一种车载立式高干度注汽锅炉的制作方法

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1.本实用新型专利涉及锅炉结构、换热、自控的技术领域，特别涉及一种车载立式高干度注汽锅炉。

背景技术：

2.注汽锅炉是油田稠油开采的核心设备，它产生的高温高压，注汽干度为80%的蒸汽注入油井中，将热量传递给油层，降低油层中原油的粘度，从而提升稠油的采收率。按装载方式，注汽锅炉可分为固定式和车载式两种，车载式注汽锅炉使用方便，可停靠在井口进行注汽，减少了注汽管线的长度，降低了蒸汽输送过程中的热损失，保证了注井能量。同时车载式注汽锅炉减少了油田地面建设的工作量；在蒸汽吞吐、蒸汽驱等热力采油工艺中有着广泛应用。
3.注汽干度是衡量注汽锅炉运行质量的重要因素。注汽干度的高低直接影响稠油开采的质量。目前车载式注汽锅炉所能达到的注汽干度在75%至85%，没有突破性发展。

技术实现要素：

4.本实用新型提供一种车载立式高干度注汽锅炉，具体实施方式如下：
5.一种车载立式高干度注汽锅炉，包括布设于拖车上的注汽锅炉本体、立式对流换热段、过热换热段、给水预热模块、燃烧器模块、燃气管路模块、球形分离器模块、电路模块和柱塞泵模块，上述模块之间通过水汽管道相连，立式对流换热段由竖向安装的箱体、光管及翅片管组成，箱体内侧中心处竖向固设有方形隔板，方形隔板上部断开为两层，且上层内侧向上导通开设有出气口，进气口侧向开设于箱体的底部。
6.进一步的，光管竖向安装于方形隔板内侧的安装孔内，翅片管竖向安装于方形隔板外侧的安装孔内，相邻的光管之间通过第一弯管连接成单回程管束，相邻的翅片管之间通过第二弯管连接成单回程管束，且末端的光管与初始端的翅片管连接成单回程管束。
7.注汽锅炉本体为卧式圆筒形结构，注汽锅炉本体的顶端设置有给水预热模块，注汽锅炉本体尾部的上方设置有立式梯形箱体结构的过热换热段，过热换热段的上方设置有立式对流换热段，注汽锅炉本体的前部连接有燃烧器模块。
8.拖车的尾部设置有球形分离器模块，拖车的鹅颈部位设置有柱塞泵模块，拖车的左侧空间设置有电路模块，拖车的右侧空间设置有燃气管路模块。
9.进一步的，翅片管的周面外侧轴向套设有若干个换热翅片，其内侧设置有凸起端和凹陷端轴向交替而成的波浪状结构，换热翅片为锥状结构，其表面周向等距均匀布设有多个导气开孔，其宽径端朝向进气口的一侧，其窄径端与翅片管中凹陷端所在位置相接。
10.进一步的，光管与安装孔卡合处的内、外两侧均设置有定位环，光管的内侧轴向固定有分流板，其两端的周面处均轴向向外开设有环形限位槽。
11.光管与第一弯管的连接处、翅片管与第二弯管的连接处以及光管与翅片管的连接处均通过卡套结构连接，以光管与第一弯管的连接为例，卡套为环状结构，其一端径向向内
设有固定环，另一端设置有内螺纹，第一弯管两端均设有外螺纹，且端面处安装有密封圈，固定环轴向滑动接于环形限位槽，卡套的内螺纹丝接于第一弯管的外螺纹。
12.给水预热模块为套管式预热器，电路模块由配电柜、plc控制柜和变频柜所组成，燃烧器模块由燃烧器、电磁阀和切断阀所组成，燃气管路模块由流量计、压力开关、压力表、压力变送器和阀门所组成。
13.进一步的，箱体内还设置有声波吹灰器、烟气温度检测口、含氧量检测口和烟气组分分析检测口。
14.本实用新型的有益技术效果是：
15.1.本实用新型将球形分离器模块集成在拖车上，使车载式高干度注汽锅炉所产生的的注井蒸汽干度由原先80%左右提升至100%，提高了注井蒸汽的品质；
