潛山油藏產出液余熱利用技術研究.pdf

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1、潛山油藏產出液余熱利用技術研究1背景2現狀與技術路線3關鍵技術4取得效益5結論及建議目錄 CONTENTS第 3 頁一、項目背景 習近平總書記在第七十五屆聯合國大會一般性辯論上向國際社會作出承諾：“二氧化碳排放2030年前實現碳達峰，2060年前實現碳中和”。集團公司高度重視新能源新業務發展，確定了“清潔替代、戰略接替和綠色轉型”三步走戰略，計劃到2035年，初步形成油、氣、新三分格局，2050年新能源新業務占比過半。第 4 頁華北油田位于河北省中部，構造位置屬于渤海灣盆地冀中坳餡，1975-1984年主要以潛山開發為主，80年代中后期，隨著潛山油藏含水迅速上升，油田開發開始轉向以第三系砂巖油

2、藏為主。在油田開發過程中，對余熱資源有了明確的地質認識：京津冀地區新生界地溫梯度等值線圖 冀中坳陷余熱資源包括上第三系、潛山兩套熱水層，熱水資源總量1.77萬億方，其中上第三系熱水資源1.57萬億方（平均地溫90），相當于227億噸標煤；潛山熱水資源量為0.2萬億方（平均地溫120），相當于218億噸標煤。潛山余熱資源品質雖然僅屬于中低溫，但相對優于上第三系油藏。第 5 頁 已開發的潛山油藏中，留北油田下屬的留北潛山采出程度最高，潛山井已近乎全部關停、井網完善且相對集中、單井供液能力強、回注壓力低，圈閉內余熱面積大，余熱水資源量豐富，從資源條件和節約投資角度考慮，留北潛山最適宜開展余熱利用。依

3、托京津冀地緣優勢和華北油田資源稟賦，開展余熱利用技術研究，為綠色低碳戰略貢獻“華北經驗”。留北潛山頂面構造圖層位層位霧迷山霧迷山圈閉余熱面積圈閉余熱面積44.85km44.85km2 2余熱水資源余熱水資源3.93.910108 8m m3 3油藏中深油藏中深3350m3350m原始地層壓力原始地層壓力32.9Mpa32.9Mpa滲透率（滲透率（mDmD）158158孔隙度孔隙度6%6%地層平均溫度地層平均溫度1231231背景2現狀與技術路線3關鍵技術4取得效益5結論及建議目錄 CONTENTS第 7 頁 含油層系為薊縣系霧迷山組、上第三系館陶組、明化鎮組。含油面積13.3Km2,地質儲量2

4、986104t，可采儲量637.2104t。原有油井124口，開井84口；潛山余熱井9口，開井5口：合計日產液4281t，日產油229.8t，綜合含水94%；注水井27口，開井11口，日注水4052m3。p現狀二、現狀與技術路線第 8 頁 留北油田集輸系統采用三級布站：目前運行聯合站1座(留一聯合站)，接轉站3座(路15、路27、路3站)，計量站8座。集油工藝以三管伴熱為主，生產用熱主要由燃油加熱爐供應，4座供熱站場共有加熱爐11臺。留一聯留一聯路路15站站路路3站站路路27站站路路47計計留留1計計路路30計計路路27-3計計路路15-2計計路路27-1計計路路15-1計計路路3計計站場外輸

5、線規格（mm）距離 （km）外輸壓力（MPa）外輸溫度（）路3站D15953.131.1445路27站D11445.581.1646路15站D15954.51.5444第 9 頁留北油田加熱爐年消耗燃油約2000t。隨著環保要求的日趨嚴格、油井產液含水逐年升高，加熱爐燃燒原油供熱方式、站外三管伴熱集輸工藝已不能滿足油田節能低碳、清潔環保的要求，需開展余熱利用研究。思路：余熱井通過提液，大幅提升產出液溫度，高溫余熱水進行發電，發電后尾水用于清洗油管、處理含油污泥，隨后摻入集輸干線，配合單井管線通過簡短串接、復合隔熱內襯等實現單管常溫集油，實現余熱完全替代加熱爐供熱，最后將余熱水回注潛山，實現可持

