[發(fā)明專利]環(huán)保節(jié)能型油氣井壓裂返排液燃燒汽化裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711262318.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107830535A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李元民;李元貞;李洋;李元強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西鑫鼎能源開(kāi)發(fā)有限公司
• 主分類號(hào): F23G7/04
• 分類號(hào): F23G7/04
• 代理公司: 北京創(chuàng)遇知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11577
• 代理人: 李芙蓉,馮建基

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及應(yīng)用于油氣田的環(huán)保設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保節(jié)能型油氣井壓裂返排液燃燒汽化裝置。

背景技術(shù)

油氣田在鉆井完成后，需要進(jìn)行壓裂作業(yè)。壓裂作業(yè)是在壓力作用下利用壓裂液將巖層中含油含氣縫隙壓裂疏通，使油氣能順暢地穿過(guò)縫隙集中到井內(nèi)，從而提升油氣開(kāi)采的效率。

由于壓裂液含有大量的高分子聚合物，腐蝕性極強(qiáng)，不能停留在地層中。因此，在壓裂作業(yè)完成后，壓裂液被返排回地面。這些返排回地面的壓裂返排液不僅含有高分子聚合物的剩余產(chǎn)物、溶解性COD、泥沙、石油類和硫化亞鐵等污染物，而且，氯化鈉的濃度高，部分壓裂返排液甚至還可能攜帶重金屬和放射性元素。若直接將壓裂返排液排放環(huán)境中，將對(duì)農(nóng)作物及地表水系統(tǒng)造成巨大傷害。

目前，壓裂返排液的處理方式主要有自然蒸發(fā)、燃燒蒸發(fā)和化學(xué)固化處理；其中，化學(xué)固化處理需要一系列的處理裝置和化學(xué)藥品，設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且不易操作，處理成本高。尤其在2015年新《環(huán)境保護(hù)法》實(shí)施后，化學(xué)固化處理和自然蒸發(fā)方式已經(jīng)不符合法律規(guī)定。燃燒蒸發(fā)處理方式存在以下缺點(diǎn)：由于采用開(kāi)放式燃燒，不僅有明火傷人的安全隱患，而且燃燒過(guò)程不穩(wěn)定，壓裂返排液忽冷忽熱；當(dāng)燃料燃燒不充分時(shí)，會(huì)產(chǎn)生黑煙，污染環(huán)境；而且燃燒蒸發(fā)處理的工作效率低、熱效率轉(zhuǎn)換低(熱效率轉(zhuǎn)換不足20％)，能源浪費(fèi)嚴(yán)重。

為此，迫切需要對(duì)目前的壓裂返排液處理方式進(jìn)行改進(jìn)或重新設(shè)計(jì)，以提高壓裂返排液處理的安全性、降低污染以及降低能耗。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種環(huán)保節(jié)能型油氣井壓裂返排液燃燒汽化裝置，用以解決現(xiàn)有壓裂返排液處理方式效率低，安全性差，污染和能源浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為提供一種環(huán)保節(jié)能型油氣井壓裂返排液燃燒汽化裝置，所述壓裂返排液燃燒汽化裝置包括加熱裝置和汽化裝置，所述汽化裝置設(shè)置于所述加熱裝置的上方；

所述加熱裝置包括加熱罐體和加熱燃燒室，所述加熱燃燒室設(shè)置于所述加熱罐體內(nèi)，在所述加熱罐體和所述加熱燃燒室之間形成儲(chǔ)存壓裂返排液的加熱容腔，在所述加熱燃燒室的底部設(shè)置有配氧調(diào)節(jié)口、配氧調(diào)節(jié)閥和燃燒器，所述配氧調(diào)節(jié)口的輸出口設(shè)于所述加熱燃燒室內(nèi)，輸入口設(shè)于所述加熱燃燒室外，所述配氧調(diào)節(jié)閥設(shè)置于所述配氧調(diào)節(jié)口的輸出口，用于調(diào)節(jié)進(jìn)入所述加熱燃燒室的燃料和空氣，所述燃燒器設(shè)置于所述配氧調(diào)節(jié)閥的上方，在所述加熱燃燒室的頂部設(shè)置有第一火焰引導(dǎo)管，所述第一火焰引導(dǎo)管的輸入口與所述加熱燃燒室連通；

所述汽化裝置包括汽化罐體和汽化燃燒室，所述汽化燃燒室設(shè)置于所述汽化罐體內(nèi)，所述第一火焰引導(dǎo)管的輸出口與所述汽化燃燒室連通；

而且，設(shè)置在所述加熱罐體側(cè)面的加熱倉(cāng)排液口與設(shè)置在所述汽化罐體下部的汽化罐補(bǔ)給口連通，在所述加熱罐體內(nèi)被加熱的所述壓裂返排液流經(jīng)所述加熱倉(cāng)排液口和所述汽化罐補(bǔ)給口后進(jìn)入所述汽化罐體。

其中，所述加熱罐體和所述汽化罐體均為長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，且所述加熱燃燒室和所述汽化燃燒室的頂部為拱形或梯形。

其中，所述加熱裝置包括多個(gè)燃燒器以及與之?dāng)?shù)量對(duì)應(yīng)的所述配氧調(diào)節(jié)口和配氧調(diào)節(jié)閥，多個(gè)所述燃燒器沿所述加熱裝置的長(zhǎng)度方向排列設(shè)置。

其中，在所述加熱燃燒室的頂部設(shè)置有多個(gè)第一火焰引導(dǎo)管，且多個(gè)所述第一火焰引導(dǎo)管間隔排列設(shè)置于所述加熱燃燒室的頂部；

在所述汽化燃燒室的頂部設(shè)置有多個(gè)第二火焰引導(dǎo)管，多個(gè)所述第二火焰引導(dǎo)管間隔排列設(shè)置于所述汽化燃燒室的頂部。

其中，在所述加熱燃燒室內(nèi)且位于所述燃燒器的上方設(shè)置有第一加熱導(dǎo)流管，所述第一加熱導(dǎo)流管傾斜設(shè)置于所述加熱燃燒室內(nèi)，且所述第一加熱導(dǎo)流管與所述加熱罐體的內(nèi)部連通。

其中，在所述汽化燃燒室內(nèi)設(shè)置有第二導(dǎo)流管，所述第二加熱導(dǎo)流管傾斜設(shè)置于所述汽化燃燒室內(nèi)，所述第二導(dǎo)流管與所述汽化罐體的內(nèi)部連通。

其中，所述環(huán)保節(jié)能型油氣井壓裂返排液燃燒汽化裝置還包括溢水回流擋板，所述溢水回流擋板設(shè)置在所述加熱罐體的頂端。

其中，在所述加熱罐體下部的側(cè)壁設(shè)置有第一清污口，所述第一清污口用于將沉降在所述加熱罐體底部的沉降物排出；以及，

在所述汽化罐體下部的側(cè)壁設(shè)置有第二清污口，所述第二清污口用于將沉降在所述汽化罐體底部的沉降物排出。

其中，在所述加熱罐體上還設(shè)置有加熱罐補(bǔ)給口，其用于向所述加熱罐體內(nèi)補(bǔ)充壓裂返排液；在所述加熱罐補(bǔ)給口設(shè)置浮球式水位控制閥，用于控制所述加熱罐體內(nèi)壓裂返排液的總量以及所述壓裂返排液加入所述加熱罐體內(nèi)時(shí)的流速；