CN106110687A - 一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，包括外层罐体和内层罐体，所述的外层罐体为长方体状的罐体，所述内层罐体沿外层罐体长度方向设置，所述内层罐体为圆柱体状，其内层罐体内为空腔，所述内层罐体上部嵌有多组圆筒，所述的圆筒下端与内层罐体内腔连通；所述外层罐体底部的一侧设置有清污口，所述的清污口与内层罐体的内腔连通，所述内层罐体的前端底部设有多个放喷筒安装口，所述外层罐体前端设置有进液口二。本发明在内层罐体内腔中燃烧，内、外罐体之间的环空充满液体后形成降温保护层，如环空中的液量蒸发减少，可用水泵直接向环空补液。本装置实现了返排液不落地处理的目的，不会对井场造成污染。
Description
技术领域
本发明涉及气田井下作业现场设备技术领域，是气井压裂试气作业过程中的返排液处理设备，特别涉及一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置。
背景技术
2014年，国家颁布了新修订的《环境保护法》，并于2015年1月1日实施，按照新环保法的规定，压裂返排液已不能排放至地面污水坑存放，原有自然蒸发和固化处理方式已不符合要求，迫切需要重新设计压裂返排液处理方案，确保返排液100%不落地回收，实现环境零污染，不落地要求。
目前压裂返排液作业现场多采用化学方法进行处理。化学处理需要一系列的处理装置和化学药剂，设备复杂，成本较高，且不便于移动安装。
部分现场目前也采用燃烧方式处理返排液，但采用的是在地面修建燃烧池，天然气燃烧火焰直接与返排液接触，利用燃烧产生的热量直接蒸发返排液，存在蒸发面较小，液体受火焰冲击容易飞溅等缺点。
气井压裂返排液燃烧蒸发装置是利用气井天然气燃烧产生的大量热量，加热蒸发装置，从而使返排残液沸腾蒸发。因火焰不与液体直接接触，避免了液体飞溅污染环境。
该装置使用时，天然气为开放式燃烧，直接利用周围空气助燃，无需额外设计助燃空气送风装置，燃烧腔设计简单，耐用程度高。
发明内容
为了克服现有燃烧方式处理返排液时蒸发面较小，液体受火焰冲击容易飞溅的问题，本发明提供一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，本装置针对现在压裂作业现场产生的返排废液全部进行蒸发处理，实现清洁化生产。本发明中外层罐体和内层罐体之间环空用以盛放压裂返排液。利用内层圆柱罐体中天然气燃烧产生的巨大热量，加热使压裂返排液持续沸腾，从而大量蒸发。内、外罐体之间的环空充满液体后形成降温保护层，如环空中的液量蒸发减少，可用水泵直接向环空补液。
本发明的技术方案是：
一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，包括外层罐体和内层罐体，所述的外层罐体为长方体状的罐体，所述内层罐体沿外层罐体长度方向设置，所述内层罐体为圆柱体状，其内层罐体内为空腔，所述内层罐体上部嵌有多组圆筒，所述的圆筒下端与内层罐体内腔连通；所述外层罐体底部的一侧设置有清污口，所述的清污口与内层罐体的内腔连通，所述内层罐体的前端底部设有多个放喷筒安装口，所述外层罐体前端设置有进液口二。
所述外层罐体底部均匀设有个吊耳。
所述内层罐体上部均匀设有多组圆筒。
所述内层罐体上部设有10组圆筒。
所述外层罐体上设有扶梯。
所述内层罐体的前端底部设有两个放喷筒安装口。
所述进液口二两端分别设置有进液口一和进液口三，上述三个进液口均位于放喷筒安装口下方的外层罐体上。
所述外层罐体的上部设有铁网。
所述外层罐体为瓦楞状长方形罐体。
所述内层罐体的前端底部设有挡板，所述的放喷筒安装口位于挡板上。
本发明的有益效果为：
本装置的特点在于占用空间小，场地适应性强，便于运输和安装；使用寿命长，内、外罐体之间的环空充满液体后形成降温保护层，如环空中的液量蒸发减少，可用水泵直接向环空补液，提高了装置的使用寿命；便于维修，当罐体出现破损时可直接采用焊接方式修补。