6、續開發利用的目的。p技術路線第 10 頁井下余熱井大幅提液提升產出液溫度采出液余熱綜合開發利用地面發電綜合利用停用加熱爐干線摻余熱水三管伴熱改單管余熱水通過ORC循環發電余熱水清洗油管、處理含油污泥等第 11 頁開展采出液余熱綜合開發利用技術研究，逐步摸索適合華北油田中低溫潛山余熱綜合開發利用的配套技術，研究解決油井大排量提液、保溫隔熱油管、管線內襯防腐、含油中低溫余熱水發電等關鍵技術，達到“熱、電”聯產、地面系統簡化瘦身和余熱資源的可持續開發利用的目的。1背景2現狀與技術路線3關鍵技術4取得效益5結論及建議目錄 CONTENTS第 13 頁按照留北潛山單井的采液量500-1000m3/d要求

7、，優選潛油電泵（QYDB148-600m3/d、QYB148-800m3/d）進行提液。（一）余熱井提液主要舉升方式的適應性對比表項目條件抽油機深井泵電潛泵地面驅動螺桿泵水力活塞泵水力噴射泵氣舉排量(m3/d)正常工作范圍120050905520020600480303180泵深 (m)正常工作范圍30003000(井溫149)90012003000366030003000井下情況小井眼多層完井宜于多層、小井眼均不適適于小井眼,不宜多層均很適宜很宜小井眼,不適多層宜于小井眼,不宜分層斜井及彎曲井小斜度可用,彎曲受限小斜度適宜,彎曲受限嚴重彎曲井受限很適宜泵短小,無運動件,很適宜裝置簡單,最適宜

8、地面環境海上采油,市區設備大而重,不適宜地面裝置小,均適宜適宜動力源遠離井口,很適宜很適宜很適宜氣候惡劣、邊遠地區一般高壓電,一般適宜一般動力源集中,很適宜很適宜很適宜余熱井經潛油電泵大排量提液，日產液達600m3以上，噸液耗電2.07kWh，產出液溫度達到110，液量及溫度達到了余熱水綜合利用的需要。第 14 頁隨著留北潛山持續的注大于采，余熱井生產過程中動液面逐漸上升至井口，電泵停機后，余熱井出現了短暫的自噴現象（自噴1-2天），分析潛山能量充足，余熱井具備了誘噴后持續自噴生產的可能。通過調研引入新型塔機+并聯雙作用泵舉升工藝。l電潛泵的啟動、運行、停止產生的液體流動是加速運動到勻速運行，

9、再到減速下降的圓滑曲線；原理：地面設備和動力電纜將電能輸送給潛油電機，電機帶動離心泵旋轉，從而將井筒內液體舉升至地面。配套工藝：D101.4mm油管、通徑89mm的高溫防腐電泵井口、耐溫150大扁電纜，耐溫180小扁電纜。第 15 頁 組成：主要由泵筒、空心拉桿、上部進液固定閥1、下部進液固定閥2、柱塞、上下部游動閥1、2等部件組成。液管接頭固定閥1泵筒空心拉桿柱塞游動閥1游動閥2固定閥2 固定閥1：l 環閥，由多個閥繞圈組成；l 側向進液；u雙作用泵上腔下腔第 16 頁u并聯雙作用泵 考慮到留北潛山余熱井液量要求，為了強化雙作用泵提液能力，特提出并聯抽油泵辦法，泵效按0.7計算，預計單井機采

10、液量在420方以上。原理：通過在120/70雙作用泵上方連接1個120抽油泵，該120單泵同樣采用空心拉桿，并與雙作用泵空心拉桿連接；該并聯單泵排液原理與常規管式泵相同；l 上沖程：單泵:游動閥關、固定閥開，單泵排液“兩排一進”；l 下沖程：單泵:游動閥開、固定閥關，單泵進液“兩進一排”；序號泵徑mm最大外徑mm泵常數最大理論排量適用井套管尺寸英寸（m3/d）（m3/d）1120/701482541272120/70并聯泵148365947F2F1F3F1 井液作用于柱塞、空心拉管面積差的向上頂托力F2 抽油桿底部的浮力F3 柱塞、空心拉管的半干摩擦力F4 液體流經游動閥阻力F4 由于下行阻力

