CN101269374A - 用于采油设备清洗的混合气体发生装置 - Google Patents

Abstract

用于采油设备清洗的混合气体发生装置是一种工作原理科学、工艺技术可靠、易于操作、移动方便、节能高效的混合气体发生装置，燃烧段(7)位于该装置的中间，其一端与头部(1)连接，另一端与混合段(13)连接；在头部中设有配风器(2)、喷油嘴(3)、火花塞(5)，冷却水室(4)，风帽(6)；燃烧段为一个圆筒状结构，其中间是燃烧室(10)，燃烧室外侧是隔热套(9)，隔热套外侧是冷却水套(8)；混合段(13)为一个空心的柱状，其中间空心的部分是混合室腔(14)，该混合段与燃烧段相接的一端设有混合室(17)第一组喷水孔(11)、第二组喷水孔(12)，进水接头(16)与第二组喷水孔相接，进水接头(18)与第一组喷水孔相接；出口法兰(15)位于混合段的外端。

Description

用于采油设备清洗的混合气体发生装置

技术领域

本发明涉及用于采油设备清洗的混合气体发生装置，属于石油开采设备清洗的装置制造的技术领域。

背景技术

在石油开采过程中，一些相关设备如地面输油管线、井筒(尤其是高含蜡井)、储油大罐、井口阀组以及抽油杆、抽油泵等其它井口作业工具经常粘满油污，这不仅造成原油的浪费，而且往往会增加阻力，直接影响原油产量，尤其是寒冷季节冰冻雪盖会影响这些设备的正常工作。

长期以来，我国油田采油设备的清洗一直单纯使用高压锅炉蒸汽进行清洗化冻，实践表明，单纯以蒸汽为清洗剂除污效果并不理想，清洗工作时间长，蒸汽消耗量大，清洗成本较高。

以高压锅炉蒸汽为技术特征的单纯蒸汽清洗工艺还存在许多不足。例如：锅炉排烟造成较大热损失；设备投资及运行成本高；特别是整套设备的移动性极差，难以适应油井分散作业的要求，固定的锅炉房需要铺设较长的蒸汽管线，使得设备投资及管线维护成本进一步提高。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种工作原理科学、工艺技术可靠、易于操作、移动方便、节能高效的用于采油设备清洗的混合气体清洗机，从而为石油开采设备的清洗创造出一种新的替代工艺。

技术方案：该装置的作用就是使用柴油为燃料，以空气为氧化剂，混合燃烧后产生高温的烟气，再喷水进行调温，产生主要由N₂、CO₂和水蒸汽(H₂O)组成的混合气体，用于采油设备的清洗。混合气体的温度、气/汽比例可视操作现场要求进行实时调节。该装置主要应用于石油开采设备的清洗，将该装置产生的混合气体直接冲刷喷洗采油设备，可有效提高采油设备的工作效率，节约大量高压蒸汽，形成一种替代传统的以高压锅炉蒸汽为清洗剂的石油开采设备清洗新工艺。

为达到上述目的，本发明采用的用于采油设备清洗的混合气体发生装置包括头部、燃烧段、混合段三个部分，其中，燃烧段位于该装置的中间，燃烧段的一端与头部连接，另一端与混合段连接；在头部中设有配风器、喷油嘴、火花塞，冷却水室，风帽；燃烧段为一个圆筒状结构，其中间是燃烧室，燃烧室外侧是隔热套，隔热套外侧是冷却水套；混合段为一个空心的柱状，其中间空心的部分是混合室腔，该混合段与燃烧段相接的一端设有混合室，在混合室处设有第一组喷水孔、第二组喷水孔，进水接头与第二组喷水孔相接，进水接头与第一组喷水孔相接；出口法兰位于混合段的外端。

