CN110064232A - 一种用于石油井的井返液蒸发系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于石油井的井返液蒸发系统，包括燃烧机构，一级分离机构，二级分离机构，三级分离机构，防护机构，所述防护机构设置在燃烧机构上方，所述一级分离机构设置在燃烧机构下方，所述二级分离机构设置在一级分离机构下方，所述三级分离机构与二级分离机构连接，不使用化学方法对钻井废物进行处理，提高返排液的回收率，满足环境零污染，不落地的要求，并使得在对井返液进行燃烧之后，不会因固化物而产生扬尘。克服了现有处理方式的多种滞后因素，针对现在压裂作业现场产生的井返液进行气体、液体和砂的分离蒸发处理，实现清洁化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种井返液蒸发系统，更具体的说，涉及一种用于石油井的井返液蒸发系统。
背景技术
随着石油工业的发展，国家西气东输的战略规划，页岩油、气的开发，主要由气、液体、砂组成的井返液的体量越来越大。按照新修订的《环境保护法》环保法的规定，压裂返排液已不能排放至地面污水坑存放，采用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，目前压裂返排液在钻井现场由专业废弃物处理公司专用作业现场采用化学方法进行处理。运输路程远且不能确保返排液100％不落地回收，实现环境零污染，不落地要求；直接燃烧井返液的处理方式，由于井返液中夹杂有固化物，固化在高温燃烧下会产生扬尘。也不能达到环保要求。
发明内容
本发明的目的在于：不使用化学方法对钻井废物进行处理，提高返排液的回收率，满足环境零污染，不落地的要求，并使得在对井返液进行燃烧之后，不会因固化物而产生扬尘。克服了现有处理方式的多种滞后因素，针对现在压裂作业现场产生的井返液进行气体、液体和砂的分离蒸发处理，实现清洁化生产。
本发明采用的技术方案如下：
一种用于石油井的井返液蒸发系统包括燃烧机构，一级分离机构，二级分离机构，三级分离机构，防护机构，所述防护机构设置在燃烧机构上方，所述一级分离机构设置在燃烧机构下方，所述二级分离机构设置在一级分离机构下方，所述三级分离机构与二级分离机构连接。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述二级分离机构包括沉积罐，疏水阀，排液管，沉淀池，排砂阀，集沙盘，所述排砂阀设置在沉积罐底部，所述疏水阀设置在沉积罐上，所述疏水阀与沉积罐连通设置，所述集沙盘设置在排砂阀下方，所述排液管的一端设置在集沙盘与排砂阀之间，所述排液管的另一端与沉淀池连通。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述三级分离机构包括泵，管汇台，液体输入管道，蒸发罐，喷嘴，所述蒸发罐套设在沉积罐上，所述液体输入管道的一端连通设置在蒸发罐上，所述液体输入管道连通设置在管汇台上，所述喷嘴设置在蒸发罐内部，所述液体输入管道的另一端设置在泵上。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述一级分离机构包括井返液输入管道，旋流装置，所述旋流装置连通设置在沉积罐上方，所述井返液输入管道连通设置在旋流装置上。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述燃烧机构包括炉盘，所述炉盘设置在旋流装置顶部。
作为上述技术方案的进一步描述：
所述防护机构包括防护筒，所述防护筒设置在蒸发罐顶部。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本发明利用所述分离机构，井返液由所述井返液输入管道进入旋流装置，天然气在所述旋流装置中与液体和砂分离出来，天然气向上通过所述炉盘点火燃烧。液体和砂的混合物由所述旋流装置引导流入下方沉积罐，在所述沉积罐中液体和砂通过不同的比重分离，上方的液体由所述疏水阀溢出通过排液管流入沉淀池，分离出来的砂通过所述排砂阀排入集砂盘。液体在所述沉淀池再次沉淀后由泵经管汇台、液体输入管道送入蒸发罐中。液体在所述蒸发罐中下入上出。越到所述蒸发罐上端液体温度越高。液体由设置在所述蒸发罐上端的多个喷嘴呈雾状对着火焰中心喷射而出从而实现完全蒸发。不使用化学方法对钻井废物进行处理，提高返排液的回收率，满足环境零污染，不落地的要求，并使得在对井返液进行燃烧之后，不会因固化物而产生扬尘。克服了现有处理方式的多种滞后因素，针对现在压裂作业现场产生的井返液进行气体、液体和砂的分离蒸发处理，实现清洁化生产。
