CN114060849A - 一种移动喷射点火装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动喷射点火装置，属于油气钻井技术领域，包括点火系统、远程喷射装置、移动装置、轨道组件、控制柜和遥控系统，所述点火系统包括点火头、点火电缆和点火控制盒；所述远程喷射装置包括油箱、高压油泵、溢流阀、压力表、电磁阀和喷嘴；所述移动装置包括安装有行走轮组件的车体、动力机构，车身中安装有蓄电池，蓄电池用于给该点火装置的用电器供电；所述轨道组件包括轨道和用于固定轨道的支撑件组件；所述遥控系统包括遥控器、处理器、信号发送器、信号接收器；所述控制柜分别与点火控制盒、电磁阀、信号接收器和动力机构控制连接，解决了现有技术中点火装置火焰喷射距离较短，易损换点火装置的问题。

Description

一种移动喷射点火装置

技术领域

本发明属于油气钻井技术领域，具体涉及一种移动喷射点火装置。

背景技术

石油钻井过程中，当钻至高压油气层时，如果钻井液的液柱压力低于油气层的压力，高压油气流就会侵入井筒，并逐步上升窜向井口，以致顶出钻井液而形成溢流或井涌。此时钻井工作者将会关闭防喷器采取节流、放喷等相应的有效措施。但放喷出来的天然气一定要引燃烧掉，否则它与空气混合到一定比例就可能发生爆炸，并且含有H₂S的气体还会危害人的生命。

在整个引燃放喷出来的天然气中，涉及到的常用装置有点火装置，现有的点火装置有手动点火装置、移动型点火装置等，如国家知识产权局于2017年6月6日公开的公开号为“CN206222339U”，公开了一种分离器放喷点火装置，包括主火管（2）、燃油箱（3）、气体输送管 （4）、燃油输送管（13）和引火燃烧器（5），所述主火管（2）竖向固定在地面上，所述主火管（2） 的下端与排气管线（6）连通，所述燃油箱（3）设置在主火管（2）的下部，所述引火燃烧器（5） 固定设置在主火管（2）的上部，所述燃油箱（3）通过燃油输送管（13）与引火燃烧器（5）连接， 所述气体输送管（4）的一端与空压机连接，另一端与引火燃烧器（5）连接；又如公开号为“CN210485762U”公开的一种立式等离子点火装置，这类点火器的原理一般为：先将燃油雾化，再对雾化后的燃油进行点火。这样的点火装置点火时火焰喷射距离一般为3m左右，火焰喷射距离较短，点火成功后，点火装置的点火头部分往往处于热辐射区，容易损坏点火装置的点火器等前端部件，具有一定的安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种移动喷射点火装置，点火时火焰喷射距离可达8-15m，火焰喷射距离较长，点火时整个点火装置处于相对安全位置，同时可远程遥控点火，点火成功后，移动装置带动整个点火装置撤退到轨道后方，使点火装置处于热辐射以外，点火装置与操作人员均较安全。

本发明通过下述技术方案实现：

一种移动喷射点火装置，包括点火系统、远程喷射装置、移动装置、轨道组件、控制柜和遥控系统，所述点火系统包括点火头、点火电缆和点火控制盒；所述远程喷射装置包括油箱、高压油泵、溢流阀、压力表、电磁阀和喷嘴；所述移动装置包括安装有行走轮组件的车体、动力机构，车身中安装有蓄电池，蓄电池用于给该点火装置的用电器供电；所述轨道组件包括轨道和用于固定轨道的支撑件组件；所述遥控系统包括遥控器、处理器、信号发送器、信号接收器；所述控制柜分别与点火控制盒、电磁阀、信号接收器和动力机构控制连接。

进一步地，所述高压油泵为允许通过介质为燃油、最小产生压力为2MPa、允许通过油量10-40L/min的油泵。

进一步地，所述点火头由310s不锈钢制成；所述电磁阀与喷嘴连接，所述喷嘴能承受不低于15Mpa的压力。

进一步地，所述点火头处设有保护箱，保护箱与车体之间设置有波纹保护管，保护箱中与点火头连接的点火电缆穿过波纹保护管与点火控制盒连接，保护箱中与电磁阀连接的油管穿过波纹保护管与车体内的油箱连接。

进一步地，所述支撑件组件由若干个支撑件通过快速接头拼接而成，所述支撑件包括轨道脚架、横梁、限位板、挡板、固定块A和固定块B，轨道脚架与横梁通过轴转动连接，轨道脚架与限位板配合用于支撑轨道；所述挡板、固定块A和固定块B配合用于安装导轨。

