CN106351611B - 气井放喷自动化环保燃烧装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于气井放喷装置领域,尤其涉及一种气井放喷自动化环保燃烧装置,包括油水气分离消声器和自动点火燃烧器,油水气分离消声器与井口连通,油水气分离消声器分离出的可燃气体经管道流入自动点火燃烧器中进行燃烧处理,还包括槽体和防风燃烧室;所述槽体的内部空间被隔成三个箱室,三个箱室内对应设置有泥浆泵、排水泵和排油泵,所述的油水气分离消声器设置在排泥箱上方,所述的自动点火燃烧器设置在油水气分离消声器的末端与之相连,油水气分离消声器分离出的水经水封隔离装置流入排泥箱,分离出的油经油封隔离装置流入排油箱。本发明通可减小风、雨、雪对燃烧过程的不利影响,从而保证了可燃气体的充分燃烧。

Description

气井放喷自动化环保燃烧装置
技术领域
本发明属于气井放喷装置领域,尤其涉及一种气井放喷自动化环保燃烧装置。
背景技术
油气井或天然气井在开发过程中需要对钻井完井或进行压裂作业后的气井开展放喷测试,确定气井的生产能力,合理安排生产方式。放喷过程中会产生大量的油、水、气三相混合物,混合物中的油和水经分离后由罐车运走进行分离处理,混合物中的气体大多为可燃气体,可燃气体释放后会污染大气,因此需通过燃烧装置对其进行燃烧处理。
现有的燃烧装置大多为简单的火炬式结构,这种燃烧装置存在以下缺陷:1、对地面热辐射大,且存在光污染、噪声污染以及原油和天然气同时燃烧对环境造成污染等,影响周边居民正常生活;2、燃烧火焰容易受风、雨、雪的影响,导致气体燃烧不充分,气量不稳时容易被风吹灭,气体直接排入大气,造成环境污染。
发明内容
本发明提供一种气井放喷自动化环保燃烧装置,以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:本发明提供一种气井放喷自动化环保燃烧装置,包括油水气分离消声器和自动点火燃烧器,油水气分离消声器与井口连通,油水气分离消声器分离出的可燃气体经管道流入自动点火燃烧器中进行燃烧处理,本发明还包括槽体和防风燃烧室;
所述槽体的内部空间被隔成三个箱室,分别为排泥箱、排水箱和排油箱,三个箱室内对应设置有泥浆泵、排水泵和排油泵,所述的油水气分离消声器设置在排泥箱上方,所述的自动点火燃烧器设置在油水气分离消声器的上端并与之相连,油水气分离消声器分离出的水经水封隔离装置流入排泥箱,油水气分离消声器分离出的水经水封隔离装置流入排泥箱,经沉淀后的污水溢流进入排水箱,分离出的原油经管道流入排油箱;
所述的防风燃烧室通过支撑件安装在自动点火燃烧器的外侧,支撑件上设置有用于向防风燃烧室内通入空气的通道;
防风燃烧室包括水套和弧形导流帽,弧形导流帽通过水套连接管安装在水套的上方,水套连接管的上端与弧形导流帽的内部连通,所述的水套连接管至少有4根,燃烧产生的烟气从从弧形导流帽和水套之间排出,水套的上边缘设置有弧形导流檐,
水套的下部和水套连接管的侧面均设置有冷却水入口,水套的侧面和弧形导流帽的侧面均设置有冷却水溢流口,所述的排水箱内设有水套冷却泵,水套冷却泵将排水箱内的水作为冷却水分别注入水套的夹层和弧形导流帽的内部,最终分别通过连接在水套和弧形导流帽上的冷却水溢流管流回排泥箱或排水箱内;
所述的排水箱和排油箱内各设置有一对用于监测液位上限和下限的液位感应装置。
所述的排泥箱的侧面设置有高压冲洗泵,高压冲洗泵的出口通过管道通向泥浆泵的进口。所述的油水气分离消声器和自动点火燃烧器之间的管道上设置有气体流量计,排水泵的出口管上设置有排水流量计,排油泵的出口管上设置有原油流量计。所述的排油箱的底部设置有水封再分离装置,水封再分离装置为一个筒状结构,来油经过管道流至筒状结构的底部后,从筒状结构的上边缘溢出后流入排油箱内。所述的弧形导流帽的底部为向下凸起的弧面结构,所述的弧形导流檐为向上凸起的弧面结构。所述的弧形导流帽的上侧设置有水蒸气排放孔,所述的弧形导流檐侧面也设有水蒸气排放孔。所述的槽体为撬式结构。所述的油水气分离消声器的进液管道的弯折处设置有加厚弯头。
本发明的有益效果为:
1、本发明通过设置防风燃烧室,有效减小了风对燃烧过程的不利影响,从而保证了可燃气体的充分燃烧;水套的设置可有效隔热、隔光、隔声,因此减少了燃烧器对地面的热辐射,并显著减少了光污染和噪声污染,从而避免了对周边居民正常生活的影响。
2、本发明可对放喷时产生的夹杂着泥沙的油水混合物进行现场分离,省去了现有技术中后续的油水分离的工序,从而减少了生产设备的投入,也减小了对生产场地的占用。