11、大，雙作用泵運行時抽油桿下行困難，通過對抽油桿進行加重設計、采用D101.6mm油管降低磨阻等辦法，該問題得到了解決。第 17 頁 綜合考慮抽油機地面傳動效率、平衡度調節，優選塔式抽油機配合并聯雙作用泵進行余熱資源開采，適應雙作用泵運行時抽油桿上沖程速度快、下沖程速度慢的特點。配重箱智能控制系統底座塔架皮帶動力組合裝置l智能集成控制系統 通過調節電機的轉速，實現抽油機和抽油桿運動速度相匹配，適應雙作用泵正常生產時抽油桿柱下慢上快的特點。l電動滾筒結構 將電機和減速器內置于滾筒，整體結構緊湊、占據空間少、傳動效率高、適合野外惡劣環境下工作；采用直接式油冷方式冷卻電機，提升電機散熱效果。l開關磁阻

12、電機 起動轉矩大，起動電流低。適合重載起動、頻繁起停、正反向轉換運行。功率因數高，功率因數大于0.95。第 18 頁塔式抽油機+并聯雙作用泵的啟動、運行、停止井筒內的液體流動是加速平穩急減速往復循環，形成每分鐘3次以上的流量曲線以脈沖形式的循環震蕩運行。在脈沖震蕩、大排量抽汲共同作用下，起到了物理誘噴、解堵的效果，實現余熱井自噴生產，自噴后余熱井液量溫度同樣到達了綜合利用的需求。留52N井：2018年12月2日啟抽，通過逐漸調大生產參數的方式誘噴生產，2019年3月3日自噴至今。留44井：2019年5月8日啟抽，同樣誘噴成功，2019年8月6日自噴至今。第 19 頁地面集輸工藝三管伴熱改單管集

13、油：單管常溫集油、復合隔熱油管研究干線摻余熱水：摻水管線進行內襯防腐處理停用加熱爐，站場供熱清潔化（二）地面簡化優化單井三管伴熱集油站內輸油緩沖罐（路27、路15）外輸泵外輸線留一聯閥組外輸換熱器 接轉站工藝現狀加熱爐供熱第 20 頁由于每口油井的產液量、含水率、產液溫度、輸送距離、管徑等參數不盡相同，部分井直接進行單管集油沿程溫降、摩阻過大（輸送距離長的井尤為明顯），無法滿足回站溫度、井口回壓要求，需開展單管常溫集油及配套工藝研究。單井至計量站（接轉站）間有三條管線：井流、熱水和回水，簡稱“三管伴熱”單井至計量站（接轉站）間有一條管線：井流，簡稱“單管集油”p三管伴熱改單管集油第 21 頁

14、建立多相流管道流動溫降及壓降計算模型，開發出集油管線運行管理系統，實現不同集油管網類型下管道內流體壓力、溫度等參數的計算，分析集油過程中壓降與溫度、液量等參數之間的定量關系，確定單管常溫集油邊界條件，指導集油工藝優化設計及運行方案。第 22 頁 依據計算結果：l 計算單井能夠實現：直接停伴熱水工藝，利舊原管線實施單管常溫集油；l 計算單井不能夠實現：通過簡短串接，使高含水油井帶低含水油井、井口溫度較高井帶井口溫度較低井，提高串接井組整體液量、含水率和溫度，降低集油過程中沿程摩阻、溫降，達到單管常溫輸送的目的。路27接轉站單井集油工藝優化實施情況統計第 23 頁 對于接轉站距離遠、輸送距離長、通

15、過串接后依舊無法滿足單管常溫輸送的井，選取高液量、高含水的串接首端井進行應用復合隔熱油管，提升首端井井口產液溫度，從而提升串接后混合液溫度，實現井組常溫輸送。p 復合隔熱油管工藝復合隔熱油管：通過在油管外（內）壁均勻包裹（襯）一層具有隔熱保溫功能、導熱系數低、防水性能好的隔熱材料，形成隔熱保溫層。第 24 頁 復合隔熱油管應用過程中，借助傳熱學理論，建立井筒溫度場模型，研究了井筒軸向、徑向各個點的溫度分布及散失機理，建立了優化仿真技術平臺，保證下深的科學性。建立井筒溫度模型 假設條件：（1）井筒中的傳熱為穩態傳熱,井筒周圍地層中的傳熱為非穩態傳熱；（2）井筒及地層中的熱損失是徑向的,不考慮沿井

