一種太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種節(jié)能環(huán)保、加熱效率高的太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺(tái)光錐，耦合光纖束，纏繞在液油軟管外周的水銀回路帶，以及循環(huán)泵，利用所述太陽光線采集器采集太陽光線，采集的太陽光線通過光闌、聚焦透鏡、圓臺(tái)光錐、光纖束對油路多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行輻照，以提升油路中液油溫度。
【專利說明】
一種太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國際經(jīng)濟(jì)形勢的惡化，石油國際價(jià)格跌幅巨大，一些開采成本高企的油企不得不減產(chǎn)或面臨被市場淘汰的風(fēng)險(xiǎn)，而隨著逐年開采，枯油井?dāng)?shù)量也逐次增多，與之相伴的是，這些油井中高凝稠度和高含蠟石油的比重越來越大，使用常規(guī)采油方式將面臨很大的困難。例如我國的大慶油田，早些年就已經(jīng)開始往油井里注水，以其降低其凝稠度。這樣的開采方法盡管湊效，但是開采成本太高，推油的效果也不甚理想。國際上目前通行的是對推油桿進(jìn)行改造，例如采用空心加熱推油桿，一邊對原油進(jìn)行加熱，一邊推油，但是這樣比較耗費(fèi)資源，進(jìn)一步推升了成本。
[0003]隨著太陽能技術(shù)的發(fā)展，在有些油田已經(jīng)開始適用太陽能加熱系統(tǒng)對稠油進(jìn)行加熱，將液油溫度升高，從而消除石蠟，降低凝稠度。也即設(shè)計(jì)一個(gè)循環(huán)回路，通過一個(gè)四通閥連接該回路和推油桿及磕頭機(jī)，其中，在該回路上設(shè)計(jì)一個(gè)太陽能加熱裝置(主要是真空集熱管束)，對高壓軟管中的液油加熱，但是，通過該太陽能加熱裝置對高壓軟管加熱并不理想，仍然需要輔助燃?xì)庋b置(有的輔助風(fēng)能轉(zhuǎn)化成熱能)進(jìn)一步升高軟管中液油的溫度。
[0004]有一些方案中，利用太陽能加熱循環(huán)水，產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入原油管線，從而利用蒸汽對原油進(jìn)行加熱。但是該方案中需要對蒸汽進(jìn)行加壓處理，需要設(shè)計(jì)蒸汽系統(tǒng)，成本也不低。
[0005]還有一些技術(shù)方案，直接將油路設(shè)計(jì)在波導(dǎo)管中，利用太陽能加微波的方式進(jìn)行加熱，但是該方案一方面存在光污染風(fēng)險(xiǎn)，另一方面波導(dǎo)管作為油路軟管成本過高，而且很容易損壞。
[0006]在我國新疆大部，太陽能資源非常豐富，如果能夠加以大力利用，將大大降低我國戈壁油田的開采成本。
[0007]基于此，本發(fā)明在此基礎(chǔ)上提高太陽能利用效率，設(shè)計(jì)水銀回路，直接采用太陽能加熱系統(tǒng)，無需加熱介質(zhì)進(jìn)入油路管線，無需另外設(shè)計(jì)燃?xì)庋b置而實(shí)現(xiàn)消除石蠟，降低稠度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]鑒于此，本發(fā)明提供一種節(jié)能環(huán)保、加熱效率高的太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)。
[0009]具體的，本發(fā)明提供一種太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺(tái)光錐，耦合光纖束，纏繞在液油軟管外周的水銀回路帶，以及循環(huán)栗，利用所述太陽光線采集器采集太陽光線，采集的太陽光線通過光闌射入聚焦透鏡，經(jīng)聚焦透鏡聚焦后射入圓臺(tái)光錐中，從所述圓臺(tái)光錐出射的光射入光纖束中，各光纖束出射的光同時(shí)對油路多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行輻照，以提升油路中液油溫度，其中，所述光闌用于控制入光量，所述水銀回路用于冷卻油路，將其溫度穩(wěn)定在130-140攝氏度，所述循環(huán)栗用于水銀回路的循環(huán)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，所述太陽光線采集器為凹面鏡。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，所述圓臺(tái)光錐底面與光纖束接合。
[0012]根據(jù)本發(fā)明，所述光纖可以采用塑料光纖，也可以使用石英光纖，從設(shè)計(jì)上容易性上考慮，優(yōu)選采用石英光纖，這樣便于對圓臺(tái)圓錐進(jìn)行多樣性光學(xué)設(shè)計(jì)，以射出更理想光線。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，由于設(shè)計(jì)光纖束對油路直接輻照加熱，所以無需集熱管，無需蒸汽系統(tǒng)，直接實(shí)現(xiàn)對液油軟管內(nèi)液油加熱。查閱全球主要國家專利文獻(xiàn)，并未發(fā)現(xiàn)有相同思路技術(shù)方案，主要原因在于設(shè)計(jì)多路光纖傳輸高能光線容易達(dá)到液油燃點(diǎn)溫度，全程不好把控，但是，如果在光線采集裝置設(shè)置光闌，根據(jù)油路中實(shí)際溫度而控制入光量的大小，并且在軟管外周設(shè)置水銀冷卻回路，則可以將點(diǎn)著燃油的風(fēng)險(xiǎn)基本降低到零。同時(shí)，通過置入圓臺(tái)光錐，對圓臺(tái)光錐進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步控制光能大小，使軟管達(dá)到理想的溫度。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，由于僅僅在加熱系統(tǒng)中使用了廉價(jià)的光纖、水銀，所以大大降低開采成本。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作出詳細(xì)的說明。
