一種太陽能稠油循環加熱系統的制作方法
【專利摘要】一種節能環保、加熱效率高的太陽能稠油循環加熱系統，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺光錐，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、圓臺光錐、光纖束對油路多個點進行輻照，以提升油路中液油溫度。
【專利說明】
一種太陽能稠油循環加熱系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種太陽能稠油循環加熱系統。
【背景技術】
[0002]隨著國際經濟形勢的惡化，石油國際價格跌幅巨大，一些開采成本高企的油企不得不減產或面臨被市場淘汰的風險，而隨著逐年開采，枯油井數量也逐次增多，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行改造，例如采用空心加熱推油桿，一邊對原油進行加熱，一邊推油，但是這樣比較耗費資源，進一步推升了成本。
[0003]隨著太陽能技術的發展，在有些油田已經開始適用太陽能加熱系統對稠油進行加熱，將液油溫度升高，從而消除石蠟，降低凝稠度。也即設計一個循環回路，通過一個四通閥連接該回路和推油桿及磕頭機，其中，在該回路上設計一個太陽能加熱裝置(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，仍然需要輔助燃氣裝置(有的輔助風能轉化成熱能)進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水，產生的蒸汽進入原油管線，從而利用蒸汽對原油進行加熱。但是該方案中需要對蒸汽進行加壓處理，需要設計蒸汽系統，成本也不低。
[0005]還有一些技術方案，直接將油路設計在波導管中，利用太陽能加微波的方式進行加熱，但是該方案一方面存在光污染風險，另一方面波導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，本發明在此基礎上提高太陽能利用效率，設計水銀回路，直接采用太陽能加熱系統，無需加熱介質進入油路管線，無需另外設計燃氣裝置而實現消除石蠟，降低稠度。
【發明內容】
[0008]鑒于此，本發明提供一種節能環保、加熱效率高的太陽能稠油循環加熱系統。
[0009]具體的，本發明提供一種太陽能稠油循環加熱系統，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺光錐，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，經聚焦透鏡聚焦后射入圓臺光錐中，從所述圓臺光錐出射的光射入光纖束中，各光纖束出射的光同時對油路多個點進行輻照，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，將其溫度穩定在130-140攝氏度，所述循環栗用于水銀回路的循環。
[0010]根據本發明，所述太陽光線采集器為凹面鏡。
[0011]根據本發明，所述圓臺光錐底面與光纖束接合。
[0012]根據本發明，所述光纖可以采用塑料光纖，也可以使用石英光纖，從設計上容易性上考慮，優選采用石英光纖，這樣便于對圓臺圓錐進行多樣性光學設計，以射出更理想光線。
[0013]根據本發明，由于設計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，直接實現對液油軟管內液油加熱。查閱全球主要國家專利文獻，并未發現有相同思路技術方案，主要原因在于設計多路光纖傳輸高能光線容易達到液油燃點溫度，全程不好把控，但是，如果在光線采集裝置設置光闌，根據油路中實際溫度而控制入光量的大小，并且在軟管外周設置水銀冷卻回路，則可以將點著燃油的風險基本降低到零。同時，通過置入圓臺光錐，對圓臺光錐進行光學設計，可以進一步控制光能大小，使軟管達到理想的溫度。
[0014]根據本發明，由于僅僅在加熱系統中使用了廉價的光纖、水銀，所以大大降低開采成本。
【具體實施方式】
[0015]下面通過【具體實施方式】對本發明作出詳細的說明。
[0016]本發明的太陽能稠油循環加熱系統，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺光錐，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，經聚焦透鏡聚焦后射入圓臺光錐中，從所述圓臺光錐出射的光射入光纖束中，各光纖束出射的光同時對油路多個點進行輻照，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，將其溫度穩定在130-140攝氏度，所述循環栗用于水銀回路的循環。
[0017]本發明中，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，優選采用凹面鏡，這樣能夠會聚更多的光線，能夠更多利用太陽能。凹面鏡的直徑優選為2米，可以根據當地光照條件進行相關設置。作為該采集器，最好設計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，在夜間作業的場合，可以配合使用太陽能電池板，這樣能夠將太陽能存儲起來，以供夜間加熱使用，或者是，配合使用太陽能集熱管，這樣也能夠節省部分能源。
[0019]本發明中，所述圓臺光錐底面與光纖束接合。該圓臺光錐作為光線耦合部件與所述光纖束相耦合，該光錐圓臺小面承接來自聚光透鏡的光線，在其內部進行全反射，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的耐受性。
[0020]本發明中，所述光纖可以采用塑料光纖，也可以使用石英光纖，從設計上容易性上考慮，優選采用石英光纖，這樣便于對圓臺圓錐進行多樣性光學設計，以射出更理想光線。
[0021]本發明中，在光線采集裝置設置光闌，根據油路中實際溫度而控制入光量的大小，并且在軟管外周設置水銀冷卻回路，大大降低點著燃油的風險。同時，通過置入圓臺光錐，對圓臺光錐進行光學設計，可以進一步控制光能大小，使軟管達到理想的溫度。
[0022]根據本發明，由于設計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，直接實現對液油軟管內液油加熱。
[0023]根據本發明，由于僅僅在加熱系統中使用了廉價的光纖、水銀，所以大大降低開采成本。
[0024]實際上，由于需要將光纖中的光線導入油路，所以，需要在油路上開設光纖導入窗口，因為需要對光纖輻照點溫度實時把控，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，循環栗應該置于封閉環境中，以防止水銀揮發。
[0026]以上通過【具體實施方式】對本發明做出詳細說明，但需要說明的是，本發明并不限于該具體實施例，本發明可以在此基礎上進行各種修飾和變更。凡不脫離本發明的精神和原則所作的任何修改等等同物，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種太陽能稠油循環加熱系統，其特征在于，包括太陽光線采集器，光闌，聚焦透鏡，圓臺光錐，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，經聚焦透鏡聚焦后射入圓臺光錐中，從所述圓臺光錐出射的光射入光纖束中，各光纖束出射的光同時對油路多個點進行輻照，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，將其溫度穩定在130-140攝氏度，所述循環栗用于水銀回路的循環。2.如權利要求1所述太陽能稠油循環加熱系統，其特征在于，所述太陽光線采集器為凹面鏡。3.如權利要求1所述太陽能稠油循環加熱系統，其特征在于，所述圓臺光錐底面與光纖束接合。4.如權利要求1所述太陽能稠油循環加熱系統，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】F24J2/40GK105865047SQ201610209780
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月6日
【發明人】侯緒華
【申請人】侯緒華