以下将结合附图进行进一步的说明。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中，附图标记为：1、外层罐体；2、内层罐体；3、圆筒；4、防喷筒安装口；5、空气进气口；6、进液口一；7、进液口2；8、进液口3；9、清污口；10、吊耳；11、扶梯；12铁网。
具体实施方式
实施例1：
为了克服现有燃烧方式处理返排液时蒸发面较小，液体受火焰冲击容易飞溅的问题，本发明提供如图1所示的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，本装置针对现在压裂作业现场产生的返排废液全部进行蒸发处理，实现清洁化生产。本发明中外层罐体和内层罐体之间环空用以盛放压裂返排液。利用内层圆柱罐体中天然气燃烧产生的巨大热量，加热使压裂返排液持续沸腾，从而大量蒸发。内、外罐体之间的环空充满液体后形成降温保护层，如环空中的液量蒸发减少，可用水泵直接向环空补液。
一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，包括外层罐体1和内层罐体2，所述的外层罐体1为长方体状的罐体，所述内层罐体2沿外层罐体1长度方向设置，所述内层罐体2为圆柱体状，其内层罐体2内为空腔，所述内层罐体2上部嵌有多组圆筒3，所述的圆筒3下端与内层罐体2内腔连通；所述外层罐体1底部的一侧设置有清污口9，所述的清污口9与内层罐体2的内腔连通，所述内层罐体2的前端底部设有多个放喷筒安装口4，所述外层罐体1前端设置有进液口二7。
压裂后从气井中排出的天然气，依靠自身能量通过安装在放喷筒安装口4的放喷筒，喷入燃烧蒸发装置的内层罐体中燃烧，产生的大量热量，加热外层罐体和内层罐体之间夹层环空中的返排液，持续保持沸腾状态，使返排液不断从液态转变为气态，蒸发至大气中。周围大气通过空气进气口5，进入内层罐体2中，为天然气燃烧过程提供助燃空气。通过进液口二7向夹层环空补充返排液。多组小直径的圆筒3焊接在内层罐体上，作为辅助燃烧腔和烟囱使用，引导火焰向上燃烧，加大受热面积和提高热能利用效率。清污口9，可打开用于清除结垢和沉积物时。
该装置使用时，天然气为开放式燃烧，直接利用周围空气助燃，无需额外设计助燃空气送风装置，内层罐体2的内腔作为燃烧腔，其设计简单，耐用程度高。
本发明的整个装置材质均采用普通碳素钢，如果出现破损，直接进行焊接可就可以修复，工艺简单。本装置使用时对返排液适用范围广泛，对于胍胶、滑溜水、生物胶等各种体系的压裂液均可进行蒸发处置。且使用时不需要提前对返排液进行精细过滤处置，只需对返排液要进行粗过滤或沉降，除去砂粒等固相颗粒物即可。
本装置在作业过程中，不需要井返排液取出后再处理，直接将返排也接入放喷筒安装口4，放喷筒进行进液，在本装置中燃烧后，污垢从清污口9排出，其他的均进行蒸发。本装置实现了压裂现场返排液的清洁化处理，本装置实现了返排液不落地处理的目的，不会对井场造成污染，达到压裂施工环保技术要求。
实施例2：
基于实施例1的基础上，本实施例中，所述外层罐体1底部均匀设有4个吊耳。
所述内层罐体2上部均匀设有多组圆筒3，所述圆筒分别与内层罐体2内腔和上部空气连通。
本实施例中选取在内层罐体2上部均匀设有10组圆筒3。这样的圆筒3焊接在内层罐体2上，作为辅助燃烧腔和烟囱使用，引导火焰向上燃烧，加大受热面积和提高热能利用效率。
所述内层罐体2的前端底部设有两个放喷筒安装口4。所述内层罐体2的前端底部设有挡板，所述的放喷筒安装口4位于挡板上。
所述进液口二7两端分别设置有进液口一6和进液口三8，上述三个进液口均位于放喷筒安装口4下方的外层罐体1上。
所述外层罐体1的上部设有铁网12。
外层罐体1顶部铺设可拆卸铁网12，未作业时便于人员在罐体顶部行走检查，需要进入夹层环空时，可拆卸后进入。
所述外层罐体1为瓦楞状长方形罐体。
所述外层罐体1上设有扶梯11。
外层罐体1采用瓦楞状结构，增加结构强度，不易产生形变。在外层罐体1和内层罐体2之间设置有多个角钢加强筋支撑；外层罐体1上设有扶梯11，便于上下装置顶部。