16.2.本实用新型中翅片管与锥状的换热翅片配合，逆向的换热翅片增大了换热面积的同时，翅片管的内部呈波浪状提高了换热率；
17.3.本实用新型中整体撬座安装在拖车上，移动性强，重复利用率高，现场只需要通过高压卡套及高压补偿器对进、出口管道进行连接便可以投入使用，安装调试方便。
附图说明
18.图1是本实用新型的主体结构左视图；
19.图2是本实用新型中图1的俯视图；
20.图3是本实用新型的主体结构右视图；
21.图4是本实用新型的主体结构主视图；
22.图5是本实用新型中立式对流换热段的结构示意图；
23.图6是本实用新型中立式对流换热段结构的剖面图；
24.图7是本实用新型中立式对流换热段正视结构的剖面图；
25.图8是本实用新型中光管结构的剖面图；
26.图9是本实用新型中翅片管结构的剖面图；
27.图10是本实用新型图9中a部分结构的放大图；
28.图11是本实用新型中光管与第一弯管连接结构的爆炸示意图；
29.图12是本实用新型图11中b部分结构的放大图；
30.图13是本实用新型中第一弯管的结构示意图；
31.图14是本实用新型中卡套结构的剖面图。
32.附图标记说明：
33.1、注汽锅炉本体，2、立式对流换热段，3、烟囱，4、给水预热模块，5、燃烧器模块，6、燃气管路模块，7、操作间，8、梯子平台，9、拖车，10、汽水分离器，11、水汽管道，12、排污管线，13、过热换热段，14、球形分离器模块，15、电路模块，16、柱塞泵模块，17、安全阀，
34.21、箱体，22、翅片管，23、光管，24、第一弯管，25、第二弯管，26、卡套，
35.211、进气口，212、方形隔板，213、安装孔，214、出气口，
36.221、波浪状，222、换热翅片，
37.2211、凸起端，2212、凹陷端，
38.2221、宽径端，2222、窄径端，2223、导气开孔，
39.231、分流板，232、定位环，233、环形限位槽，
40.241、外螺纹，242、密封圈，
41.261、内螺纹，262、固定环。
具体实施方式
42.下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：
43.需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
44.同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
45.实施例1，结合图1至图4，本实施例公开了一种车载立式高干度注汽锅炉，其包括注汽锅炉本体1、立式对流换热段2、过热换热段13、给水预热模块4、燃烧器模块5、燃气管路模块6、球形分离器模块14、电路模块15和柱塞泵模块16，且均布设于拖车9上，本结构中给水预热模块4布设于注汽锅炉本体1的顶端，过热换热段13布设于注汽锅炉本体1尾部的上方，立式对流换热段2布设于过热换热段13的上方，球形分离器模块14设置于拖车9的尾部，且上述模块之间通过水汽管道11相连，球形分离器模块14集成在拖车9上，使车载式高干度注汽锅炉所产生的的注井蒸汽干度由原先80%左右提升至100%。
46.结合图1至图4，注汽锅炉本体1为卧式圆筒形结构，过热换热段13为立式梯形箱体结构，其管束为单回程管束，电路模块15布设于拖车9的左侧空间，燃烧器模块5与注汽锅炉本体1的前部相连，其后部上方的开口处设置为烟气流通区，燃气管路模块6布设于拖车9的右侧空间，柱塞泵模块16布设于拖车9的鹅颈部位，给水预热模块4为套管式预热器，电路模块15由配电柜、plc控制柜和变频柜所组成，燃烧器模块5由燃烧器、电磁阀和切断阀所组成，燃气管路模块6由流量计、压力开关、压力表、压力变送器和阀门所组成。