16、深方向的傳熱；（3）井筒中任一截面上各點的溫度均相等。根據以上模型Qt(z)=Qt(z+dz)+Qr1(z)進行井筒總傳熱系數計算（包括液膜熱阻、油管導熱熱阻、隔熱層導熱熱阻等9項熱阻進行計算分析），得出以下公式：1lnlnlnlnln1()grolotocohgrogrogrogrogrogrogriliticicemlli flintubgrcrcascemrrrrrrrrrrrrrrrrkrhh h程序設計 應用節點分析法，建立了優化仿通過模擬井筒溫度分布，實現對復合隔熱油管應用位置、深度的優化設計，減少井筒熱能損失，為推廣應用提供了理論依據。計算模型分類 按隔熱油管在單井的下入深度進行

17、分類，則井下油管、隔熱層、液膜和污垢層、液面、套管、水泥環、地層有以下組合方式：第 25 頁 采用單一變量法原則，分別改變產液量、含水率、下泵深度進行分析，明確每種因素對復合隔熱油管的影響程度，形成選井標準。復合隔熱油管下入深度與井口溫度關系：隨著復合隔熱油管下深的增加，井口溫度逐漸升高，井口溫度增加幅度逐漸變小。產液量與井口溫度關系：產液量越高，井筒液體攜帶的熱量越多,井口溫度就越高。隨著液量增加，井口溫度增加值先提升后下降，復合隔熱油管存在提高溫度的極值。含水率與井口溫度關系：產液量一定，含水上升，井口溫度上升。在液量一定、復合隔熱油管下深一定時，隨著含水不斷增加井口溫度增加幅度不斷變小。

18、現場應用過程中，依托復合隔熱油管仿真優化技術的同時，綜合考慮油井產液量、含水率、地溫梯度、下管深度等條件選井，以至少提高井口溫度10確定條件為：第 26 頁 在復合隔熱油管推廣應用過程中，持續研究攻關、開發出了適合不同井況需求的外裹隔熱和內襯隔熱兩個技術系列，保證工藝的可靠性，共計應用10口井，平均每井井口產出液溫度提升12.4。外裹隔熱油管技術改進完善歷程圖加工油管73mm油管外徑95-96mm接箍外徑108-110mm耐溫130耐壓35MPa對應套管最小內徑121mm井斜30度對應抽油桿最大外徑25mm內襯隔熱油管技術改進完善歷程圖加工基礎油管89mm油管內徑53-54mm接箍外徑114m

19、m耐溫130耐壓35MPa對應套管最小內徑121mm對應抽油泵最大外徑44mm對應抽油桿最大外徑22mm 外裹復合隔熱油管：適應于井斜30度、井筒條件良好，不存在套管變形及錯段等復雜現象。內襯復合隔熱油管：能很好的適應于水平井及大斜度井，且要求井筒條件較為良好。第 27 頁p站外干線摻熱水單井至接轉站改單管集輸后，站內加熱爐主要作用是為接轉站至聯合站的干線輸送液體提供熱源，為徹底停用加熱爐，開展干線摻余熱水集輸，重點研究各站產液與余熱水配伍后的腐蝕結垢問題。摻水量：摻水量：250m3/d，90摻水量：摻水量：150m3/d，90摻水量：摻水量：250m3/d，90利舊原回水管利舊原回水管線為摻

20、水管線線為摻水管線利舊原熱回水管線為利舊原熱回水管線為摻水管線摻水管線利舊原回水管利舊原回水管線為摻水管線線為摻水管線第 28 頁 水質分析可知：（1）余熱水富含SO42-水質，易發生BaSO4沉積結垢。（2）余熱水質偏酸性。易發生CaCO3沉積結垢。（3）硫化物含量、SRB含量、礦化度和游離CO2含量較高，因此該水質存在一定的腐蝕性。（4）Fe2+含量為1.36 mg/L，間接反映該系統存在腐蝕性。留北油田各站取樣點水質分析數據表 取樣地點分析項目留北地熱站路3站外輸線路15站外輸泵路27站外輸泵K+Na+，mg/L1702132512281435Mg2+，mg/L12.012.021.01

