海上多元热流体发生器的集成与应用

多元热流体发生器是注热装备的核心,主要由原料供给系统、多元热流体发生系统以及废液收集系统组成。海上多元热流体发生器经历了老井热采装备验证、新井热采试验和规模化热采扩大应用三个阶段,针对不同阶段注热工艺的需求,应用了拖一型、拖二型和拖三型多元热流体发生器装备。现阶段应用较多的是拖三型多元热流体发生器,该发生器并联了三套燃烧器系统,能够满足目的层注热温度240℃、最大水排量10.5 t/h的热采工艺方案需求。

井下多元热流体发生器有限元分析

井下多元热流体发生器可将燃料与空气在井下进行燃烧,产生高温高压烟气将混合掺入的水汽化,形成复合热流体注入地层。井下多元热流体发生器位于井下1000m处,工作过程中,管柱受温度效应、鼓胀效应、活塞效应、螺旋弯曲效应的影响出现蠕动,对井下多元热流体发生器产生轴向力,影响其安全运行。本文根据发生器结构特征,建立计算模型,设置边界条件,模拟发生器在400℃、25MPa工况下,对其施加70t轴向拉力或30t轴向压力,发生器的头部与壳体焊缝连接处、壳体、输出止回阀与壳体螺纹连接处应力分布情况,分析其是否可满足井下工况,并指导发生器材质选择。模拟结果表明,目前头部与壳体焊缝连接面、壳体、壳体与测温短接焊缝连接面及止回阀螺纹段最大应力数值均超过许用应力,且超过Rp0.2数值,但从断裂强度判断,分析对象强度评价属安全,但后续建议提高发生器材质强度、增加薄弱点壁厚,保证发生器作业强度安全余量。