进一步地，所述导轨两端设置有缓冲组件，缓冲组件包括固定块C、弹簧、缓冲伸缩杆和挡块，固定块C连接弹簧和缓冲伸缩杆后再与挡块连接，所述弹簧套设于缓冲伸缩杆外侧。

进一步地，所述移动装置的前端与后端均设有探测器，所述控制柜与探测器控制连接。

进一步地，所述探测器设计在移动装置的车身的前端和后端。

进一步地，所述车身上设有指示灯，指示灯与控制柜控制连接；所述车身上还设有照明灯。

进一步地，所述移动装置的动力机构用于驱动行走轮组件在轨道上移动，行走轮组件与动力机构间通过后桥总成连接，行走轮组件上还连接有刹车装置。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

一、本发明中，该移动喷射点火装置，满足放喷气量大及热辐射强的恶劣工况正常点火，利用该移动喷射点火装置的移动装置，可在轨道上顺利移动，实现放喷时前移点火，该装置采用压力喷射模式，解决传统雾化燃油后进行点火技术的火焰喷射距离较短的问题，本装置点火时火焰喷射距离可达8米以上，最长可达15m，强烈火焰可确保顺利点燃放喷气体，点火成功后点火装置退回至不受热辐射影响的安全区域，从而保护该点火装置本身不被损坏，以实现安全点火的目的。另外，整台点火系统集成在移动装置上，装置轻便、占用体积较小，结构巧妙，拆卸、运输便捷。

二、本发明中，所述高压油泵为允许通过介质为燃油、最小产生压力为2MPa、允许通过油量10-40L/min的油泵，所述高压油泵为能在工作中提高燃油压力的油泵，以满足对喷射燃油的压力要求。

三、本发明中，这样的装置适用于柴油等引火燃料，柴油具有井队易得，使用较安全的特点。

四、本发明中，装置移动及点火均采用远程遥控模式进行，遥控距离可达500米，满足实际工况的需求。

五、本发明中，轨道设计为分段组合模式，且轨道间采用快速接头连接方式拼接而成，可以根据实际工况拼接合适长度的轨道，便于拆装和运输。

六、本发明中，导轨两端设置有缓冲组件，一方面可限制本点火装置在轨道上的移动距离，另一方面可避免移动装置由于行驶速度过快，造成碰撞到轨道两端造成设备的损坏。

七、本发明中，所述移动装置的前端与后端均设有探测器，所述控制柜与探测器控制连接，探测器用于探测移动装置两端的障碍物，遇到障碍物后及时刹车，避免损坏本点火装置。

八、本发明中，所述探测器设计在移动装置的车身的前端和后端，使用效果较好。本装置还设置有过载保护、过温保护、短路保护等结构。

九、本发明中，所述车身上设有指示灯，指示灯与控制柜控制连接，用于指示本点火装置的使用状态，便于工作人员操作；所述车身上还设有照明灯，用于光线较暗时提供照明。

十、本发明中，移动装置前后均设有探测装置，当探测到障碍物后实现自动停车功能，避免碰撞。

附图说明

图1为本点火装置的系统结构示意图。

图2是远程喷射装置的系统连接示意图。

图3是本点火装置的结构示意图。

图4是图3的A部放大图。

图5是图3的俯视图。

图6是图3的左视图。

图7是轨道组件的结构示意图。

图8是本装置中点火系统、远程喷射装置和移动装置部分的结构示意图。

图9是图8的左视图。

图10是图8的俯视图。

其中，1、点火系统；2、远程喷射装置；3、移动装置；4、轨道组件；5、控制柜；6、遥控系统；7、蓄电池；8、保护箱；9、波纹保护管；10、探测器；11、指示灯；12、照明灯；101、点火头；102、点火电缆；103、点火控制盒；201、油箱；202、高压油泵；203、溢流阀；204、压力表；205、电磁阀；206、喷嘴；301、行走轮组件；302、车体；303、动力机构；304、后桥总成；305、刹车装置；401、轨道；402、支撑件组件；403、支撑件；404、快速接头；405、缓冲组件；601、遥控器；602、处理器；603、信号发送器；604、信号接收器；4031、轨道脚架；4032、横梁；4033、限位板；4034、挡板；4035、固定块A；4036、固定块B；4037、轴；4051、固定块C；4052、弹簧；4053、缓冲伸缩杆；4054、挡块。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

一种移动喷射点火装置，属于油气钻井技术领域，包括点火系统1、远程喷射装置2、移动装置3、轨道组件4、控制柜5和遥控系统6，参见图1，所述点火系统1包括点火头101、点火电缆102和点火控制盒103；所述远程喷射装置2包括油箱201、高压油泵202、溢流阀203、压力表204、电磁阀205和喷嘴206，参考图2；所述移动装置3包括安装有行走轮组件301的车体302、动力机构303，车身中安装有蓄电池7，蓄电池7用于给该点火装置的用电器供电；所述轨道组件4包括轨道401和用于固定轨道401的支撑件组件402；所述遥控系统6包括遥控器601、处理器602、信号发送器603、信号接收器604；所述控制柜5分别与点火控制盒103、电磁阀205、信号接收器604和动力机构303控制连接。