2、本发明利用所述防护筒，本系统可以根据天然气气量大小加装所述防护筒，让液体更能在火焰高温空间充分蒸发，使火焰在筒体内燃烧而防止火焰及热辐射对周边植物造成损坏。满足环境零污染，不落地的要求。
3、本发明利用所述管汇台，泵输送的液体可以在管汇台进行调配。从而保证蒸发罐中有合适的压强将液体送入喷嘴雾化，利于液体的完全蒸发。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明提出的一种用于石油井的井返液蒸发系统的结构示意图；
图2为一级分离机构结构示意图；
图3为图2A处放大图；
图4为二级分离机构结构示意图；
图5为三级分离机构结构示意图；
图6为三级分离机构俯视图。
图中标记：1-燃烧机构，2-一级分离机构，3-二级分离机构，4-三级分离机构，5-防护机构，1.1-炉盘，2.1-井返液输入管道，2.2-旋流装置，3.1-沉积罐，3.2-疏水阀，3.3-排液管，3.4-沉淀池，3.5-排砂阀，3.6-集沙盘，4.1-泵，4.2-管汇台，4.3-液体输入管道，4.4-蒸发罐，4.5-喷嘴，5.1-防护筒。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”，“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程，方法，物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程，方法，物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程，方法，物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
如图所示，一种用于石油井的井返液蒸发系统包括燃烧机构1，一级分离机构2，二级分离机构3，三级分离机构4，防护机构5，所述防护机构5设置在燃烧机构1上方，所述一级分离机构2设置在燃烧机构1下方，所述二级分离机构3设置在一级分离机构2下方，所述三级分离机构4与二级分离机构3连接。所述二级分离机构3包括沉积罐3.1，疏水阀3.2，排液管3.3，沉淀池3.4，排砂阀3.5，集沙盘3.6，所述排砂阀3.5设置在沉积罐3.1底部，所述疏水阀3.2设置在沉积罐3.1上，所述疏水阀3.2与沉积罐3.1连通设置，所述集沙盘3.6设置在排砂阀3.5下方，所述排液管3.3的一端设置在集沙盘3.6与排砂阀3.5之间，所述排液管3.3的另一端与沉淀池3.4连通。所述三级分离机构4包括泵4.1，管汇台4.2，液体输入管道4.3，蒸发罐4.4，喷嘴4.5，所述蒸发罐4.4套设在沉积罐3.1上，所述液体输入管道4.3的一端连通设置在蒸发罐4.4上，所述液体输入管道4.3连通设置在管汇台4.2上，所述喷嘴4.5设置在蒸发罐4.4内部，所述液体输入管道4.3的另一端设置在泵4.1上所述一级分离机构2包括井返液输入管道2.1，旋流装置2.2，所述旋流装置2.2连通设置在沉积罐3.1上方，所述井返液输入管道2.1连通设置在旋流装置2.2上。所述燃烧机包括炉盘1.1，所述炉盘1.1设置在旋流装置2.2顶部。所述防护机构5包括防护筒5.1，所述防护筒5.1设置在蒸发罐4.4顶部。
本实施例的工作原理如下：
随着石油工业的发展，国家西气东输的战略规划，页岩油、气的开发，主要由气、液体、砂组成的井返液的体量越来越大。按照新修订的《环境保护法》环保法的规定，压裂返排液已不能排放至地面污水坑存放，采用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，目前压裂返排液在钻井现场由专业废弃物处理公司专用作业现场采用化学方法进行处理。运输路程远且不能确保返排液100％不落地回收，实现环境零污染，不落地要求；直接燃烧井返液的处理方式，由于井返液中夹杂有固化物，固化在高温燃烧下会产生扬尘。也不能达到环保要求。井返液由所述井返液输入管道2.1进入旋流装置2.2，天然气在所述旋流装置2.2中与液体和砂分离出来，天然气向上通过所述炉盘1.1点火燃烧。液体和砂的混合物由所述旋流装置2.2引导流入下方沉积罐3.1，在所述沉积罐3.1中液体和砂通过不同的比重分离，上方的液体由所述疏水阀3.2溢出通过排液管3.3流入沉淀池3.4，分离出来的砂通过所述排砂阀3.5排入集砂盘。液体在所述沉淀池3.4再次沉淀后由泵4.1经管汇台4.2、液体输入管道4.3送入蒸发罐4.4中。液体在所述蒸发罐4.4中下入上出。越到所述蒸发罐4.4上端液体温度越高。液体由设置在所述蒸发罐4.4上端的多个喷嘴4.5呈雾状对着火焰中心喷射而出从而实现完全蒸发。不使用化学方法对钻井废物进行处理，提高返排液的回收率，满足环境零污染，不落地的要求，并使得在对井返液进行燃烧之后，不会因固化物而产生扬尘。