47.结合图5和图6，立式对流换热段2的管束由四根光管23及数排翅片管22组成，箱体21竖向安装，其内侧中心处竖向安装有方形隔板212，箱体21的上、下两端分别开设有若干个导通的安装孔213，且箱体21顶部中心处向上开设有出气口214，进气口211侧向开设于箱体21的底部，本结构中光管23布设于箱体21中方形隔板212的内侧，若干个翅片管22均匀布设于箱体21中方形隔板212的外侧，箱体21内还设置有声波吹灰器、烟气温度检测口、含氧量检测口和烟气组分分析检测口。
48.结合图7，光管23之间通过第一弯管24连接成单回程管束，相邻的翅片管22之间通过第二弯管25连接成单回程管束，且末端的光管23与初始端的翅片管22连接，整体组成单回程管束。
49.结合图8，光管23与安装孔213卡合处的内、外两侧均设置有定位环232，光管23的内侧轴向固定有分流板231，其两侧的端部轴向向外开设有环形限位槽233。
50.结合图9和图10，翅片管22的外侧轴向套设有若干个换热翅片222，其内侧轴向设
置有凸起端2211和凹陷端2212交替而成的波浪状221结构，本结构中换热翅片222呈锥状结构，其表面周向等距布设有导气开孔2223，其宽径端2221朝向进气口211一侧，其窄径端2222与凹陷端2212相接，本结构中凹陷端2212的厚度小，因此换热效果更佳。
51.实施例2，结合图11至图12，本实施例公开了一种车载立式高干度注汽锅炉，光管23与第一弯管24的连接处，翅片管22与第二弯管25的连接处均通过卡套26结构相连；以光管23与第一弯管24的连接为例，结合图14，卡套26成环状结构，其一端径向向内设有固定环262，另一端设置有内螺纹261，结合图13，第一弯管24两端均设有外螺纹241，且端面处安装有密封圈242，本结构中固定环262轴向滑动接于环形限位槽233，卡套26的内螺纹261丝接于第一弯管24的外螺纹241，且卡套26中内螺纹261一侧的端面位置与密封圈242过盈配合，以提升连接处的密封性。
52.实施例3，结合图1至图14，本实施例公开了一种车载立式高干度注汽锅炉的使用方法，具体包括：水汽系统体现为，将压力为0.5mpa左右的合格软化水供至给柱塞泵模块16并给水加压；高压水通过水汽管道11进入给水预热模块4，在给水预热模块4外管中的高压水与烟管中的烟气换热，使高压水温度升至80℃～120℃；然后高压水依次经过立式对流换热段2、给水预热模块4内管、锅炉本体1、球形分离器模块14和过热换热段13的加热升温至临近或达到饱和状态，汽化为干度为100%的饱和蒸汽；高压水在经过立式对流换热段2时，依次进入光管23和翅片管22，同时高压水在分流板231的作用下分散均匀，其温度在厚度小的凹陷端2212导向换热翅片222。
53.烟气系统体现为，锅炉本体1作为燃烧室，在此释放高热负荷的热量，通过辐射传递给炉管内的水；其中，火焰尾部的高温烟气向上转向90
°
，烟气热量通过过热换热段13后进入立式对流换热段2，逆流冲刷竖向布置的翅片管22进行充分换热，最后通过烟囱3排入大气；当烟气由进气口211进入箱体21后，向上与逆向的换热翅片222对冲、换热，随后由导气开孔2223和出气口214进入烟囱3。
54.控制系统采用嵌入式智能控制系统，主要由plc控器、hmi触摸屏、燃烧控制器和电气辅件组成，在作业过程中实时监控和控制相关的模块。
55.不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