[0016]本發(fā)明的太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺(tái)光錐，耦合光纖束，纏繞在液油軟管外周的水銀回路帶，以及循環(huán)栗，利用所述太陽光線采集器采集太陽光線，采集的太陽光線通過光闌射入聚焦透鏡，經(jīng)聚焦透鏡聚焦后射入圓臺(tái)光錐中，從所述圓臺(tái)光錐出射的光射入光纖束中，各光纖束出射的光同時(shí)對油路多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行輻照，以提升油路中液油溫度，其中，所述光闌用于控制入光量，所述水銀回路用于冷卻油路，將其溫度穩(wěn)定在130-140攝氏度，所述循環(huán)栗用于水銀回路的循環(huán)。
[0017]本發(fā)明中，所述太陽光線采集器為凹面鏡。也可以采用其他的聚光裝置，例如凸透鏡等，在廣袤的戈壁油田，優(yōu)選采用凹面鏡，這樣能夠會(huì)聚更多的光線，能夠更多利用太陽能。凹面鏡的直徑優(yōu)選為2米，可以根據(jù)當(dāng)?shù)毓庹諚l件進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。作為該采集器，最好設(shè)計(jì)成能夠跟蹤太陽的陽光采集器，這樣，可以保證全白天都能夠利用太陽能。
[0018]另外，在夜間作業(yè)的場合，可以配合使用太陽能電池板，這樣能夠?qū)⑻柲艽鎯?chǔ)起來，以供夜間加熱使用，或者是，配合使用太陽能集熱管，這樣也能夠節(jié)省部分能源。
[0019]本發(fā)明中，所述圓臺(tái)光錐底面與光纖束接合。該圓臺(tái)光錐作為光線耦合部件與所述光纖束相耦合，該光錐圓臺(tái)小面承接來自聚光透鏡的光線，在其內(nèi)部進(jìn)行全反射，然后從該光錐底面射出至光纖束中。由于射入光纖束中的光束為高能光束，所以，需要該光纖具有很強(qiáng)的耐受性。
[0020]本發(fā)明中，所述光纖可以采用塑料光纖，也可以使用石英光纖，從設(shè)計(jì)上容易性上考慮，優(yōu)選采用石英光纖，這樣便于對圓臺(tái)圓錐進(jìn)行多樣性光學(xué)設(shè)計(jì)，以射出更理想光線。
[0021]本發(fā)明中，在光線采集裝置設(shè)置光闌，根據(jù)油路中實(shí)際溫度而控制入光量的大小，并且在軟管外周設(shè)置水銀冷卻回路，大大降低點(diǎn)著燃油的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，通過置入圓臺(tái)光錐，對圓臺(tái)光錐進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，可以進(jìn)一步控制光能大小，使軟管達(dá)到理想的溫度。
[0022]根據(jù)本發(fā)明，由于設(shè)計(jì)光纖束對油路直接輻照加熱，所以無需集熱管，無需蒸汽系統(tǒng)，直接實(shí)現(xiàn)對液油軟管內(nèi)液油加熱。
[0023]根據(jù)本發(fā)明，由于僅僅在加熱系統(tǒng)中使用了廉價(jià)的光纖、水銀，所以大大降低開采成本。
[0024]實(shí)際上，由于需要將光纖中的光線導(dǎo)入油路，所以，需要在油路上開設(shè)光纖導(dǎo)入窗口，因?yàn)樾枰獙饫w輻照點(diǎn)溫度實(shí)時(shí)把控，所以需要在光纖束末端加裝溫度傳感器。
[0025]作為冷卻回路的一部分，循環(huán)栗應(yīng)該置于封閉環(huán)境中，以防止水銀揮發(fā)。
[0026]以上通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明做出詳細(xì)說明，但需要說明的是，本發(fā)明并不限于該具體實(shí)施例，本發(fā)明可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行各種修飾和變更。凡不脫離本發(fā)明的精神和原則所作的任何修改等等同物，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺(tái)光錐，耦合光纖束，纏繞在液油軟管外周的水銀回路帶，以及循環(huán)栗，利用所述太陽光線采集器采集太陽光線，采集的太陽光線通過光闌射入聚焦透鏡，經(jīng)聚焦透鏡聚焦后射入圓臺(tái)光錐中，從所述圓臺(tái)光錐出射的光射入光纖束中，各光纖束出射的光同時(shí)對油路多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行輻照，以提升油路中液油溫度，其中，所述光闌用于控制入光量，所述水銀回路用于冷卻油路，將其溫度穩(wěn)定在130-140攝氏度，所述循環(huán)栗用于水銀回路的循環(huán)。2.如權(quán)利要求1所述太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽光線采集器為凹面鏡。3.如權(quán)利要求1所述太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述圓臺(tái)光錐底面與光纖束接合。4.如權(quán)利要求1所述太陽能稠油循環(huán)加熱系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖可以采用塑料光纖，也可以使用石英光纖。
【文檔編號(hào)】F24J2/40GK105865047SQ201610209780
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】侯緒華
【申請人】侯緒華