压裂后从气井中排出的天然气，依靠自身能量通过安装在放喷筒安装口4的放喷筒，喷入燃烧蒸发装置的内层罐体中燃烧，产生的大量热量，加热外层罐体和内层罐体之间夹层环空中的返排液，持续保持沸腾状态，使返排液不断从液态转变为气态，蒸发至大气中。
周围大气通过空气进气口5，进入内层罐体中中，为天然气燃烧过程提供助燃空气。通过进液口一6、进液口二7和进液口三8，向夹层环空补充返排液。本装置采用撬装式结构，罐体底部设有4个吊耳10。罐体总重为18吨，现场安装/拆卸时使用25吨（或以上）吊车直接吊放安装，运输时采用一台卡车运输，便于现场安装和运输。
本装置使用时对返排液适用范围广泛，对于胍胶、滑溜水、生物胶等各种体系的压裂液均可进行蒸发处置。且使用时不需要提前对返排液进行精细过滤处置，只需对返排液要进行粗过滤或沉降，除去砂粒等固相颗粒物即可。
我公司2016年4月在苏里格南某丛式井井场（9口井）进行了压裂作业，压裂完成后，采用两套气井压裂返排液燃烧蒸发装置进行了压裂返排液的处理，两套装置并联进行处理。压后返排出液体2060m3，在天然气量平均为3-4×104m3/天的条件下在11天蒸发处理完返排液。
经过苏里格南气田45井次现场试验，本装置在天然气量平均为3-4×104m3/天的条件下，每天可燃烧蒸发80-100m3返排液。
本发明实现了压裂现场返排液的清洁化处理，本装置实现了返排液不落地处理的目的，不会对井场造成污染。
Claims (10)
1.一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：包括外层罐体（1）和内层罐体（2），所述的外层罐体（1）为长方体状的罐体，所述内层罐体（2）沿外层罐体（1）长度方向设置，所述内层罐体（2）为圆柱体状，其内层罐体（2）内为空腔，所述内层罐体（2）上部嵌有多组圆筒（3），所述的圆筒（3）下端与内层罐体（2）内腔连通；所述外层罐体（1）底部的一侧设置有清污口（9），所述的清污口（9）与内层罐体（2）的内腔连通，所述内层罐体（2）的前端底部设有多个放喷筒安装口（4），所述外层罐体（1）前端设置有进液口二（7）。
2.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述外层罐体（1）底部均匀设有4个吊耳。
3.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述内层罐体（2）上部均匀设有多组圆筒（3）。
4.根据权利要求3所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述内层罐体（2）上部设有10组圆筒（3）。
5.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述外层罐体（1）上设有扶梯（11）。
6.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述内层罐体（2）的前端底部设有两个放喷筒安装口（4）。
7.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述进液口二（7）两端分别设置有进液口一（6）和进液口三（8），上述三个进液口均位于放喷筒安装口（4）下方的外层罐体（1）上。
8.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述外层罐体（1）的上部设有铁网（12）。
9.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述外层罐体（1）为瓦楞状长方形罐体。
10.根据权利要求1所述的一种气井压裂返排液燃烧蒸发装置，其特征在于：所述内层罐体（2）的前端底部设有挡板，所述的放喷筒安装口（4）位于挡板上。
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