头部的喷油嘴采用射流形式的喷油嘴将燃油喷出，继而在燃烧段中与配风器送入的空气扰动混合。冷却水套的出口与混合段端部混合室的一组喷水孔相接。所述混合室内侧圆锥面上沿圆周设置有数组喷水孔，所有喷水口均向混合气体发生装置出口方向倾斜。

在燃烧段内设置的夹套由冷却水套和隔热套组成，冷却水套位于燃烧段本体内侧，冷却水套内侧为隔热套，冷却水套的出口与混合段混合室的一组喷水孔相接。隔热套起隔热保温的作用，使燃烧室内的火焰温度维持在较高水平。冷却水套起冷却降温作用，使燃烧段本体外表面温度保持在略高于或接近常温的水平，这种夹层结构，可保证燃料在燃烧室中稳定着火燃烧，同时又保证燃烧段本体的工作性能即使用寿命，从而保证了该装置可以高效、安全、长期运行。

所述喷水混合室内侧圆锥面上沿圆周设置有数组喷水孔，所有喷水口均向混合气体发生装置出口方向倾斜。喷水量即混合气体的温度、气/汽比例可视操作现场要求进行实时调节。

有益效果：由于上述技术方案的应用，本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、使用柴油燃烧后产生高温烟气和水蒸汽组成的混合气体作为采油设备的清洗剂，可以有效提高采油设备的清洗效果，与长期以来单纯使用高压锅炉蒸汽为清洗剂清洗采油设备的工艺相比，清洗效率有效提高，清洗工作时间大大缩短。

2、由于采用混合气体作为清洗剂，燃料燃烧过程中产生的烟气得到了有效利用，即充分利用了蒸汽锅炉的排烟热量，既节约了能源，又减少了热污染。

3、由于混合气体的温度、气/汽比例可以视操作现场要求进行实时调节，因此可以优化清洗工艺，从而既可缩短清洗工作时间，又可节约大量能源。

4、由于该装置可以组装在一台中型汽车内，极为便于转场使用，因此可以省掉固定锅炉房所必须铺设的蒸汽管线，从而有效降低采油设备的清洗成本。

综上所述，由于采用了采油设备混合气体清洗机，因此，在提高采油设备清洗效果、缩短清洗时间、从而提高采油设备工作效率的同时，能够有效降低清洗成本，由此产生可观的综合经济效益，并因此形成一种替代传统的以高压锅炉蒸汽为清洗剂的石油开采设备清洗新工艺。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中有：头部1、配风器2、喷油嘴3、冷却水室4、火花塞5、风帽6、燃烧段7、隔热套8、冷却水套9、燃烧室10、第一组喷水孔11、第二组喷水孔12、混合段13、混合室腔14、出口法兰15、进水接头16、混合室17、进水接头18。

具体实施方式

本发明所产生的混合气体所含N₂、CO₂组分遇水可形成弱酸，与原油接触可以改变其粘性、洗下油膜，因而对油污油垢具有较强的降粘化淤作用，水蒸汽(H₂O)组分具有一定的降粘除垢、特别是清洗作用，该装置应用于油田，可有效替代单纯以高压锅炉蒸汽为清洗剂的采油设备清洗工艺。

本发明就是为了克服传统的单纯以高压锅炉蒸汽为清洗剂的采油设备清洗工艺的不足而设计的。该装置的主要特点一是使用柴油燃烧后产生高温烟气和水蒸汽组成的混合气体作为采油设备的清洗剂，可以有效提高采油设备的清洗效果；二是混合气体的温度、气/汽比例可视操作现场要求进行实时调节，可以节约大量热能，即节约燃料；三是该装置可以组装在一台中型汽车内，极为便于转场使用，即可以省掉固定锅炉房所必须铺设的蒸汽管线。因此，在提高采油设备清洗效果、缩短清洗时间、从而提高采油设备工作效率的同时，能够有效降低清洗成本，由此产生可观的综合经济效益，并因此形成一种替代传统的以高压锅炉蒸汽为清洗剂的石油开采设备清洗新工艺。