技术特征：

1.一种车载立式高干度注汽锅炉，包括布设于拖车（9）上的注汽锅炉本体（1）、立式对流换热段（2）、过热换热段（13）、给水预热模块（4）、燃烧器模块（5）、燃气管路模块（6）、球形分离器模块（14）、电路模块（15）和柱塞泵模块（16），以上模块之间通过水汽管道（11）相连，其特征在于，所述立式对流换热段（2）由竖向安装的箱体（21）、光管（23）及翅片管（22）组成，所述箱体（21）内侧中心处竖向固设有方形隔板（212），方形隔板（212）上部断开为两层，且上层内侧向上导通开设有出气口（214），进气口（211）侧向开设于箱体（21）的底部。2.根据权利要求1所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述光管（23）竖向安装于方形隔板（212）内侧的安装孔（213）内，所述翅片管（22）竖向安装于方形隔板（212）外侧的安装孔（213）内，相邻的光管（23）之间通过第一弯管（24）连接成单回程管束，相邻的翅片管（22）之间通过第二弯管（25）连接成单回程管束，且末端的光管（23）与初始端的翅片管（22）连接成单回程管束。3.根据权利要求2所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述注汽锅炉本体（1）为卧式圆筒形结构，注汽锅炉本体（1）的顶端设置有给水预热模块（4），注汽锅炉本体（1）尾部的上方设置有立式梯形箱体结构的过热换热段（13），过热换热段（13）的上方设置有立式对流换热段（2），注汽锅炉本体（1）的前部连接有燃烧器模块（5）。4.根据权利要求3所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述拖车（9）的尾部设置有球形分离器模块（14），拖车（9）的鹅颈部位设置有柱塞泵模块（16），拖车（9）的左侧空间设置有电路模块（15），拖车（9）的右侧空间设置有燃气管路模块（6）。5.根据权利要求4所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述翅片管（22）的周面外侧轴向套设有若干个换热翅片（222），其内侧设置有凸起端（2211）和凹陷端（2212）轴向交替而成的波浪状（221）结构，所述换热翅片（222）为锥状结构，其表面周向等距均匀布设有多个导气开孔（2223），其宽径端（2221）朝向进气口（211）的一侧，其窄径端（2222）与翅片管（22）中凹陷端（2212）所在位置相接。6.根据权利要求5所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述光管（23）包括分流板（231）、定位环（232）和环形限位槽（233），所述光管（23）与安装孔（213）卡合处的内、外两侧均设置有定位环（232），光管（23）的内侧轴向固定有分流板（231），其两端的周面处均轴向向外开设有环形限位槽（233）。7.根据权利要求6所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述光管（23）与第一弯管（24）的连接处、翅片管（22）与第二弯管（25）的连接处以及光管（23）与翅片管（22）的连接处均通过卡套（26）结构连接，以光管（23）与第一弯管（24）的连接为例，所述卡套（26）为环状结构，其一端径向向内设有固定环（262），另一端设置有内螺纹（261），所述第一弯管（24）两端均设有外螺纹（241），且端面处安装有密封圈（242），所述固定环（262）轴向滑动接于环形限位槽（233），卡套（26）的内螺纹（261）丝接于第一弯管（24）的外螺纹（241）。8.根据权利要求7所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述给水预热模块（4）为套管式预热器，所述电路模块（15）由配电柜、plc控制柜和变频柜所组成，所述燃烧器模块（5）由燃烧器、电磁阀和切断阀所组成，所述燃气管路模块（6）由流量计、压力开关、
压力表、压力变送器和阀门所组成。9.根据权利要求8所述的一种车载立式高干度注汽锅炉，其特征在于，所述箱体（21）内还设置有声波吹灰器、烟气温度检测口、含氧量检测口和烟气组分分析检测口。

技术总结

本实用新型涉及锅炉结构、换热、自控的技术领域，一种车载立式高干度注汽锅炉，包括布设于拖车上的注汽锅炉本体、立式对流换热段、过热换热段、给水预热模块、燃烧器模块、燃气管路模块、球形分离器模块、电路模块和柱塞泵模块，上述模块之间通过水汽管道相连，本实用新型的技术优势是：将球形分离器模块集成在拖车上，使车载式高干度注汽锅炉所产生的的注井蒸汽干度由原先80%左右提升至100%，提高了注井蒸汽的品质；翅片管与锥状的换热翅片配合，逆向的换热翅片增大了换热面积的同时，翅片管的内部呈波浪状提高了换热率；整体撬座安装在拖车上，移动性强，重复利用率高，安装调试方便。安装调试方便。安装调试方便。