CN203656943U - 分离器排气自动点火控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及分离器排气自动点火控制装置，包括控制器、点火器和燃烧器，所述控制器包括自动点火控制器，该自动点火控制器包括火焰信号采集器和火焰信号分析处理器；所述点火器包括高能发生器、点火电缆和火焰发生器，火焰发生器包括两相电极和放电圆盘；所述燃烧器设置有进气口和引气燃烧头；所述火焰信号采集器正对引气燃烧头设置，所述火焰信号采集器的信号输出端与火焰信号分析处理器的信号输入端相连，所述火焰信号分析处理器的信号输出端与高能发生器相连，所述高能发生器用点火电缆与两相电极相连，所述两相电极设置有所述放电圆盘，所述两相电极固定在燃烧器上，放电圆盘正对着引气燃烧头安装。本实用新型点火成功率高，且使用寿命长。
Description
技术领域
本实用新型属于石油化工领域，尤其涉及一种用于石油开采时用于点燃钻井液气液分离后的废气的点火系统。
背景技术
欠平衡钻井技术是近年来在我国迅速发展起来的一项新技术,它具有利于防止钻井液漏失，及时发现和保护油气层并提高机械钻速等优点，因此深受石油勘探与开发系统专家们的重视。近几年来欠平衡钻井技术在国内部分油田得到了充分的推广应用并且取得了良好效果和显著的经济效益。用欠平衡钻井技术在高压或超高压油气层钻井和井控时，由于井眼环空的循环液柱压力低于所钻地层的孔隙压力，地层流体（主要是气体）不可避免地使侵入井眼环空，并随钻井液一起上返在地层。气体从井底向井口迁移过程中由于液柱压力的连续降低，钻井液溶解气析出，使得气侵后的钻井液中的小气泡特别多，严重影响钻井液的切力和粘度。因此在运用欠平衡钻井技术钻井和井控时，需要将侵入钻井液的气体从钻井液中分离出来，而分离出来的气体的主要由硫化氢和二氧化硫等有害物质组成的可燃气体。如果不及时对这些气体进行处理，不但会污染周边环境，还会危及现场人员及周边居民的生命健康。实践证明，对这些有害气体燃烧是一种较可靠的处理方法，也是目前广泛采用的方法。
点燃这些有害气体的方式主要有明火点燃、焰火点燃和电子间接点燃三种，明火点燃，是在有害气体的排气口用明火直接点燃，这种点燃方式简单，但是工人在点火燃可能引起爆炸，存在较大的安全隐患；由于分离出来的气体的量不稳定，用明火点燃时，有可能不能及时点燃，造成有害气体的泄漏，污染周边环境。
焰火点燃是用民用烟花对准有害气体排气口，用民用烟花产生的火焰来点燃有害气体，这种点燃方式由于烟花火焰的不稳定形，造成点火效果较差，而且烟花焰火易受风向的影响，造成点火不准，点火时间长，可靠性较差。
电子间接点燃是将用电子点火装置安装在有害气体的排气口，用高压电产生的电弧来点燃有害气体，这种点燃方式相对于前两种点燃方式点火稳定，可靠性好，点火容易，且无安全隐患。
例如：申请号为200910059001.2，公开号为CN101539087A，申请日为2009年4月20日，公开日为2009年9月23日的发明专利申请公开了一种适用于石化领域，尤其是天然气井(油井)放喷领域中，对放喷口进行点火的高压天然气井高能电子点火系统，包括输入电源和放喷装置，输入电源与点火器主机连接，点火器主机经耐火电缆与点火杆连接，所述点火杆经点火杆支架固定于放喷装置上方。采用该发明，能解决目前各种点火方式中点火容易被喷出的水喷灭的问题，可靠性高，无安全隐患，点火性能准确、高效，即使在恶劣的环境下，只要气体浓度达到燃烧浓度下限，也可以成功点火。该发明专利申请提供的电子点火系统是用于天然气井(油井)放喷领域中，其用于点燃放喷管中的有害气体。将该点火系统用于点燃欠平衡钻井技术钻井时分离出来的有害气体时存在以下缺陷：
1、该发明采用点火杆点燃有害气体，点火杆无任何保护装置，在风向不稳定、有害气体流向不稳定的情况下，点火杆不能准确的将有害气体点燃，点火成功率不高。
2、由于分离出来的有害气体与放喷领域中的有害气体不大相同，这些气体中并没有泥浆等杂质，但是携带有较多的水分，使得有害气体不容易燃烧，将该发明用于点燃这些有害气体时，不容易点燃，点燃成功率较低，由于气体中并没有泥浆等杂质就不需要设计隔离这些杂质的装置，该发明的结构较为复杂。