21、5.0Ca2+，mg/L79.319.859.464.4Cl-，mg/L2259113916651972SO42-，mg/L142.51023.711.9HCO3-，mg/L749.21676650.6670.3CO32-，mg/L0.60.60.60.6礦化度，mg/L4944417236484168總硬度，mg/L247.298.9234.8222.5總堿度（以CaCO3計），mg/L614.51375533.6549.8水 型NaHCO3NaHCO3NaHCO3NaHCO3pH值6.787.707.137.21游離CO2，mg/L163.942.363.568.7硫化物（S2-），mg/

22、L3.6107.054.939.3Fe2+，mg/L1.363.851.120.51Ba2+，mg/L1.01.01.01.0細菌個/mLSRB2.5702.50.6TGB0.62.52.50.6IB0.60.60.60.6第 29 頁由數據看出：試驗溫度4060時，留北余熱水分別與路3站、路15站、路27站外輸液配伍后水質，室內CaCO3結垢趨勢隨溫度升高而升高。配伍后碳酸鈣結垢趨勢第 30 頁試驗水樣試驗溫度，腐蝕速度，mm/a腐蝕等級路3站外輸液+留北余熱水配伍比例1:0.3400.0154低450.0177低500.0454中600.0652中配伍比例1:0.4400.0134低450

23、.0144低500.0392中600.0548中配伍比例1:0.5400.0097低450.0137低500.0321中600.0533中試驗水樣試驗水樣試驗溫度，試驗溫度，腐蝕速度，腐蝕速度，mm/a腐蝕等級腐蝕等級路路15站外輸液站外輸液+留北余熱水留北余熱水配伍比例配伍比例1:0.3400.0257中中450.0276中中500.0351中中600.0478中中配伍比例配伍比例1:0.4400.0271中中450.0322中中500.0374中中600.0531中中配伍比例配伍比例1:0.5400.0391中中450.0417中中500.0461中中600.0545中中試驗水樣試驗溫度，

24、腐蝕速度，mm/a腐蝕等級路27站外輸液+留北余熱水配伍比例1:0.3400.0144低450.0167低500.0348中600.0572中配伍比例1:0.4400.0187低450.0287中500.0421中600.0605中配伍比例1:0.5400.0217低450.0331中500.0587中600.0628中配伍后腐蝕試驗數據由數據看出：試驗溫度4060時，留北余熱水分別與路3站、路15站、路27站外輸液配伍后水質，腐蝕趨勢隨溫度升高而升高。第 31 頁 根據試驗結果，現場采用HCC纖維增強復合防腐內襯技術,該技術以環氧樹脂作為基體,纖維作為增強體，其它助劑綜合作用，使防腐涂層材料

25、兼具防腐、力學性能，有效防止了腐蝕結垢給摻水、集油干線帶來的危害。序號項 目性 能 指 標試 驗 方 法1外 觀平整、光滑目 測2干燥時間(251)表干（h）4GB/T 17283實干（h）244固體含量（%）99GB/T 1725 5硬度（3H鉛筆）無劃痕GB/T 67396附著力（MPa）12GB/T 52107耐化學穩定性（常溫，90天）10%NaOH防腐層完整、無脫落、無起泡GB/T 927410%H2SO43%NaCl8耐鹽霧性（1000小時）1級GB/T 17719耐含油污水（100，1000小時）通過GB/T 1733（乙法）10耐原油（80，30天）通過GB/T 927411耐

26、彎曲（1.5，25）涂層無裂紋SY/T 0442 E標準12耐磨性（1000g/1000rCS17砂輪）80GB/T 176813沖擊強度（干膜厚度505m）60cmGB/T 173214耐陰極剝離（mm）(65,-1.5V,48小時)6SY/T 0442 C標準15簡支梁沖擊，kJ/m22GB/T 1043.116拉伸強度，MPa40GB/T 144717斷裂延伸率，%4GB/T 1447HCC纖維增強復合防腐內襯材料控制性能指標第 32 頁 現場施工包括清蠟、除垢、內涂等步驟，施工過程的檢驗采用全程內窺攝像裝置、管內爬行機器人等裝置，保證施工質量達標。清蠟除垢要求金屬表面裸露率達到70%以