下面，结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

实施例：如图1，一种混合气体清洗机，由头部1、燃烧段7、混合段13组成一台整体设备。

燃烧段7位于该装置的中间，燃烧段7的一端与头部1连接，另一端与混合段13连接；在头部1中设有配风器2、喷油嘴3、火花塞5，冷却水室4，风帽6；燃烧段7为一个圆筒状结构，其中间是燃烧室10，燃烧室10外侧是隔热套8，隔热套8外侧是冷却水套9；混合段13为一个空心的柱状，其中间空心的部分是混合室腔14，该混合段13与燃烧段7相接的一端设有混合室17，在混合室17处设有第一组喷水孔11、第二组喷水孔12，进水接头16与第二组喷水孔12相接，进水接头18与第一组喷水孔11相接；出口法兰15位于混合段13的外端。

柴油从喷油嘴3进入燃烧室10，空气从配风器2进入燃烧室10，火花塞5的工作端也通向燃烧室10。

一股冷却水从冷却水室4的接口进入环状冷却室，然后由出口接头排出，再经外部水管与混合室进口接头16相联接，经混合室的第二组喷水孔12喷入混合室内。

另一股冷却水从进水接头18进入冷却水套9，沿冷却水套9的螺旋形水槽经混合室17的第一组喷水孔11喷入混合室腔14。

隔热套8与冷却水套9形成隔热、保温、冷却的多重结构。隔热套8的内侧圆筒空间形成燃烧室10，冷却水套9的外侧为燃烧段本体7。

燃烧室10中的高温烟气进入混合室17后，与从两组喷孔送入的冷却水汇合后经过混合段13由清洗机出口法兰15与采油设备清洗喷管相连。

本实施例工作时，燃油和空气进入燃烧室10后以交叉射流方式混合，由火花塞5点燃，完全燃烧后产生高温烟气，进入混合室后与冷却水汇合。两股水分别由头部1的冷却水室4的出口和燃烧段7中冷却水套9的出口经混合室17的两组喷孔进入混合室内与高温烟气汇合。混合气流经混合室腔14，混合均匀后由出口法兰15进入采油设备清洗喷管，从而进行清洗工作。

Claims (4)

1.一种用于采油设备清洗的混合气体发生装置，其特征在于该装置包括头部(1)、燃烧段(7)、混合段(13)三个部分，其中，燃烧段(7)位于该装置的中间，燃烧段(7)的一端与头部(1)连接，另一端与混合段(13)连接；在头部(1)中设有配风器(2)、喷油嘴(3)、火花塞(5)，冷却水室(4)，风帽(6)；燃烧段(7)为一个圆筒状结构，其中间是燃烧室(10)，燃烧室(10)外侧是隔热套(8)，隔热套(8)外侧是冷却水套(9)；混合段(13)为一个空心的柱状，其中间空心的部分是混合室腔(14)，该混合段(13)与燃烧段(7)相接的一端设有混合室(17)，在混合室(17)处设有第一组喷水孔(11)、第二组喷水孔(12)，进水接头(16)与第二组喷水孔(12)相接，进水接头(18)与第一组喷水孔(11)相接；出口法兰(15)位于混合段(13)的外端。

2.根据权利要求1所述的用于采油设备清洗的混合气体发生装置，其特征在于位于头部(1)的喷油嘴(3)采用射流形式的喷油嘴将燃油喷出，继而在燃烧段(7)中与配风器(2)送入的空气扰动混合。

3、根据权利要求1所述的用于采油设备清洗的混合气体发生装置，其特征在于冷却水套(9)的出口与混合段(13)端部混合室(17)的一组喷水孔相接。

4、根据权利要求1所述的用于采油设备清洗的混合气体发生装置，其特征在于所述混合室(17)内侧圆锥面上沿圆周设置有数组喷水孔，所有喷水口均向混合气体发生装置出口方向倾斜。

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