本实施例为最基本的实施方式，本实施例的远程喷射装置2采用高压油泵202将燃油压缩后，再通过点火系统1进行点火，所述点火系统1与远程喷射装置2中的部件安装位置及连接关系参见图3、5、6，油箱201中的燃油通过高压油泵202后再送至喷嘴206处，并通过电磁阀205来控制喷射距离和喷射时间，所述点火系统1、远程喷射装置2固定在移动装置3上，操作人员即可通过遥控系统6和控制柜5对移动装置3进行远程控制其行走距离，本移动喷射点火装置的火焰喷射距离可达8-15m，从而实现远程遥控点火的目的。

进一步地，油箱201与油泵之间设有过滤器，可以拦截燃油中的大颗粒杂质，溢流阀203用于稳定系统中的压力。

本实施例中，所述遥控系统6包括遥控器601、处理器602、信号发送器603、信号接收器604，所述控制柜5分别与点火控制盒103、电磁阀205和信号接收器604控制连接，处理器602将遥控器601上的按钮（操作者给出的指令）给的命令转换成控制器可以识别的信号，再通过信号发送器603传送给点火装置上的信号接收器604，再送至控制器，控制器接收相应信息经处理后再给执行部件下达指令。

实施例2

本实施例为较优的一种实施方式，以本公司的某一型号的移动喷射点火装置为例，经测试，该点火装置能在7级大风、暴雨、沙尘、结冰、温度（-30℃～＋80℃）环境中正常运行，设备具体情况如下：

一种移动喷射点火装置，属于油气钻井技术领域，包括点火系统1、远程喷射装置2、移动装置3、轨道组件4、控制柜5和遥控系统6，参见图1，所述点火系统1包括点火头101、点火电缆102和点火控制盒103；所述远程喷射装置2包括油箱201、过滤器、高压油泵202、溢流阀203、压力表204、电磁阀205和喷嘴206，优选的，所述油箱201与高压油泵202之间设有过滤器，用于拦截进入高压油泵202前燃油中的颗粒，保证高压油泵202的正常运行，增长其使用寿命，参考图2；所述移动装置3包括安装有行走轮组件301的车体302、动力机构303，车身中安装有蓄电池7，蓄电池7用于给该点火装置的用电器供电；所述轨道组件4包括轨道401和用于固定轨道401的支撑件组件402；所述遥控系统6包括遥控器601、处理器602、信号发送器603、信号接收器604；所述控制柜5分别与点火控制盒103、电磁阀205、信号接收器604和动力机构303控制连接。

进一步地，所述高压油泵202为允许通过介质为燃油、最小产生压力为2MPa、允许通过油量10-40L/min的油泵。本点火装置中的油泵允许通过柴油，通过柴油25L/min，产生压力为2MPa。

进一步地，所述远程喷射装置2的喷嘴206与电磁阀205连接，所述喷嘴206能承受不低于15Mpa的压力，喷嘴206内壁的粗糙度不高于1.6，根据高压油泵202产生的压力，通过适当缩小喷嘴206出口口径，并采用耐高温材料制作而成的喷嘴206，配合点火系统1使用，保证设备能成功点火的同时，火焰距离可达8m以上，最长约15m，另外，喷嘴206采用不锈钢制成，材质能承受高速燃油冲刷，使用寿命也较长。

进一步地，所述点火头101由310s不锈钢制成，点火头101、车体302均采用304不锈钢制成，实际应用中可根据实际需求，点火系统1涉及的放电管等应用目前较先进的航空高能脉冲点火技术等。

进一步地，所述点火头101处设有保护箱8，参考8，保护箱8与车体302之间设置有波纹保护管9，保护箱8中与点火头101连接的点火电缆102穿过波纹保护管9与点火控制盒103连接，保护箱8中与电磁阀205连接的油管穿过波纹保护管9与车体302内的油箱201连接。

进一步地，所述支撑件组件402由若干个支撑件403通过快速接头404拼接而成，参考图5、7，所述支撑件403包括轨道脚架4031、横梁4032、限位板4033、挡板4034、固定块A4035和固定块B4036，轨道脚架4031与横梁4032通过轴4037转动连接，轨道脚架4031与限位板4033配合用于支撑轨道401；所述挡板4034、固定块A4035和固定块B4036配合用于安装导轨。

进一步地，所述导轨两端设置有缓冲组件405，参考图4，缓冲组件405包括固定块C4051、弹簧4052、缓冲伸缩杆4053和挡块4054，固定块C4051连接弹簧4052和缓冲伸缩杆4053后再与挡块4054连接，所述弹簧4052套设于缓冲伸缩杆4053外侧。

进一步地，所述移动装置3的前端与后端均设有探测器10，所述控制柜5与探测器10控制连接。

进一步地，所述车身上设有指示灯11，用于显示设备状态，给操作人员的操作给出提示信号，指示灯11与控制柜5控制连接，例如，当轨道401上有障碍物时，指示灯11“闪黄灯”给出故障信号，便于操作人员及时清障等。所述车身上还设有照明灯12，用于使用环境视线较差时提供照明条件，参考图8-10。

进一步地，所述移动装置3的动力机构303用于驱动行走轮组件301在轨道401上移动，参考图8、9，行走轮组件301与动力机构303间通过后桥总成304连接，行走轮组件301上还连接有刹车装置305。

采用本装置的结构设计，点火能量强，点火可靠，使用寿命长；该点火头101耐高温、抗结炭、抗结焦，具有自净能力，能可靠点火，适用于石油钻井过程中，该装置的喷射火焰可达8-15m，明显长于现有点火装置的火焰喷射距离，当点火成功后，本移动点火装置可退回至不受热辐射影响的安全区域，从而保护该点火装置本身不被损坏，以实现安全点火的目的。

实施例3

本实施例与实施例1-2相比，区别在于，所述探测器10设计在移动装置3的车身的前端和后端，参考图9。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动喷射点火装置，其特征在于：包括点火系统（1）、远程喷射装置（2）、移动装置（3）、轨道组件（4）、控制柜（5）和遥控系统（6），所述点火系统（1）包括点火头（101）、点火电缆（102）和点火控制盒（103）；所述远程喷射装置（2）包括油箱（201）、高压油泵（202）、溢流阀（203）、压力表（204）、电磁阀（205）和喷嘴（206）；所述移动装置（3）包括安装有行走轮组件（301）的车体（302）、动力机构（303），车身中安装有蓄电池（7），蓄电池（7）用于给该点火装置的用电器供电；所述轨道组件（4）包括轨道（401）和用于固定轨道（401）的支撑件组件（402）；所述遥控系统（6）包括遥控器（601）、处理器（602）、信号发送器（603）、信号接收器（604）；所述控制柜（5）分别与点火控制盒（103）、电磁阀（205）、信号接收器（604）和动力机构（303）控制连接。

2.根据权利要1所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述高压油泵（202）为允许通过介质为燃油、最小产生压力为2MPa、允许通过油量10-40L/min的油泵。

3.根据权利要2所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述点火头（101）由310s不锈钢制成；所述电磁阀（205）与喷嘴（206）连接，所述喷嘴（206）能承受不低于15Mpa的压力。

4.根据权利要3所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述点火头（101）处设有保护箱（8），保护箱（8）与车体（302）之间设置有波纹保护管（9），保护箱（8）中与点火头（101）连接的点火电缆（102）穿过波纹保护管（9）与点火控制盒（103）连接，保护箱（8）中与电磁阀（205）连接的油管穿过波纹保护管（9）与车体（302）内的油箱（201）连接。

5.根据权利要1-4任一项所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述支撑件组件（402）由若干个支撑件（403）通过快速接头（404）拼接而成，所述支撑件（403）包括轨道脚架（4031）、横梁（4032）、限位板（4033）、挡板（4034）、固定块A（4035）和固定块B（4036），轨道脚架（4031）与横梁（4032）通过轴（4037）转动连接，轨道脚架（4031）与限位板（4033）配合用于支撑轨道（401）；所述挡板（4034）、固定块A（4035）和固定块B（4036）配合用于安装导轨。

6.根据权利要5所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述导轨两端设置有缓冲组件（405），缓冲组件（405）包括固定块C（4051）、弹簧（4052）、缓冲伸缩杆（4053）和挡块（4054），固定块C（4051）连接弹簧（4052）和缓冲伸缩杆（4053）后再与挡块（4054）连接，所述弹簧（4052）套设于缓冲伸缩杆（4053）外侧。

7.根据权利要6所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述移动装置（3）的前端与后端均设有探测器（10），所述控制柜（5）与探测器（10）控制连接。

8.根据权利要7所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述探测器（10）设计在移动装置（3）的车身的前端和后端。

9.根据权利要1所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述车身上设有指示灯（11），指示灯（11）与控制柜（5）控制连接；所述车身上还设有照明灯（12）。

10.根据权利要1所述的一种移动喷射点火装置，其特征在于：所述移动装置（3）的动力机构（303）用于驱动行走轮组件（301）在轨道（401）上移动，行走轮组件（301）与动力机构（303）间通过后桥总成（304）连接，行走轮组件（301）上还连接有刹车装置（305）。

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