3、该发明采用的是三根点火杆在一定的时间内循环点火，不管此时有害气体是否燃烧，都是按照一定时间点火，这样的点火方式，有可能点火不及时，造成有害气体没有被燃烧而排到大气中，污染环境。有害气体燃烧时也会点火，造点火系统电能的浪费和设备的磨损，缩短了点火系统的使用寿命。
实用新型内容
为了克服上述点火系统的缺陷，本实用新型提供了分离器排气自动点火控制装置，该点火装置点火成功率高，点火稳定，且能自动控制点火与否，点火及时，使用寿命长，且易于控制。
为了克服上述缺陷，本实用新型采用的技术方案是：
分离器排气自动点火控制装置，包括控制器、点火器和燃烧器，其特征在于：所述控制器包括自动点火控制器，该自动点火控制器包括火焰信号采集器和火焰信号分析处理器；所述点火器包括高能发生器、点火电缆和火焰发生器，火焰发生器包括两相电极和放电圆盘；所述燃烧器设置有进气口和引气燃烧头；所述火焰信号采集器正对引气燃烧头设置，所述火焰信号采集器的信号输出端与火焰信号分析处理器的信号输入端相连，所述火焰信号分析处理器的信号输出端与高能发生器相连，所述高能发生器用点火电缆与两相电极相连，所述两相电极设置有所述放电圆盘，所述两相电极固定在燃烧器上，放电圆盘正对着引气燃烧头安装。
所述燃烧器为 “┥”形，上端为引气燃烧头，下端连接有固定底板，侧端为进气口，进气口处连接有法兰，所述引气燃烧头上设置有侧吸进气窗、防水点火室和引火窗，引火窗位于侧吸进气窗的上方，所述放电圆盘正对引火窗设置，且位于防水点火室内。
所述侧吸进气窗吸取部分通过气液分离筒出来的可燃气体，然后可燃气体进入防水点火室，在防水点火室内的放电圆盘放电点燃可燃气体，燃烧产生的火焰通过引火窗点燃引气燃烧头处的可燃气体。
所述侧吸进气窗包括设置在引气燃烧头上的窗口和设置在窗口处的挡板，挡板倾斜焊接在窗口处，窗口将引气燃烧头和防水点火室连通，挡板向下倾斜。
所述引火窗包括设置在引气燃烧头上的引火窗口和设置在引火窗口上的引火板，引火板有多块，且相互平行设置，引火板倾斜设置在引火窗口上，引火板向上倾斜。
所述高能发生器包括交流一次变压器、交流二次调理电路和高压线路保护电路。
所述高压线路保护电路，在发生电缆短路、断路时，高压保护电路控制器启动，保护电路。
所述点火电缆为耐高温耐交流高压电缆。
所述控制器还包括手动遥控点火控制器。
所述手动遥控点火控制器包括信号发射器和信号接收器，所述信号接收器与高能发生器相连。
信号发射器发射出点火与否的信号，信号接收器接收到相应信号，控制高能发生器工作与否，从而控制点火器是否点火。
本实用新型的电源可以使用交流电也可以使用直流电，交流电可以用外接电源提供，直流电可以用蓄电池提供，蓄电池提供的直流电和外接电源提供的交流电通过交流一次变压器和交流二次调理电路的作用即可转化成所需要的高压电。
为了保证蓄电池随时有电，我们设置有源切换控制组件，电源切换控制组件用于在无外部电源输入时自动切换至使用蓄电池所存储电能。在有外接电源时优先使用外接电源，自动停止使用蓄电池电能，同时在蓄电池电量不满时对蓄电池进行充电，充满自动停充。
本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型点火器包括控制器、点火器和燃烧器，所述控制器包括自动点火控制器，该自动点火控制器包括火焰信号采集器和火焰信号分析处理器；所述点火器包括高能发生器、点火电缆和火焰发生器，火焰发生器包括两相电极和放电圆盘；所述燃烧器设置有进气口和引气燃烧头，所述火焰信号采集器正对引气燃烧头设置，所述火焰信号采集器的信号输出端与火焰信号分析处理器的信号输入端相连，所述火焰信号分析处理器的信号输出端与高能发生器相连，所述高能发生器用点火电缆与两相电极相连，所述两相电极设置有所述放电圆盘，所述两相电极固定在燃烧器上，放电圆盘正对着引气燃烧头安装。气体从燃烧器的进气口进入，在燃烧器内从下往上流动，在重力的作用下，气体所携带的液体下掉，与气体分离，此时的气体更容易燃烧，气体在到达引气燃烧头被点燃，火焰信号采集器用于采集燃烧筒气体燃烧的火焰情况，将火焰的信号传输给火焰信号分析处理器，火焰信号分析处理器处理后将信号传输给高能发生器，高能发生器控制放电圆盘放电与否，从而就实现了本实用新型的自动控制，一旦火焰熄灭，本实用新型就会自动点火，防止有害气体排到空气中，在火焰正常时，切断输入电源，本实用新型不工作，从而延长使用寿命，同时还节省了电能；由于点火圆盘为一圆盘状，其四周产生电弧，形成多点放电，提高点火成功率，同时此种引火方式避免了两相电极长期处于较高温度的火焰中灼烧，延长了本实用新型的使用寿命；由于引火燃烧头的保证进入的可燃气体气流稳定，实现可燃气体与助燃气体充分混合，防水点火室利于点燃，同时也能对两相电极进行很好的保护。