克服了现有处理方式的多种滞后因素，针对现在压裂作业现场产生的井返液进行气体、液体和砂的分离蒸发处理，实现清洁化生产。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上做了以下优化，首先，通过所述旋流装置2.2将天然气从混合物中分离出来。分离出来的气体向上通过所述炉盘1.1点火燃烧。液体和砂的混合物由所述旋流装置2.2引导而向下流动。其次，液体和砂的混合物向下沉积到所述沉积罐3.1，砂的比重大于液体，在沉积罐3.1体中所述疏水阀3.2门将上方的水排出。沉积在所述沉积罐3.1底的砂堆积到一定重量后，所述排砂阀3.5打开，将砂排出到底部的所述集砂盘中上。再次，分离出来的液体通过独立的所述排液管3.3，排放到所述沉淀池3.4，对少量夹杂在液体中的砂进行沉淀。通过和所述沉淀池3.4相通的抽取池，液体通过输入管道被泵4.1送至所述蒸发罐4.4中。同时，燃烧天然气的温度将所述蒸发罐4.4中的液体加热至沸腾状态。沸腾的液体汽化通过上方的所述喷嘴4.5射向火焰，从而达到蒸发的目的。所述蒸发罐4.4由外层罐体和内层罐体组成，之间环空用以从下方管道泵4.1送入液体，利用天然气燃烧产生的巨大热量，对内层罐体加热使环空中液体加热升温甚至沸腾，更利于从蒸发罐4.4上方排出的液体达到汽化，从而完全蒸发。最后，所述蒸发罐4.4上方的喷嘴4.5在蒸发罐4.4的内压下将液体以一定角度雾化喷射到火焰上，利于液体的完全蒸发。不使用化学方法对钻井废物进行处理，提高返排液的回收率，满足环境零污染，不落地的要求，并使得在对井返液进行燃烧之后，不会因固化物而产生扬尘。克服了现有处理方式的多种滞后因素，针对现在压裂作业现场产生的井返液进行气体、液体和砂的分离蒸发处理，实现清洁化生产。
实施例3
本实施例在实施例1的基础上做了以下优化，本系统可以根据天然气气量大小加装所述防护筒5.1，让液体更能在火焰高温空间充分蒸发，使火焰在筒体内燃烧而防止火焰及热辐射对周边植物造成损坏。满足环境零污染，不落地的要求。
实施例4
本实施例在实施例1的基础上做了以下优化，泵(4.1)输送的液体可以在管汇台(4.2)进行调配。从而保证蒸发罐(4.4)中有合适的压强将液体送入喷嘴(4.5)雾化，利于液体的完全蒸发。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于石油井的井返液蒸发系统，其特征在于：包括燃烧机构(1)，一级分离机构(2)，二级分离机构(3)，三级分离机构(4)，防护机构(5)，所述防护机构(5)设置在燃烧机构(1)上方，所述一级分离机构(2)设置在燃烧机构(1)下方，所述二级分离机构(3)设置在一级分离机构(2)下方，所述三级分离机构(4)与二级分离机构(3)连接。
2.如权利要求1所述的用于石油井的井返液蒸发系统，其特征在于：所述二级分离机构(3)包括沉积罐(3.1)，疏水阀(3.2)，排液管(3.3)，沉淀池(3.4)，排砂阀(3.5)，集沙盘(3.6)，所述排砂阀(3.5)设置在沉积罐(3.1)底部，所述疏水阀(3.2)设置在沉积罐(3.1)上，所述疏水阀(3.2)与沉积罐(3.1)连通设置，所述集沙盘(3.6)设置在排砂阀(3.5)下方，所述排液管(3.3)的一端设置在集沙盘(3.6)与排砂阀(3.5)之间，所述排液管(3.3)的另一端与沉淀池(3.4)连通。
3.如权利要求1所述的用于石油井的井返液蒸发系统，其特征在于：所述三级分离机构(4)包括泵(4.1)，管汇台(4.2)，液体输入管道(4.3)，蒸发罐(4.4)，喷嘴(4.5)，所述蒸发罐(4.4)套设在沉积罐(3.1)上，所述液体输入管道(4.3)的一端连通设置在蒸发罐(4.4)上，所述液体输入管道(4.3)连通设置在管汇台(4.2)上，所述喷嘴(4.5)设置在蒸发罐(4.4)内部，所述液体输入管道(4.3)的另一端设置在泵(4.1)上。
4.如权利要求1所述的用于石油井的井返液蒸发系统，其特征在于：所述一级分离机构(2)包括井返液输入管道(2.1)，旋流装置(2.2)，所述旋流装置(2.2)连通设置在沉积罐(3.1)上方，所述井返液输入管道(2.1)连通设置在旋流装置(2.2)上。
5.如权利要求1所述的用于石油井的井返液蒸发系统，其特征在于：所述燃烧机构(1)包括炉盘(1.1)，所述炉盘(1.1)设置在旋流装置(2.2)顶部。
6.如权利要求1所述的用于石油井的井返液蒸发系统，其特征在于：所述防护机构(5)包括防护筒(5.1)，所述防护筒(5.1)设置在蒸发罐(4.4)顶部。
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