27、上，部分有垢管道，剩余垢層厚度不超過1mm。噴砂除銹完成后采用全程內窺攝像裝置進行檢驗，要求金屬表面處理達到Sa2.5級爬行機器人性能l過彎半徑：可通過4D彎頭；l爬升角度：可垂直爬升；l信號傳輸：無線即時傳輸；l行進控制：無線控制，可進可退；l行進距離：單向400m，往復200m；l涂層測厚和攝像功能第 33 頁 管線防腐內襯后，將余熱水通過接轉站直接摻至干線，由余熱水混合單井來液進行升溫后外輸，達到了徹底停用接轉站加熱爐的目的。路27站示例：余熱水進站后先通過換熱器，換熱后余熱水與產出液混合后外輸至留一聯。第 34 頁 單井集油工藝優化、干線摻余熱水后，實現了采出液余熱直接利用，取代了間接

28、換熱維溫的三管伴熱集油工藝，徹底停用站場加熱爐，系統熱負荷得以進一步下降。留北地面干線摻水示意圖留北地面優化后管網示意圖余熱站余熱站第 35 頁潛山提液后的高溫余熱水在滿足地面系統的用熱同時，也為余熱水發電提供了條件。調研目前國內外采用的余熱發電技術，其中雙循環發電技術（有機朗肯循環發電為代表）尤其適用于中低溫地熱資源。（三）中低溫余熱水發電類型發電原理適用范圍特點備注實例干蒸汽發電技術從蒸汽井出來的干蒸汽，首先進入分離器，將粒徑大于10m的固體雜質去除，然后干凈的干蒸汽進入汽輪機，通過帶動汽輪機進而推動發電機進行發電。做功后的蒸汽，可直接排入大氣，也可用于工業生產中的加熱過程適用于溫度大于1

29、60的高溫地熱發電工藝簡單，技術成熟，安全可靠，應用廣。設備同常規火電設備。熱效率為10%15%干蒸汽法要求蒸汽中不能含有粒徑大于10um的巖屑等固體雜質拉德瑞羅地熱發電站(意大利，1904)擴容蒸汽發電技術從地熱井中采出的地熱蒸汽，先需通過汽水分離器將地熱蒸汽與水進行分離，分離出的地熱蒸汽(又稱一次蒸汽)進入汽輪機，驅動發電機進行發電:分離出的地熱水進入擴容器(閃蒸器或減壓器)后，由于壓力的降低，其中一部分又汽化成壓力低的地熱燕汽(通常稱為二次蒸汽)。該部分蒸汽也被用于驅動汽輪機發電適用于溫度介于90160的中溫地熱發電一般擴容法發電要經過多極減壓。從而獲得更多的蒸汽如果經過擴容減壓，地熱水

30、的溫 度降低到100以下，熱力系統將會在負壓狀志下工作，易導致發電過后的地熱尾水溫度偏高，熱利用效率降低羊八井(閃蒸,24.18MW；廣東豐順鄧星0.3MW雙循環(雙工質)發電技術將地熱水的熱量傳給某種低沸點介質(如丁烷，氟利品等)。由低沸點介質推動汽輪機來發電適用于溫度介于50100的中低溫地熱發電由地熱水系統和低沸點介質系統組成從經濟性考慮，一般溫度在90以下宜直接供熱-雙循環井下換熱發電技術通過將換熱器制作成U型或同軸管的形式，在井下將地熱水的熱量傳給某發電種低沸點介質，由低沸點介質推動汽輪機來發電該技術利用的是地熱水的熱量，而無需將地熱水抽出-第 36 頁有機朗肯循環發電系統示意圖原理

