CN212618260U - 井喷着火模拟点火装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气作业技术领域，是一种井喷着火模拟点火装置，包括燃烧器、风机、送风管线、中心火炬引燃管线、周向旋转火炬引燃管线和点火引燃管线，燃烧器为竖向设置。本发明结构合理而紧凑，通过设置风机和送风管线，能够向燃烧器内燃气燃烧时提供足够的空气，点火引燃管线能够配合燃烧器内的点火枪点燃中心火炬引燃管线出口端和周向旋转火炬引燃管线出口端的燃气，通过调节中心火炬引燃管线出口端燃气的压力和流量进而调整燃烧器内中心火炬的大小和形状，通过调节周向旋转火炬引燃管线出口端燃气的压力和流量进而调整燃烧器内周向旋转火炬的大小和形状，能够模拟真实井喷着火状态，提升应急救援演练的作业水平。

Description

井喷着火模拟点火装置

技术领域

本实用新型涉及油气作业技术领域，是一种井喷着火模拟点火装置。

背景技术

随着石油勘探技术的发展，人们试图在更加复杂的环境中进行油气开发，这样无疑会增加井喷失控的风险。井喷失控一旦发生，必然会造成严重的人员伤亡、财产损失和环境破坏等后果。由于井喷失控现场环境复杂、危险性高、现场数据难以获得，严重影响抢险作业的成功率。为保障油田安全生产，须进行井喷应急演练，锻炼油田消防井喷处置能力。目前油田井口井喷着火模拟系统主要采用在井场人工点燃易燃物后用消防水枪进行灭火，存在没有持续的燃料补充、人工点火不可控、安全性差、无法形成高的火焰效果、火焰辐射范围小、热量释放小等问题，火焰不能真实模拟油气井井喷着火的状态。因此，研究井喷着火失控抢险应急演练设备及工艺迫在眉睫，这对解决抢险作业存在的问题和提升抢险作业水平具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种井喷着火模拟点火装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决不能模拟真实井喷着火状态、不能提升应急救援演练作业水平的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种井喷着火模拟点火装置，包括燃烧器、风机、送风管线、中心火炬引燃管线、周向旋转火炬引燃管线和点火引燃管线，燃烧器为竖向设置，燃烧器风箱的进风口与风机的出风口之间固定连通有送风管线，燃烧器风箱的中央引燃口固定连通有中心火炬引燃管线，燃烧器的点火口固定连通有点火引燃管线，燃烧器的主引燃口固定连通有周向旋转火炬引燃管线，中心火炬引燃管线的进口端与周向旋转火炬引燃管线固定连通，点火引燃管线的进口端和中心火炬引燃管线的进口端与燃烧器的主引燃口之间位置的周向旋转火炬引燃管线固定连通。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述周向旋转火炬引燃管线可包括主管线和一级过滤器，主管线的出口端与燃烧器的主引燃口固定连通，主管线的入口端固定安装有一级过滤器，对应一级过滤器与主引燃口之间位置的主管线上依序间隔固定安装有第一压力表、第二压力表、第三压力表和第四压力表，

对应第一压力表与一级过滤器的主管线上固定安装有第一球阀，对应第一球阀与第一压力表之间位置的主管线上固定安装有一级调压阀，

对应第一压力表与第二压力表之间位置的主管线上固定安装有第二球阀，对应第二球阀与第二压力表之间位置的主管线上固定安装有二级调压阀，

对应第二压力表与第三压力表之间位置的主管线上固定安装有第三球阀，对应第三球阀与第三压力表之间位置的主管线上固定安装有二级过滤器，

对应第三压力表与第四压力表之间位置的主管线上固定安装有三级调压阀，对应三级调压阀与第四压力表之间位置的主管线上固定安装有第一膨胀节，对应第一膨胀节与第四压力表之间位置的主管线上固定安装有第一切断阀组，

点火引燃管线的入口端固定连通于第一切断阀组与膨胀节之间的主管线上，中心火炬引燃管线的入口端固定连通于第二球阀与第一压力表之间的主管线上。

上述点火引燃管线可包括点火管线和第四球阀，点火管线的入口端固定连通于第一切断阀组与膨胀节之间的主管线上，点火管线的出口端与燃烧器的点火口固定连通，第四球阀固定安装于点火管线上，对应第四球阀与燃烧器的点火口之间位置的点火管线上固定安装有第五压力表，对应第五压力表与第四球阀之间位置的点火管线上固定安装有四级调压阀，对应四级调压阀与第五压力表之间位置的点火管线上固定安装有第二切断阀组。