3、将本发明与常规的自动控制手段相结合,可实现放喷过程的自动化,从而减少了人力的占用,同时提高了生产效率。
4、本发明采用撬式结构,通过运输车将本发明运输至井场即可立即投入生产,使用非常方便。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中:1-高压冲洗泵,2-泥浆泵,3-排泥箱,4-水套冷却泵,5-排水泵,6-排水箱,7-水封再分离装置,8-排油箱,9-排油泵,10-原油流量计,11-液位感应装置,12-排水流量计,13-气体流量计,14-冷却水溢流管,15-水蒸气排放孔,16-弧形导流帽,17-水套连接管,18-弧形导流檐,19-水套,20-自动点火燃烧器,21-油水气分离消声器,22-水封隔离装置,23-加厚弯头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述:
本实施例包括油水气分离消声器21和自动点火燃烧器20,油水气分离消声器21与井口连通,油水气分离消声器21分离出的可燃气体经管道流入自动点火燃烧器20中进行燃烧处理。
本发明还包括槽体和防风燃烧室,槽体作为油水分离时的容器,防风燃烧室为可燃气体的燃烧提供空间。
所述槽体的内部空间被隔成三个箱室,分别为排泥箱3、排水箱6和排油箱8,分别用来临时存放分离出的污泥、水和油。三个箱室内对应设置有泥浆泵2、排水泵5和排油泵9,泥浆泵2、排水泵5和排油泵9分别将分离出的泥、水和油输送至罐车中运走。
所述的油水气分离消声器21设置在排泥箱3上方,所述的自动点火燃烧器20设置在油水气分离消声器21的末端烟囱上方,分离出的可燃气体在压力作用下沿管道上行,继而进入自动点火燃烧器20内。
油水气分离消声器21分离出的污水经水封隔离装置22流入排泥箱3,再越过排泥箱3与排水箱6之间的隔板溢流进入排水箱6,继而在自动控制系统的控制下自动排出。分离出的油经管道流入排油箱8。油水气混合物中夹杂的泥沙沉淀在排泥箱3中。
所述的防风燃烧室通过支撑件安装在自动点火燃烧器20的外侧,支撑件上设置有用于向防风燃烧室内通入空气的通道,以便为燃烧提供足够氧气,防风燃烧室包括水套19和弧形导流帽16。
弧形导流帽16通过水套连接管17安装在水套19的上方,水套连接管17的上端与弧形导流帽16的内部连通,所有的水套连接管17沿环形排列。
水套19的上边缘设置有弧形导流檐18,弧形导流檐18与上述的弧形导流帽16上下配合,形成沿烟气排出方向逐渐增大的开口。所述的弧形导流帽16的底部为向下凸起的弧面结构,所述的弧形导流檐18为向上凸起的弧面结构,在气流的作用下,上述形状的开口处可形成负压,从而促进防风燃烧室内的烟气的排出。
水套19的下部和水套连接管17的侧面均设置有冷却水入口,水套19的侧面和弧形导流帽16的侧面均设置有冷却水溢流口,所述的排水箱6内设有水套冷却泵4,水套冷却泵4将排水箱6内的水作为冷却水分别注入水套19的夹层和弧形导流帽16的内部,最终分别通过连接在水套19和弧形导流帽16上的冷却水溢流管14流回排泥箱3或排水箱6内。水套19和弧形导流帽16中的冷却水独立循环,实现高效冷却。通过冷却水的循环可以为防风燃烧室持续降温,防止防风燃烧室的内部因过热而损坏。水套19的冷却水直接来自排水箱6,无需另置储水水箱。
水套19的设置可有效隔热、隔光、隔声,因此可减少燃烧器对地面的热辐射,并显著减少光污染和噪声污染,从而避免了对周边居民正常生活的影响。
所述的排水箱6和排油箱8内各设置有一对用于监测液位上限和下限的液位感应装置11。当液位升至上限时启动排水泵5或排油泵9,当液位降至下限时,停止启动排水泵5或排油泵9,实现自动排水或排油,避免了人工监测液面带来的人力成本。
所述的排泥箱3的侧面设置有高压冲洗泵1,高压冲洗泵1的出口通过管道通向泥浆泵2的进口。通过高压冲洗泵可在不停产的状态下随时对泥浆泵2的进行冲洗,不但操作方便,而且不会对正常生产造成任何影响。
所述的油水气分离消声器21和自动点火燃烧器20之间的管道上设置有气体流量计13,排水泵5的出口管上设置有排水流量计12,排油泵9的出口管上设置有原油流量计10。通过对油、水、气的流量进行计量,可对产出物的成分、数量作出分析,以便对井下状况作出准确判断。