2、本实用新型燃烧器为 “┥”形，上端为引气燃烧头，下端连接有固定底板，侧端为进气口，进气口处连接有法兰，所述引气燃烧头上设置有侧吸进气窗、防水点火室和引火窗，引火窗位于侧吸进气窗的上方，所述放电圆盘正对引火窗设置，且位于防水点火室内。气体从燃烧器进气口进入，然后气体上行，在重力作用下气体所携带的液体下掉，与气体分离，此时的气体更容易燃烧，提高了本实用新型的点火成功率。气体从气液分离筒侧端进气口进入，然后气体上行，当上行气体到达燃烧器的侧吸进气窗处时，少部分气体被吸进防水点火室，在防水点火室内与空气混合，接通电源，放电圆盘放电，产生高压电弧点燃这些气体，燃烧产生的火焰通过引火窗与从进气口进入的剩余气体接触，剩余气体被点燃。由于是少部分气体进入防水点火室，气流量小，与空气混合更加充分，更容易点燃，用点燃后的气体再去点燃剩下的气体，这样的点燃方式能充分保证快速有效的点燃气体，大大提高点火成功率。
3、本实用新型侧吸进气窗包括设置在引气燃烧头上的窗口和设置在窗口处的挡板，挡板倾斜焊接在窗口处，窗口将引气燃烧头和防水点火室连通，挡板向下倾斜。挡板将上行的气体挡住一少部分，被挡住的少部分气体通过窗口进图防水点火室，进入防水点火室后被放电圆盘放电点燃，点燃的火苗从引火窗冒出，点燃在引气燃烧室内的气体。挡板将部分气体挡如防水点火室，气体量大大减小，在防水点火室内的流速减小，在防水点火室内点火容易，不会被强大的气流吹灭。
4、本实用新型引火窗包括设置在引气燃烧头上的引火窗口和设置在引火窗口上的引火板，引火板有多块，且相互平行设置，引火板倾斜设置在引火窗口上，引火板向上倾斜。在防水点火室内点燃的气体产生的火苗从引火板之间的空隙冒出，点燃引气燃烧头内的气体，引火板是顺着气体流动方向设置的，部分气体也会从引火窗口进入防水点火室，遇到火苗迅速点燃，火苗逐步壮大，从而点燃引气燃烧头中的气体，这样的点燃过程保证气体不会吹灭火苗，易于点燃，点燃成功率高。
5、本实用新型控制器控制器还包括手动遥控点火控制器，手动遥控点火控制器包括信号发射器和信号接收器，所述信号接收器与高能发生器相连。手动控制信号发射器发射出信号给信号接收器，信号接收器根据接收到的信号控制高能发生器，从而控制点火圆盘放电与否，手动控制更加人性化而且在自动点火控制器损坏时，保证点火器能正常工作。
附图说明
图1为本实用新型整体机构示意图。
图中标记 1、点火器，10、高能发生器，11、点火电缆，12、两相电极，13、放电圆盘，2、燃烧器，21、进气口，22、固定底板，23、引气燃烧头，24、侧吸进气窗，25、引火窗，26、防水点火室，3、控制器，30、火焰信号采集器。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括点火器1、燃烧器2和控制器3。
点火器
点火器1包括高能发生器10、点火电缆11和火焰发生器，所述火焰发生器包括两相电极12和放电圆盘13，所述两相电极12一端安装有所述放电圆盘13，一端通过点火电缆11与高能发生器10相连，所述高能发生器10与所述控制器3相连。
所述高能发生器10包括交流一次变压器、交流二次调理电路和高压线路保护电路。
所述高压线路保护电路，在发生电缆短路、断路时，高压保护电路控制器启动，保护电路。
点火电缆11选用耐高温耐高压电缆，其由耐高温高压点火电缆、耐高温高压硅离子软管和不锈钢防护软管构成。
燃烧器
燃烧器2设置有引气燃烧头23和进气口21，燃烧器2为“┥”形，上端为引气燃烧头23，下端连接有固定底板22，侧端为进气口21，进气口21处连接有法兰，所述引气燃烧头23上设置有侧吸进气窗24、防水点火室26和引火窗25，引火窗25设置在侧吸进气窗24上方。