上述中心火炬引燃管线可包括中心引燃管线和第五球阀，中心引燃管线的出口端与燃烧器风箱的中央引燃口固定连通，中心引燃管线的入口端与第一压力表和第二球阀之间的主管线固定连通，第五球阀固定安装于中心引燃管线上，对应第五球阀与燃烧器风箱的中央引燃口之间位置的中心引燃管线上固定安装有第一切断阀，对应第一切断阀与第五球阀之间位置的中心引燃管线上固定安装有第二切断阀，对应第二切断阀与第一切断阀之间位置的中心引燃管线上固定安装有检漏装置。

上述对应第三压力表与三级调压阀之间位置的主管线上可固定安装有第一放散阀，对应第五球阀与第二切断阀之间位置的中心引燃管线上固定安装有第二放散阀。

上述风机的进口端可固定安装有过滤网，风机的出口端与送风管线的入口端之间固定连通有柔性风管，送风管线的出口端与燃烧器风箱的进风口之间固定连通有调节阀，调节阀内有调节叶片，调节阀上侧固定安装有能够控制调节叶片开度的电机，调节阀上设有内外连通的测压孔，测压孔内密封固定安装有测压计。

上述还可包括固定支架，和固定座，中心火炬引燃管线、周向旋转火炬引燃管线、点火引燃管线和送风管线下侧均沿轴向间隔均布有若干个固定支架，风机下侧和燃烧器下侧均固定安装有固定座。

本发明结构合理而紧凑，通过设置风机和送风管线，能够向燃烧器内燃气燃烧时提供足够的空气，点火引燃管线能够配合燃烧器内的点火枪点燃中心火炬引燃管线出口端和周向旋转火炬引燃管线出口端的燃气，通过调节中心火炬引燃管线出口端燃气的压力和流量进而调整燃烧器内中心火炬的大小和形状，通过调节周向旋转火炬引燃管线出口端燃气的压力和流量进而调整燃烧器内周向旋转火炬的大小和形状，能够模拟真实井喷着火状态，提升应急救援演练的作业水平。

附图说明

附图1为本实用新型的的主视结构示意图。

附图2为附图1的俯视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为燃烧器，2为风机，3为送风管线，4为过滤网，5为柔性风管，6为调节阀，7为测压计，8为电机，9为主管线，10为一级过滤器，11为第一压力表，12为第二压力表，13为第三压力表，14为第四压力表，15为第一球阀，16为一级调压阀，17为第二球阀，18为二级调压阀，19为第三球阀，20为二级过滤器，21为第一放散阀，22为三级调压阀，23为膨胀节，24为第一切断阀组，25为点火管线，26为第四球阀，27为四级调压阀，28为第二切断阀组，29为第五压力表，30为中心引燃管线，31为第五球阀，32为第二放散阀，33为第一切断阀，34为第二切断阀，35为检漏装置，36为固定支架，37为固定座。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2所示，该井喷着火模拟点火装置包括燃烧器1、风机2、送风管线3、中心火炬引燃管线、周向旋转火炬引燃管线和点火引燃管线，燃烧器1为竖向设置，燃烧器1风箱的进风口与风机2的出风口之间固定连通有送风管线3，燃烧器1风箱的中央引燃口固定连通有中心火炬引燃管线，燃烧器1的点火口固定连通有点火引燃管线，燃烧器1的主引燃口固定连通有周向旋转火炬引燃管线，中心火炬引燃管线的进口端与周向旋转火炬引燃管线固定连通，点火引燃管线的进口端和中心火炬引燃管线的进口端与燃烧器1的主引燃口之间位置的周向旋转火炬引燃管线固定连通。

根据需求，燃烧器1为现有公知技术，如德国扎克燃烧器，燃烧器1设计中心火炬天然气最大量为每小时3000立方米，周向旋转火炬天然气最大量为每小时600立方米，风机2为现有公知技术。在使用过程中，通过设置风机2和送风管线3，能够向燃烧器1内燃气燃烧时提供足够的空气，点火引燃管线能够配合燃烧器1内的点火枪点燃中心火炬引燃管线出口端和周向旋转火炬引燃管线出口端的燃气，通过调节中心火炬引燃管线出口端燃气的压力和流量进而调整燃烧器1内中心火炬的大小和形状，通过调节周向旋转火炬引燃管线出口端燃气的压力和流量进而调整燃烧器1内周向旋转火炬的大小和形状，该装置着火后的最大可见火焰宽度可调整至5米，高度可调整至20米，解决了以往井喷着火演练过程中无有效点火装置、火焰范围及高度小、火焰假的难题，能够根据应急用途对井喷着火状态、火焰形状及大小进行切换，创新了应急演练方法，真实模拟井喷事故有害气体泄漏着火的整个过程，提升应急救援演练的作业水平。

可根据实际需要，对上述井喷着火模拟点火装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，周向旋转火炬引燃管线包括主管线9和一级过滤器10，主管线9的出口端与燃烧器1的主引燃口固定连通，主管线9的入口端固定安装有一级过滤器10，对应一级过滤器10与主引燃口之间位置的主管线9上依序间隔固定安装有第一压力表11、第二压力表12、第三压力表13和第四压力表14;

对应第一压力表11与一级过滤器10的主管线9上固定安装有第一球阀15，对应第一球阀15与第一压力表11之间位置的主管线9上固定安装有一级调压阀16;

对应第一压力表11与第二压力表12之间位置的主管线9上固定安装有第二球阀17，对应第二球阀17与第二压力表12之间位置的主管线9上固定安装有二级调压阀18;

对应第二压力表12与第三压力表13之间位置的主管线9上固定安装有第三球阀19，对应第三球阀19与第三压力表13之间位置的主管线9上固定安装有二级过滤器20;

对应第三压力表13与第四压力表14之间位置的主管线9上固定安装有三级调压阀22，对应三级调压阀22与第四压力表14之间位置的主管线9上固定安装有第一膨胀节23，对应第一膨胀节23与第四压力表14之间位置的主管线9上固定安装有第一切断阀组24;

点火引燃管线的入口端固定连通于第一切断阀组24与膨胀节23之间的主管线9上，中心火炬引燃管线的入口端固定连通于第二球阀17与第一压力表11之间的主管线9上。

根据需求，第一压力表11靠近主管线9的入口端，第四压力表14靠近主管线9的出口端，第一切断阀组24由现有公知技术的两个切断阀安装在一起组成。在使用过程中，进入主管线9入口端的天然气压力为0.3MPa至0.4MPa，天然气经一级调压阀16压力降至0.25MPa，第一压力表11对减压效果进行验证，天然气经二级调压阀18压力降至0.1MPa，第二压力表12对减压效果进行验证，天然气经三级调压阀22将压力降至35KPa，第四压力表14对减压效果进行验证，最后进入燃烧器1内的周向喷嘴。通过设置第一切断阀组24，能够实现天然气在主管线9上流动时检漏功能，也能够避免发生回火现象，提高在使用过程中的安全性，通过设置一级过滤器10和二级过滤器20，能够向燃烧器1提供纯净的气源，防止杂质堵塞燃烧器1内的喷嘴，通过设置球阀，便于对主管线9、点火引燃管线以及中心火炬引燃管线的开断，也便于后期各个管件的维护和更换，通过设置膨胀节23，能够提高，能够吸收主管线9在点火过程中的轴向位移，提高主管线9在使用过程中的稳定性，通过调节主管线9出口端燃气的压力和流量能够调节周向旋转火炬的大小及形状。

如附图1、2所示，点火引燃管线包括点火管线25和第四球阀26，点火管线25的入口端固定连通于第一切断阀组24与膨胀节23之间的主管线9上，点火管线25的出口端与燃烧器1的点火口固定连通，第四球阀26固定安装于点火管线25上，对应第四球阀26与燃烧器1的点火口之间位置的点火管线25上固定安装有第五压力表29，对应第五压力表29与第四球阀26之间位置的点火管线25上固定安装有四级调压阀27，对应四级调压阀27与第五压力表29之间位置的点火管线25上固定安装有第二切断阀组28。

根据需求，第二切断阀组28由现有公知技术的两个切断阀安装在一起组成。在使用过程中，进入主管线9入口端的天然气压力为0.3MPa至0.4MPa，天然气经一级调压阀16压力降至0.25MPa，第一压力表11对减压效果进行验证，天然气经二级调压阀18压力降至0.1MPa，第二压力表12对减压效果进行验证，天然气经三级调压阀22将压力降至35KPa，第四压力表14对减压效果进行验证，天然气经点火管线25的入口端，再经过四级调压阀27，天然气压力降至10KPa，第五压力表29对减压效果进行验证，然后进入燃烧器1内配合燃烧器1内的点火枪进行点火。通过设置第二切断阀组28，能够实现天然气在主管线9上流动时检漏功能和防止回火现象，提高在使用过程中的安全性，通过设置第四球阀26，能够对点火管线25内的燃气进行开断，控制方便快捷。