所述的排油箱8内设置有水封再分离装置7,水封再分离装置7为一个筒状结构,来油经过管道流至筒状结构后,从筒状结构的上边缘溢出后流入排油箱8内。水封再分离装置7的首要作用是防止空气沿管道进入油水气分离消声器21,防止产生爆燃事故。另外,经油水气分离消声器21分离出来的油中仍不可避免地含有少量水,分离出的油进入上述的筒状结构后,密度较大的水沉在下层并逐渐积累在筒状结构内,由于这部分水的含量较少,因此一次放喷后,水的积累量很小,不会达到从筒状结构的上边缘溢出的程度。经过水封再分离装置7的二次分离,油和水分离度进一步提高。
所述的弧形导流帽16的上侧设置有水蒸气排放孔15,所述的弧形导流檐18侧面也设有水蒸气排放孔15,水蒸气排放孔15可以将冷却水加热后产生的水蒸气实时排出,从而使冷却水的循环更顺畅,保证冷却系统的高效运行。
槽体采用了撬式结构,使得本发明更便于运输,通过运输车将本发明运输至井场,通过管道与井口连接后即可立即投入生产,使用非常方便。
所述的油水气分离消声器21的进液管道的弯折处设置有加厚弯头23。现有技术中,该处管道均由直管弯折而成,弯折处的管壁厚度与直管段的厚度相同,但在实际使用中,与直管段相比,弯折处更容易受到冲蚀而损坏。因此,采用加厚弯头23可有效延长该进液管道的使用寿命。
本发明通过设置防风燃烧室,有效减小了风对燃烧过程的不利影响,从而保证了可燃气体的充分燃烧。本发明可对放喷时产生的夹杂着泥沙的油水混合物进行现场分离,省去了现有技术中后续的油水分离工序,从而减少了生产设备的投入,也减小了对生产场地的占用。将本发明与常规的自动控制手段相结合,可实现放喷过程的自动化,从而减少了人力的占用,同时提高了生产效率。

Claims (4)

1.一种气井放喷自动化环保燃烧装置,包括油水气分离消声器(21)和自动点火燃烧器(20),油水气分离消声器(21)与井口连通,油水气分离消声器(21)分离出的可燃气体经管道流入自动点火燃烧器(20)中进行燃烧处理,其特征在于:还包括槽体和防风燃烧室;
所述槽体的内部空间被隔成三个箱室,分别为排泥箱(3)、排水箱(6)和排油箱(8),三个箱室内对应设置有泥浆泵(2)、排水泵(5)和排油泵(9),所述的油水气分离消声器(21)设置在排泥箱(3)上方,所述的自动点火燃烧器(20)设置在油水气分离消声器(21)的上端并与之相连,油水气分离消声器(21)分离出的水经水封隔离装置(22)流入排泥箱,经沉淀后的污水溢流进入排水箱(6),分离出的油经管道流入排油箱(8);
所述的防风燃烧室通过支撑件安装在自动点火燃烧器(20)的外侧,支撑件上设置有用于向防风燃烧室内通入空气的通道;
防风燃烧室包括水套(19)和弧形导流帽(16),弧形导流帽(16)通过水套连接管(17)安装在水套(19)的上方,水套连接管(17)的上端与弧形导流帽(16)的内部连通,所述的水套连接管(17)至少有4根,燃烧产生的烟气从弧形导流帽(16)和水套(19)之间排出,
水套(19)的上边缘设置有弧形导流檐(18),水套(19)的下部和水套连接管(17)的侧面均设置有冷却水入口,水套(19)的侧面和弧形导流帽(16)的侧面均设置有冷却水溢流口,所述的排水箱(6)内设有水套冷却泵(4),水套冷却泵(4)将排水箱(6)内的水作为冷却水分别注入水套(19)的夹层和弧形导流帽(16)的内部,最终分别通过连接在水套(19)和弧形导流帽(16)上的冷却水溢流管(14)流回排泥箱(3)或排水箱(6)内;
所述的排水箱(6)和排油箱(8)内各设置有一对用于监测液位上限和下限的液位感应装置(11);
所述的排泥箱(3)的侧面设置有高压冲洗泵(1),高压冲洗泵(1)的出口通过管道通向泥浆泵(2)的进口;
所述的油水气分离消声器(21)和自动点火燃烧器(20)之间的管道上设置有气体流量计(13),排水泵(5)的出口管上设置有排水流量计(12),排油泵(9)的出口管上设置有原油流量计(10);
所述的排油箱(8)的底部设置有水封再分离装置(7),水封再分离装置(7)为一个筒状结构,来油经过管道流至筒状结构的底部后,从筒状结构的上边缘溢出后流入排油箱(8)内;
所述的弧形导流帽(16)的底部为向下凸起的弧面结构,所述的弧形导流檐(18)为向上凸起的弧面结构。
2.根据权利要求1所述的一种气井放喷自动化环保燃烧装置,其特征在于:所述的弧形导流帽(16)的上侧设置有水蒸气排放孔(15),所述的弧形导流檐(18)侧面也设有水蒸气排放孔(15)。
3.根据权利要求1所述的一种气井放喷自动化环保燃烧装置,其特征在于:所述的槽体为撬式结构。
4.根据权利要求1所述的一种气井放喷自动化环保燃烧装置,其特征在于:所述的油水气分离消声器(21)的进液管道的弯折处设置有加厚弯头(23)。
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