31、：通常由蒸發器、膨脹發電機、冷凝器和工質泵四大部件組成。首先，液態有機工質通過蒸發器從低溫熱源處吸收熱量，產生具有一定溫度和壓力的有機工質蒸汽，蒸汽輸送到膨脹機做功，帶動發電機發電。從膨脹機中排出的工質在冷凝器中實現放熱，成為液態，最后通過工質泵加壓重新回到蒸發器中吸熱，如此循環工作，源源不斷輸出電能。熱源蒸發器膨脹發電機工質泵電力冷凝器冷卻p 有機朗肯循環（ORC）發電第 37 頁ORC余熱發電技術核心設備為膨脹機，膨脹機有螺桿膨脹機、向心透平式膨脹機，綜合考慮膨脹效率、穩定性、維護成本等特點，優選向心透平式膨脹機開展余熱發電。螺桿膨脹機：通過兩個螺桿轉子轉動嚙合的齒間容積變化實現壓縮或膨脹

32、。進氣 膨脹 排氣向心透平式ORC膨脹機：通過高壓氣體在葉輪與蝸殼內絕熱膨脹，推動葉輪旋轉做功。名稱向心透平ORC螺桿式ORC系統簡單（預熱器內置，無外置油分等）復雜膨脹機原理速度式容積式噪聲噪音低 80dBA（氣流連續無脈沖）噪音高 85dBA等熵膨脹效率80-90%65-75%工質泄漏無泄漏（透平-發電機一體化設計）有泄漏（透平-發電機分體設計）可靠性可靠性高（系統簡單，模塊化生產）可靠性低（系統復雜，定制化生產）發電量10-12%6-8%，而且逐年下降第 38 頁 向心透平發電機組的核心部件為蒸發器，針對水質高腐蝕、易結垢、含氣的特點特性，通過以下技術保證蒸發器能直接利用余熱水。結構：流

33、道：震蕩管理：專門優化幾何設計流道，盡最大可能加大流量及換熱，減少沉淀。為可拆洗的墊圈式板式換熱器在余熱水通過換熱器時，優化水道震蕩管理，減少沉淀。CIP技術：不用拆卸，利用化學制劑完成快速高效結垢清除。材質：鈦合金板材反沖洗技術：換熱器設計反沖洗設計，可自動反沖，減少沉淀結垢。結垢監控：在蒸發器熱水入口及出口安裝壓力傳感器，壓力變化信息實時由ORC控制系統監控，在壓差值達到一定限值后啟動上述裝置，必要時報警并及時根據情況采取必要措施。第 39 頁冷卻系統：采用風冷的方式，冷卻水流經冷凝器帶走工質熱量，后經風機后對流換熱后降溫，進入下一個循環。冷凝器冷凝器風機風機冷卻水系統l秋冬季自耗電低；l

34、水系統維護成本低；l無水耗，適合北方缺水地區；第 40 頁 2022年在留北余熱站建設100kW發電機組，采用余熱水進行發電，供水量720m3/d，發電前進水溫度105-110，發電后余熱水溫度80，日上網電量最高達824度，噸液發電2.5度，實現了效益發電。第 41 頁日期日運行小時數天氣最高0c天氣最低0c流量m3熱水進口溫度（）發電后水溫上網電量kWh自用電量kWh5.910166283110780528225.10 1621133010780200345.11 201914301088044605.12 17157311068052605.13 24218311078046005.14

35、 242011301088040805.15 2324133210780262505.16 22281430107802241195.17 24301331108801421965.18 24281328107801061745.19 2329152510780110145 2022年5月份給機組水量30方/小時，熱水進口溫度107度，出口80度左右，發電數據來看，主要變化參數為外界環境溫度，太陽直射加氣溫升高，導致系統冷卻系統效率變低，散熱電耗明顯增加，系統發電量下降較為明顯。第 42 頁8月底以來，由于熱水進口溫度明顯提升（107提升至115），環境日平均溫度一定程度降低，機組運行效率提升

36、明顯，日純發電量達到700余度。日期日運行小時數天氣最高0c天氣最低0c流量m3熱水進口溫度（）發電后水溫上網電量kWh自用電量kWh8.31830183511580154589.11030183811478442769.216301840115836121029.32028184011583806489.417312033115865321229.52431213311586766169.6243116351158882409.72333143811592634189.82232163511592638109.92331183611592688109.10243118381159272609

37、.11243117401159175009.1224321742115917100第 43 頁 現場應用來看：一是環境溫度對機組上網電量影響較大，夏季當環境溫度達到或超過30時，發電機運行效益向負效益反轉，環境溫度在15及以下，發電效果較好。二是需優化風冷系統，降低冷卻系統自耗電，同時提升系統夏季冷卻效果。機組需求熱水量機組凈發電量節約電費回注壓力運行不同臺機組需回注總電耗生產系統用熱固定需回注發電導致額外回注電量效益方/天度/天元/天MPa度/天度/天度/天元/天840824304.8841646.41646.40304.88第 44 頁（四）清洗油管、含油污泥處理工藝 利用高溫余熱水對稠油

38、、結蠟油管進行清洗,清洗油管后的含油污水通過回水泵輸送回余熱站，通過留北余熱站配套建設的污油回收裝置，實現工業“三廢”零外排。余熱水氣液分離器油管檢測站油管清洗箱沉降罐提液井回灌系統回灌井污油回收進留一聯生產系統p清洗油管工藝 利用發電后的余熱水清洗油管、處理含油污泥，形成余熱資源綜合利用模式，進一步助力清潔生產。第 45 頁油管油管上料架上料架單滾傳輸單滾傳輸外沖洗管壁外沖洗管壁下料下料成品架成品架外壁刷洗外壁刷洗原油收集原油收集清洗箱清洗箱內壁沖洗內壁沖洗高溫余熱水高溫余熱水l可以進行清洗機的所有參數設定；l可以實時觀測鋼管的位置；l可以實時觀測各設備的運行狀態和實時參數；l可以提供實時報

39、警和處置方法第 46 頁利用高溫采出液為油管場清洗油管，年清洗油管達10萬余根。油管清洗前油管清洗后適用管徑：48-114的油管適用長度：7.6m10m清洗速度：80-120根/小時，可調清洗效果：表面無油污、可見金屬本色第 47 頁污油污泥預處理（人工分揀）細料池離心機晾曬區（固相）進料池沉降池（液相）余熱站3000方沉降罐加藥（絮凝劑等）油泥堆放池絞龍負壓排泥作業產出液集水池砂石濾料清洗回收利用液相去留一站 新建凈化點，利用余熱水對砂石濾料、作業廢液、含油污泥進行處理，油、水資源均回收至系統，污泥減量92%以上，落實綠色發展理念，最大程度提升資源的循環可持續供給，實現含油污泥減量化、無害化

40、、資源化處理，解決了落地污油綠色環?；厥盏碾y題，年回收落地原油七百余噸。p含油污泥處理工藝第 48 頁 余熱井通過大排量提液大幅提升產出液溫度，產出液首先用于發電，發電尾水用于清洗油管、含油污泥處理，最后用于地面簡化優化，形成了余熱資源階梯式綜合利用模式。提液發電清洗油管等地面簡化優化1背景2現狀與技術路線3關鍵技術4取得效益5結論及建議目錄 CONTENTS第 50 頁 通過開展采出液余熱綜合開發利用技術研究，研究應用油井大排量提液、地面簡化優化配套工藝等，年減少碳排放8080.89噸。序號項目節約燃油/t節電/104kwh年發電/104kwh節約用工/人合計年減少碳排放/t備注1塔機+雙作

41、用泵提液工藝103.36 913.98 2地面簡化優化配套工藝200066.00 166740.24 3含油中低溫余熱水發電工藝9.1當年運行4個月4清洗油管、含油污泥處理工藝48.25 426.67 合計8080.89 1背景2現狀與技術路線3關鍵技術4取得效益5結論及建議目錄 CONTENTS第 52 頁 通過開展余熱井舉升工藝創新、應用新型發電工藝、地面工藝簡化優化等，取代了區域內加熱爐供熱、實現了余熱水效益發電及梯級利用，走出了一條可借鑒的、可持續發展的潛山余熱資源規模應用的“華北之路”。第 53 頁 前景展望：按照油氣和新能源分公司建設一批規模以上的示范項目要求，結合留北油田余熱利用，在留北油田建設光伏發電，新建清潔電力裝機5.27MW，構建余熱綜合高效利用和風光發電一體化協同發展模式，全力打造留北油田零化石能源消耗示范區。留北油田零化石能源消耗示范區建設規劃平面圖匯報完畢 感謝觀看