如附图1、2所示，中心火炬引燃管线包括中心引燃管线30和第五球阀31，中心引燃管线30的出口端与燃烧器1风箱的中央引燃口固定连通，中心引燃管线30的入口端与第一压力表11和第二球阀17之间的主管线9固定连通，第五球阀31固定安装于中心引燃管线30上，对应第五球阀31与燃烧器1风箱的中央引燃口之间位置的中心引燃管线30上固定安装有第一切断阀33，对应第一切断阀33与第五球阀31之间位置的中心引燃管线30上固定安装有第二切断阀34，对应第二切断阀34与第一切断阀33之间位置的中心引燃管线30上固定安装有检漏装置35。

根据需求，检漏装置35为现有公知技术。在使用过程中，天然气经第五球阀31、第二切断阀34、检漏装置35和第一切断阀33后进入燃烧器1，通过调节中心引燃管线30内燃气的流量和压力进而调整中心火炬的大小及形状。

如附图1、2所示，对应第三压力表13与三级调压阀22之间位置的主管线9上固定安装有第一放散阀21，对应第五球阀31与第二切断阀34之间位置的中心引燃管线30上固定安装有第二放散阀32。

在使用过程中，通过这样的设置，能够保证管线内压力的稳定，提高在点火后的安全性。

如附图1、2所示，风机2的进口端固定安装有过滤网4，风机2的出口端与送风管线3的入口端之间固定连通有柔性风管5，送风管线3的出口端与燃烧器1风箱的进风口之间固定连通有调节阀6，调节阀6内有调节叶片，调节阀6上侧固定安装有能够控制调节叶片开度的电机8，调节阀6上设有内外连通的测压孔，测压孔内密封固定安装有测压计7。

根据需求，测压计7为现有公知技术。在使用过程中，通过设置过滤网4，能够提高空气的纯净度，防止杂质对燃烧器1内结构的损坏和火焰的干扰，通过柔性风管5，能够避免风机2运转时的振动燃烧器1风箱的进风口内的空气进行干扰，提高燃烧器1内的燃气在着火时的稳定性，通过设置调节阀6和电机8，能够对空气送入比例进行调节，配合中心引燃管线30和主管线9内天然气的压力和流量形成不同形状和大小的火焰，模拟真实井喷着火状态，满足应急救援演练的火焰要求。

如附图1、2所示，还包括固定支架36和固定座37，中心火炬引燃管线、周向旋转火炬引燃管线、点火引燃管线和送风管线3下侧均沿轴向间隔均布有若干个固定支架36，风机2下侧和燃烧器1下侧均固定安装有固定座37。

在使用过程中，通过这样的设置，能够提高本实用新型在点火后的稳定性。

本实用新型的点火过程为：首先启动风机2对燃烧器1进行鼓风吹扫，打开天然气总阀，来气压力0.3MPa至0.4MPa，天然气经一级过滤器10、第一球阀15、一级调压阀16将压力降至0.25MPa，第一压力表11对减压效果进行验证，经第二球阀17、二级调压阀18将燃气压力降至0.1MPa，第二压力表12对减压效果进行验证，继续经第三球阀19、二级过滤器20、三级调压阀22将压力降至35KPa，进入点火管线25，经第四球阀26、四级调压阀27、压力降至10KPa,第五压力表29对减压效果进行验证，天然气经第二切断阀组28进入燃烧器1通过点火枪点燃点火管线25内的天然气；待见到引燃火焰，打开第一切断阀组24，然后点燃周向旋转火焰，关闭第二切断阀组28，再关闭第四球阀26，关闭点火管线25；打开第五球阀31，天然气经第二放散阀32、第二切断阀34、检漏装置35和第一切断阀33进入燃烧器1点燃中心引燃管线30。燃烧器1设计中心火炬天然气最大量为每小时3000立方米，周向旋转火炬天然气最大量为每小时600立方米，燃气管路设有切断阀组、放散阀、压力表等切断、检漏部件及程序，可对周向旋转火炬及中心火炬的大小及形状进行调节，该系统着火后的最大可见火焰宽度可达5米，高度可达20米，解决了以往井喷着火演练过程中无有效点火装置、火焰范围及高度小、火焰假的难题，使其满足应急救援演练的火焰要求，模拟真实井喷着火状态。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种井喷着火模拟点火装置，其特征在于包括燃烧器、风机、送风管线、中心火炬引燃管线、周向旋转火炬引燃管线和点火引燃管线，燃烧器为竖向设置，燃烧器风箱的进风口与风机的出风口之间固定连通有送风管线，燃烧器风箱的中央引燃口固定连通有中心火炬引燃管线，燃烧器的点火口固定连通有点火引燃管线，燃烧器的主引燃口固定连通有周向旋转火炬引燃管线，中心火炬引燃管线的进口端与周向旋转火炬引燃管线固定连通，点火引燃管线的进口端和中心火炬引燃管线的进口端与燃烧器的主引燃口之间位置的周向旋转火炬引燃管线固定连通。

