21世纪，现代工业和现代智能化生活的飞速发展使得人们对能源有着巨大的需求。石油是能源的重要组成部分，对经济发展和社会稳定起到极为重要的作用。我国石油储量较低。根据2017年中国矿产资源报告显示，截止2016年底，我国石油地质资源量1257亿吨，可采资源量301亿吨，剩余技术可采储量仅为35亿吨，占全球的1.5%，排名第13位，小于美国俄罗斯等国家，储量前景不容乐观。中石油经济技术研究院2016年《国内外油气行业发展报告》显示，我国原油对外依存度已超过 65%。随着石油的开采难度不断增大，以及原油的价格震荡等诸多原因，使得稠油开采迎来的新的机遇。
稠油是沥青质和胶质含量较高、粘度较大的原油，在国外亦称重质原油。而且原油流动阻力大，难以经济有效进行开发。渤海油田稠油储量规模巨大，但目前动用程度较低，由于粘度的影响，使得其一般不易流动或不能流动。这使得开采的技术与开采成本成为需要解决的技术难题。
稠油热采主要包括火烧油层、蒸汽驱、热水驱、蒸汽吞吐等方法。随着技术的发展，蒸汽吞吐和蒸汽驱动采油已经成为最广泛的、应用规模最大的稠油开采方法。
在注蒸汽的开采过程中，蒸汽发生器是不可或缺的设备之一。需要在地面建设蒸汽站生产蒸汽，在通过管道和各个油井的井筒输送到油层之中加热油层。由于热损失的原因，蒸汽从地面到达油层时已经大量消耗成为热水，严重消耗能源并污染环境。同时设备的可移动性和占地面积较大，不易搬迁，不适合海上平台采油需求。
针对地面蒸汽锅炉存在的问题，上个世纪70年代，美国能源部提出了“深井”计划，开始研发井下蒸汽发生器(DSG-Downhole Steam Generator)。井下蒸汽发生器采用燃烧产物和水直接混合产生蒸汽的方式。燃烧产物和高温蒸汽直接排放到油层，无热量损失、无污染物排出、无地面锅炉设备，和传统蒸汽站相比，高效低污染，技术理念先进。
我国的稠油资源情况与国外有很大的不同，我国的稠油资源相当丰富，但大多数油藏埋藏在非常神的地层，深度一般要比美国、加拿大等深1-3倍，稠油的粘度也比国外大数倍。油层与地面距离大约在两千米左右。目前我国原油年产量为2亿吨，其中稠油产量为2000万吨，只占原油产量的10%。尽管井下蒸汽发生器目前还未有大规模的应用，但如果井下蒸汽发生器技术应用于我国的稠油开采，使得稠油产量得到大幅度的提升，将对我过的原油开采以及能源安全产生重大的影响。
因此针对目前我国稠油储藏量大，油层位置深，稠油开采困难的现状，井下蒸汽发生器便于移动，占地面积小，热效率高、无损失加热油层的优势，使得开发具有可以应用到现有井筒中具有自主知识产权的井下蒸汽发生器将成为稠油热采的关键技术课题。也正是本文研究的目的与意义所在。
美国菲利普石油公司的R.V. Smith发明了第一台井下蒸汽发生器，并在1969年申请了专利（US3456721A）。1973年的石油禁运造成国际市场原油价格暴涨，1976年美国能源部（DOE）提出“深井注汽项目”（Project Deep Steam），旨在开发世界范围内储量巨大的深层稠油资源，以期降低原油价格，项目为期4年，研究经费2300万美元，由美国桑迪亚（Sandia）国家实验室负责研制井下蒸汽发生器。直燃蒸汽发生器的开发不仅表明，它可以成为现有重油储层中的一种有效的强化采油(EOR)技术，而且还为已知存在于美国2500英尺以下的50-70亿桶重油提供了一种可行的开采方法。
开发计划的最后一步是在油田部署一台井下蒸汽发生器(DHSG)，以证明其运行的可靠性，并评估蒸汽/排气产品组合流出物对油藏的影响。桑迪亚国家实验室与长滩市达成协议，在加利福尼亚州长滩市的威尔明顿油田放置两个直接接触的高压燃烧器。
经实验，高压、直接接触蒸汽发生器在油田环境中的井下作业已完成较长时间。该发生器以柴油为燃料，使用空气作为氧化剂，运行可靠，并经历了多次与地面设备相关的停机，没有损坏燃烧器。该装置的重启已经完成，最初使用电热塞，最后使用自然燃料启动。在两个月的时间间隔内，发电机在超过77%的时间内产生了3~4.1MMBtu/hr的热量；几乎所有的停机是由地面空气压缩机的的问题产生的。在每次停机过程中，控制系统都会检测到不正确的参数值，并通过切断燃油流量自动停止燃烧。
由于燃烧罐中的腐蚀、氧化和热应力效应，燃烧柴油和氧气的系统被证明不太可靠。几个设计上的变化已经改善了这种设计的性能，但是需要额外的开发来提供长期的运行方案。