所述侧吸进气窗24吸取部分气体，该部分气体进入防水点火室26，在防水点火室26内的放电圆盘13放电气体，燃烧产生的火焰通过引火窗25点燃引气燃烧头23处的气体。
所述侧吸进气窗24包括设置在引气燃烧头上的窗口和设置在窗口处的挡板，挡板倾斜焊接在窗口处，窗口将引气燃烧头和防水点火室连通，挡板向下倾斜。
所述引火窗25包括设置在引气燃烧头上的引火窗口和设置在引火窗口上的引火板，引火板有多块，且相互平行设置，引火板倾斜设置在引火窗口上，引火板向上倾斜。
控制器
控制器3包括点火器控制器和手动遥控点火控制器。
所述点火器控制器包括火焰信号采集器30和火焰信号分析处理器，所述火焰信号采集器的信号输出端与火焰信号分析处理器的信号输入端相连，所述火焰信号分析处理器的信号输出端与高能发生器相连。
所述手动遥控点火控制器包括信号发射器和信号接收器，所述信号接收器与高能发生器相连。
本实用新型的电源可以使用交流电也可以使用直流电，交流电可以用外接电源提供，直流电可以用蓄电池提供，蓄电池提供的直流电和外接电源提供的交流电通过交流一次变压器和交流二次调理电路的作用即可转化成所需要的高压电。
为了保证蓄电池随时有电，我们设置有源切换控制组件，电源切换控制组件用于在无外部电源输入时自动切换至使用蓄电池所存储电能。在有外接电源时优先使用外接电源，自动停止使用蓄电池电能，同时在蓄电池电量不满时对蓄电池进行充电，充满自动停充。
上述零部件的组装连接关系如下：
火焰信号采集器正对引气燃烧头设置，火焰信号采集器的信号输出端与火焰信号分析处理器的信号输入端相连，火焰信号分析处理器的信号输出端与高能发生器相连，高能发生器用点火电缆与两相电极相连，两相电极固定在燃烧器上，放电圆盘正对引火窗设置，且位于防水点火室内。
Claims (7)
1.分离器排气自动点火控制装置，包括控制器、点火器和燃烧器，其特征在于：所述控制器包括自动点火控制器，该自动点火控制器包括火焰信号采集器和火焰信号分析处理器；所述点火器包括高能发生器、点火电缆和火焰发生器，火焰发生器包括两相电极和放电圆盘；所述燃烧器设置有进气口和引气燃烧头；所述火焰信号采集器正对引气燃烧头设置，所述火焰信号采集器的信号输出端与火焰信号分析处理器的信号输入端相连，所述火焰信号分析处理器的信号输出端与高能发生器相连，所述高能发生器用点火电缆与两相电极相连，所述两相电极设置有所述放电圆盘，所述两相电极固定在燃烧器上，放电圆盘正对着引气燃烧头安装。
2.根据权利要求1所述的分离器排气自动点火控制装置，其特征在于：所述燃烧器为 “┥”形，上端为引气燃烧头，下端连接有固定底板，侧端为进气口，进气口处连接有法兰，所述引气燃烧头上设置有侧吸进气窗、防水点火室和引火窗，引火窗位于侧吸进气窗的上方，所述放电圆盘正对引火窗设置，且位于防水点火室内。
3.根据权利要求2所述的分离器排气自动点火控制装置，其特征在于：所述侧吸进气窗包括设置在引气燃烧头上的窗口和设置在窗口处的挡板，挡板倾斜焊接在窗口处，窗口将引气燃烧头和防水点火室连通，挡板向下倾斜。
4.根据权利要求2或3所述的分离器排气自动点火控制装置，其特征在于：所述引火窗包括设置在引气燃烧头上的引火窗口和设置在引火窗口上的引火板，引火板有多块，且相互平行设置，引火板倾斜设置在引火窗口上，引火板向上倾斜。
5.根据权利要求1或2所述的分离器排气自动点火控制装置，其特征在于：所述高能发生器包括交流一次变压器、交流二次调理电路和高压线路保护电路。
6.根据权利要求1或2所述的分离器排气自动点火控制装置，其特征在于：所述点火电缆为耐高温耐交流高压电缆。
7.根据权利要求1所述的分离器排气自动点火控制装置，其特征在于：所述控制器还包括手动遥控点火控制器，所述手动遥控点火控制器包括信号发射器和信号接收器，所述信号接收器与高能发生器相连。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20140618 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |