[实用新型]单室直燃式液氮蒸发器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种石油钻井领域中用燃油加热高压液氮转化成高压氮气的蒸发设备。

背景技术

现代石油工业中，氮气技术的快速发展使它广泛应用于石油生产的许多环节。与常规方法相比，利用氮气对油井、油层进行处理，具有安全、省时、快捷、高效、成功率高的特点，不仅适用于常规油藏，在低压、低渗、粘土胶结等特殊油气藏中也有独到的作用。基于氮气密度低、稳定性好、易压缩的特点，它在提高采收率、钻井、射孔、增产措施、修井方面有着广泛的应用。常规的液氮蒸发设备，氮气的排量较小，小于30立方米每分钟；工作压力不高，最高35兆帕；工作性能不稳定；控制系统复杂，需要加装额外的丙烷辅助点火系统；安全性差，没有火星扑灭装置，燃油可能喷出设备外，存在危险，很难满足油气作业的高安全要求。随着目前石油勘探开发力度的增加，需要排量大、压力高、安全性能高的液氮蒸发设备来满足施工要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种单室直燃式液氮蒸发器，克服已有液氮蒸发设备排量较小、工作压力不高、工作性能不稳定、控制系统复杂、安全性差的不足。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：一种单室直燃式液氮蒸发器，主要由风力供应组件、油气混合组件、燃烧室内腔、燃烧室外腔、盘管腔、控制箱组成，主体结构采用不锈钢材料；风力供应组件由液压马达驱动风扇；油气混合组件包括装在安装板上的点火器和喷油嘴；燃烧室内腔壳体设计为圆筒状并设有灭火孔，燃烧室内腔内部铺设耐火土；燃烧室外腔壳体亦设计为圆筒状；盘管腔内安装带有翅片的盘管，外围采用石棉隔热材料；控制箱内装有燃油系统、送气系统、流量控制件和温度测控装置，其中燃油系统由主燃油系统和辅助燃油系统组成。

本实用新型与现有技术比较所具有的有益效果是：氮气排量大，可达170立方米每分钟；工作压力高，持续工作压力为103.5兆帕；全自动监控；采用辅助燃油系统点火，无需使用丙烷等辅助点火装置，减少了结构组件；采用新型火焰扑灭构造，提高了安全性。

附图说明

图1是本实用新型的外形简图。

图2是本实用新型的结构剖视图。

图3是本实用新型的燃油系统原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的说明：

一种单室直燃式液氮蒸发器，主要由风力供应组件、油气混合组件、燃烧室内腔5、燃烧室外腔6、盘管腔8、控制箱11组成，主体结构采用不锈钢材料，可满足液氮低温高压和燃烧室高温的要求；风力供应组件由液压马达1驱动风扇2，用于提供气流；油气混合组件包括装在安装板上的4点火器和3喷油嘴，喷油嘴3用于提供油气混合体；燃烧室内腔5壳体设计为圆筒状并设有灭火孔7，燃烧室内腔5内部铺设耐火土，是油气混合体燃烧的空间；燃烧室外腔6壳体亦设计为圆筒状，燃烧室外腔6是提供火焰扑灭气流和隔热的空间；盘管腔8内安装带有翅片的盘管，外围采用石棉隔热材料，耐火土和石棉隔热材料可有效阻止热量的流失，并防止烫伤事故；控制箱11内装有燃油系统、送气系统、流量控制件和温度测控装置，其中燃油系统由主燃油系统和辅助燃油系统组成，分别由主燃油系统控制阀13和辅助燃油系统控制阀12控制。

点火时，先开启风扇2，低速运转，开启送气系统，开启辅助燃油系统控制阀12，燃油和空气通过喷油嘴3喷入燃烧室内腔5，使用点火器4引燃油燃油和空气的混合体。然后开启主燃油系统控制阀13，通过调节流量控制阀14逐渐加大燃油的喷射量，同时按比率增大风扇2转速，高压燃油和高压空气经喷油嘴3混合汽化后喷入燃烧室内腔5成雾状，在燃烧室内腔5燃烧产生高温和热量。液压马达1驱动风扇2产生气流，气流进入燃烧室分为两股，一股气流直接进入燃烧室内腔5，帮助燃油燃烧；一股气流进入燃烧室外腔6，通过燃烧室内腔5后部灭火孔7进入燃烧室内腔5后部，产生阻隔气流，阻止燃烧火焰进入盘管腔8，大大提高了操作的安全性。高压液氮由液氮进口9进入盘管，与进入盘管腔8的热量经过盘管进行充分的热交换蒸发为高压氮气，高压氮气经由氮气出口10排出。