[发明专利]环保节能型油气井压裂返排液燃烧汽化装置

说明书

技术领域

本发明涉及应用于油气田的环保设备技术领域，具体涉及一种环保节能型油气井压裂返排液燃烧汽化装置。

背景技术

油气田在钻井完成后，需要进行压裂作业。压裂作业是在压力作用下利用压裂液将岩层中含油含气缝隙压裂疏通，使油气能顺畅地穿过缝隙集中到井内，从而提升油气开采的效率。

由于压裂液含有大量的高分子聚合物，腐蚀性极强，不能停留在地层中。因此，在压裂作业完成后，压裂液被返排回地面。这些返排回地面的压裂返排液不仅含有高分子聚合物的剩余产物、溶解性COD、泥沙、石油类和硫化亚铁等污染物，而且，氯化钠的浓度高，部分压裂返排液甚至还可能携带重金属和放射性元素。若直接将压裂返排液排放环境中，将对农作物及地表水系统造成巨大伤害。

目前，压裂返排液的处理方式主要有自然蒸发、燃烧蒸发和化学固化处理；其中，化学固化处理需要一系列的处理装置和化学药品，设备结构复杂，且不易操作，处理成本高。尤其在2015年新《环境保护法》实施后，化学固化处理和自然蒸发方式已经不符合法律规定。燃烧蒸发处理方式存在以下缺点：由于采用开放式燃烧，不仅有明火伤人的安全隐患，而且燃烧过程不稳定，压裂返排液忽冷忽热；当燃料燃烧不充分时，会产生黑烟，污染环境；而且燃烧蒸发处理的工作效率低、热效率转换低(热效率转换不足20％)，能源浪费严重。

为此，迫切需要对目前的压裂返排液处理方式进行改进或重新设计，以提高压裂返排液处理的安全性、降低污染以及降低能耗。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保节能型油气井压裂返排液燃烧汽化装置，用以解决现有压裂返排液处理方式效率低，安全性差，污染和能源浪费严重的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为提供一种环保节能型油气井压裂返排液燃烧汽化装置，所述压裂返排液燃烧汽化装置包括加热装置和汽化装置，所述汽化装置设置于所述加热装置的上方；

所述加热装置包括加热罐体和加热燃烧室，所述加热燃烧室设置于所述加热罐体内，在所述加热罐体和所述加热燃烧室之间形成储存压裂返排液的加热容腔，在所述加热燃烧室的底部设置有配氧调节口、配氧调节阀和燃烧器，所述配氧调节口的输出口设于所述加热燃烧室内，输入口设于所述加热燃烧室外，所述配氧调节阀设置于所述配氧调节口的输出口，用于调节进入所述加热燃烧室的燃料和空气，所述燃烧器设置于所述配氧调节阀的上方，在所述加热燃烧室的顶部设置有第一火焰引导管，所述第一火焰引导管的输入口与所述加热燃烧室连通；

所述汽化装置包括汽化罐体和汽化燃烧室，所述汽化燃烧室设置于所述汽化罐体内，所述第一火焰引导管的输出口与所述汽化燃烧室连通；

而且，设置在所述加热罐体侧面的加热仓排液口与设置在所述汽化罐体下部的汽化罐补给口连通，在所述加热罐体内被加热的所述压裂返排液流经所述加热仓排液口和所述汽化罐补给口后进入所述汽化罐体。

其中，所述加热罐体和所述汽化罐体均为长方体结构，且所述加热燃烧室和所述汽化燃烧室的顶部为拱形或梯形。

其中，所述加热装置包括多个燃烧器以及与之数量对应的所述配氧调节口和配氧调节阀，多个所述燃烧器沿所述加热装置的长度方向排列设置。

其中，在所述加热燃烧室的顶部设置有多个第一火焰引导管，且多个所述第一火焰引导管间隔排列设置于所述加热燃烧室的顶部；

在所述汽化燃烧室的顶部设置有多个第二火焰引导管，多个所述第二火焰引导管间隔排列设置于所述汽化燃烧室的顶部。

其中，在所述加热燃烧室内且位于所述燃烧器的上方设置有第一加热导流管，所述第一加热导流管倾斜设置于所述加热燃烧室内，且所述第一加热导流管与所述加热罐体的内部连通。

其中，在所述汽化燃烧室内设置有第二导流管，所述第二加热导流管倾斜设置于所述汽化燃烧室内，所述第二导流管与所述汽化罐体的内部连通。

其中，所述环保节能型油气井压裂返排液燃烧汽化装置还包括溢水回流挡板，所述溢水回流挡板设置在所述加热罐体的顶端。

其中，在所述加热罐体下部的侧壁设置有第一清污口，所述第一清污口用于将沉降在所述加热罐体底部的沉降物排出；以及，

在所述汽化罐体下部的侧壁设置有第二清污口，所述第二清污口用于将沉降在所述汽化罐体底部的沉降物排出。

其中，在所述加热罐体上还设置有加热罐补给口，其用于向所述加热罐体内补充压裂返排液；在所述加热罐补给口设置浮球式水位控制阀，用于控制所述加热罐体内压裂返排液的总量以及所述压裂返排液加入所述加热罐体内时的流速；