.
На выходе парогенератора указывается сухость и расход пара [4].
Сухость пара обычно определяется:
- Смоделировать жидкую фазу пароводяной смеси и оценить изменения теплопроводности или концентрации ионов Cl в образцах, охлажденных до температуры окружающей среды.
Отношение соответствующего параметра к измеряемой воде, поступающей на вход парогенератора, равно 1/(1-Х).
- Разделите пароводяную смесь на фазы и измерьте расход сухого пара с помощью шайбы. Сухость смеси определяется отношением потока сухого тепла к потоку воды, поступающей в парогенератор.
Вода может быть повторно введена в сухой пар или тепло может быть восстановлено в теплообменнике и удалено из системы.
- определение перепада давления пароводяной смеси через диафрагму путем измерения массового расхода воды отдельно на входе в парогенератор [1]. При этом при расчете X учитываются массовый расход фазы, коэффициенты, соответствующие заданной геометрии диафрагмы, свойства жидкости и пара, температура.
- Учитывайте расход воды и топлива, его теплотворную способность и КПД. парогенератор в тепловом балансе системы;
- экспериментально определить теплотворную способность пароводяной смеси и при постоянном расходе топлива уменьшить подачу воды в парогенератор до получения на его выходе только перегретого пара.
Контур обогрева парогенератора включает в себя системы подачи воздуха и топлива, горелки и различные системы регулирования и контроля, в частности, тепловой мощности, коэффициента доступа окислителя и параметров пламени.
Система подачи воздуха рассчитана на обеспечение необходимого напора для получения номинальной мощности парогенератора при заданном давлении и температуре воздуха на входе. При необходимости следует учитывать атмосферное давление и температуру.
При использовании бензина или масла система подачи топлива должна быть другой. Однако в любом случае потоки топлива и воздуха должны соответствовать расходу воды на входе в парогенератор, чтобы получить оптимальный коэффициент избытка воздуха.
При использовании газа в качестве топлива он хорошо смешивается с окислителями. Если масло представляет собой масло, нагрейте его перед подачей и продуйте газ воздухом, чтобы образовались маленькие капли. Парогенераторы должны постоянно контролировать параметры пламени, чтобы обеспечить максимальную эффективность.
При выходе из строя любого элемента системы, особенно системы водоснабжения, происходит автоматическое отключение горелки и, при необходимости, всей системы.
- Если система водоснабжения не готова.
- Недостаточное давление воды; слишком высокое или слишком низкое давление пара и