2.根据权利要求1所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于周向旋转火炬引燃管线包括主管线和一级过滤器，主管线的出口端与燃烧器的主引燃口固定连通，主管线的入口端固定安装有一级过滤器，对应一级过滤器与主引燃口之间位置的主管线上依序间隔固定安装有第一压力表、第二压力表、第三压力表和第四压力表，

对应第一压力表与一级过滤器的主管线上固定安装有第一球阀，对应第一球阀与第一压力表之间位置的主管线上固定安装有一级调压阀，

对应第一压力表与第二压力表之间位置的主管线上固定安装有第二球阀，对应第二球阀与第二压力表之间位置的主管线上固定安装有二级调压阀，

对应第二压力表与第三压力表之间位置的主管线上固定安装有第三球阀，对应第三球阀与第三压力表之间位置的主管线上固定安装有二级过滤器，

对应第三压力表与第四压力表之间位置的主管线上固定安装有三级调压阀，对应三级调压阀与第四压力表之间位置的主管线上固定安装有第一膨胀节，对应第一膨胀节与第四压力表之间位置的主管线上固定安装有第一切断阀组，

点火引燃管线的入口端固定连通于第一切断阀组与膨胀节之间的主管线上，中心火炬引燃管线的入口端固定连通于第二球阀与第一压力表之间的主管线上。

3.根据权利要求2所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于点火引燃管线包括点火管线和第四球阀，点火管线的入口端固定连通于第一切断阀组与膨胀节之间的主管线上，点火管线的出口端与燃烧器的点火口固定连通，第四球阀固定安装于点火管线上，对应第四球阀与燃烧器的点火口之间位置的点火管线上固定安装有第五压力表，对应第五压力表与第四球阀之间位置的点火管线上固定安装有四级调压阀，对应四级调压阀与第五压力表之间位置的点火管线上固定安装有第二切断阀组。

4.根据权利要求2或3所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于中心火炬引燃管线包括中心引燃管线和第五球阀，中心引燃管线的出口端与燃烧器风箱的中央引燃口固定连通，中心引燃管线的入口端与第一压力表和第二球阀之间的主管线固定连通，第五球阀固定安装于中心引燃管线上，对应第五球阀与燃烧器风箱的中央引燃口之间位置的中心引燃管线上固定安装有第一切断阀，对应第一切断阀与第五球阀之间位置的中心引燃管线上固定安装有第二切断阀，对应第二切断阀与第一切断阀之间位置的中心引燃管线上固定安装有检漏装置。

5.根据权利要求4所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于对应第三压力表与三级调压阀之间位置的主管线上固定安装有第一放散阀，对应第五球阀与第二切断阀之间位置的中心引燃管线上固定安装有第二放散阀。

6.根据权利要求1或2或3或5或所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于风机的进口端固定安装有过滤网，风机的出口端与送风管线的入口端之间固定连通有柔性风管，送风管线的出口端与燃烧器风箱的进风口之间固定连通有调节阀，调节阀内有调节叶片，调节阀上侧固定安装有能够控制调节叶片开度的电机，调节阀上设有内外连通的测压孔，测压孔内密封固定安装有测压计。

7.根据权利要求4或所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于风机的进口端固定安装有过滤网，风机的出口端与送风管线的入口端之间固定连通有柔性风管，送风管线的出口端与燃烧器风箱的进风口之间固定连通有调节阀，调节阀内有调节叶片，调节阀上侧固定安装有能够控制调节叶片开度的电机，调节阀上设有内外连通的测压孔，测压孔内密封固定安装有测压计。

8.根据权利要求5或7或所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于还包括固定支架，和固定座，中心火炬引燃管线、周向旋转火炬引燃管线、点火引燃管线和送风管线下侧均沿轴向间隔均布有若干个固定支架，风机下侧和燃烧器下侧均固定安装有固定座。

9.根据权利要求4或所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于还包括固定支架，和固定座，中心引燃管线、主管线、点火管线和送风管线下侧均沿轴向间隔均布有若干个固定支架，风机下侧和燃烧器下侧均固定安装有固定座。

10.根据权利要求6或所述的井喷着火模拟点火装置，其特征在于还包括固定支架，和固定座，中心引燃管线、主管线、点火管线和送风管线下侧均沿轴向间隔均布有若干个固定支架，风机下侧和燃烧器下侧均固定安装有固定座。

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