點火裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及油田開采領域，具體而言，涉及一種點火裝置。
【背景技術】
[0002]新疆油田稠油生產規模大，大部分區塊處于注蒸汽開發后期，開采難度增大，將火驅作為開發方式是一種行之有效的手段。火驅開采技術是通過加熱地層使原油達到燃點，向油層內連續注入空氣;然后采用原油中10?15%的重質組分作為燃料就地燃燒，通過燃燒產生的熱量、氣體、水蒸汽、氣態烴等形成多種驅替作用將原油驅向生產井。與蒸汽驅相比，火驅適應油藏范圍廣，熱利用率高，能耗和CO2排放低，最終采收率高。
[0003]火驅開采取得成功的前提是注氣點火井近井地帶的油層被成功點燃，可見點火工藝是火驅的關鍵技術之一。目前，國內火驅點火方式主要有兩種:電點火和化學點火。
[0004]電點火是通過向井內注入壓縮空氣，使壓縮空氣與井底電加熱器進行熱交換，然后將交換熱帶進油層，使油層升溫，達到油層燃點后被點燃，點火過程便于控制。但是電點火法中注入的壓縮空氣不能與加熱器充分接觸，從而容易會造成空氣吸熱不均勻，甚至造成加熱器溫度過高而被燒壞的現象。同時，此工藝施工復雜，點火器的點火功率不能太高(60KW以下)，因而需配套大功率變壓器。并且其最高耐熱溫度為500°C(風城稠油燃點為480°C以上)，應用時點火器將在極限狀態工作，其可靠性不能保證。此外，由于動力電纜長度限制、線纜發熱損失的影響，電點火工藝在800m以下的淺層稠油點火熱效率較高，在深層稠油下點火熱損失較大。
[0005]化學點火法是對利用放熱的手段引燃油層，大多數采用緩慢氧化引燃或是有機類物質自燃點燃儲層。化學點火在油層燃燒過程中難以控制，致使化學點火工藝不被廣泛采用。化學點火的缺點是油層緩慢氧化所需時間長、點火效率低。同時化學藥品價格昂貴、不易保存。此外化學藥品配方中均含熱氧化劑，在入井過程中存在安全風險等原因，致使化學點火工藝不被廣泛采用。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的主要目的在于提供一種點火裝置，以解決現有的點火方法中加熱器易損壞或者在油層燃燒過程中不易控制的問題。
[0007]為了實現上述目的，本實用新型一個方面提供了一種點火裝置，點火裝置包括:燃氣管道、第一空氣管道、放電點火針和燃燒室，燃氣管道和第一空氣管道分別與燃燒室相連通，放電點火針的一端設置于燃燒室內部。
[0008]進一步地，燃燒室還包括燃燒器，燃燒器設置有燃氣噴嘴和空氣噴嘴，燃氣噴嘴與燃氣管道相連通，空氣噴嘴與第一空氣管道相連通。
[0009]進一步地，燃氣噴嘴與空氣噴嘴的數量比為1:2?1:6。
[0010]進一步地，燃氣噴嘴與空氣噴嘴的數量比為1:2?1:4。
[0011 ]進一步地，以燃氣噴嘴為中心，空氣噴嘴均分布在燃氣噴嘴周圍。
[0012]進一步地，空氣噴嘴包括:第一開口，設置于靠近第一空氣管道，第二開口，設置于遠離第一空氣管道且位于燃燒室內部，第一開口的截面積大于第二開口的截面積。
[0013]進一步地，空氣噴嘴為錐臺形結構，空氣噴嘴在其中軸線所在平面上的截面為第一截面，且第一截面為梯形，第一截面的兩條側壁之間的夾角為a，其中，60S a <150°。
[0014]進一步地，60< a < 80。。
[0015]進一步地，第一空氣管道套設在燃氣管道的外部，且燃氣管道與第一空氣管道在進入燃燒室前彼此隔離。
[0016]進一步地，燃燒室設置有煙氣出口，點火裝置還包括第二空氣管道，第二空氣管道套設在燃燒室的外部，煙氣出口與第二空氣管道連通。
[0017]進一步地，燃燒室內部設置有穩焰裝置，用于持續加熱燃氣噴嘴。
[0018]進一步地，點火裝置還包括防噴管，防噴管分別與燃氣管道、第一空氣管道及第二空氣管道相連通。
[0019]進一步地，點火裝置還包括測溫單元，測溫單元在燃氣管道內部延伸，且測溫單元與放電點火針的另一端連接。
[0020]進一步地，測溫單元包括燃氣測溫器、燃燒器入口測溫器和燃燒器出口測溫器。
[0021]應用本實用新型的技術方案，燃氣管道與第一空氣管道分別與燃燒室相連通，因而這能夠使空氣和燃氣僅在燃燒室中混合，然后在放電點火針的作用下進行燃燒，因而上述燃燒過程較容易控制且點火裝置可以重復利用。
【附圖說明】
[0022]構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0023]圖1示出了根據本實用新型的一種典型的實施方式提供的點火裝置的結構示意圖；以及
[0024]圖2示出了本實用新型一種優選的實施方式提供的燃燒器的結構示意圖。
[0025]其中，上述附圖包括以下附圖標記:
[0026]100、燃氣儲罐;200、地面儀表控制裝置;10、燃氣管道;20、第一空氣管道;30、放電點火針;40、燃燒室;401、煙氣出口； 50、燃燒器;501、燃氣噴嘴;502、空氣噴嘴;60、第二空氣管道;70、穩焰裝置;80、防噴管;90、測溫單元。
【具體實施方式】
[0027]需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。
[0028]正如【背景技術】所描述的，現有的點火方法中存在點火器易損壞或者在油層燃燒過程中不易控制的問題。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種點火裝置，如圖1所示，上述點火裝置包括:燃氣管道10、第一空氣管道20、放電點火針30和燃燒室40，燃氣管道10和第一空氣管道20分別與燃燒室40相連通，放電點火針30的一端設置于燃燒室40內部。
[0029]本實用新型提供的點火裝置中，將燃氣和空氣通過不同的管路分別注入燃燒器50中，并且燃氣和空氣在燃燒器50中混合后進行燃燒，燃燒產生的熱量將空氣加熱到高于原油燃點后，將加熱后的空氣與燃燒煙氣一同注入油層使原油燃燒。燃氣點火溫度高可達1000°C，且點火功率較大可達200KW以上。燃氣管道10與第一空氣管道20分別與燃燒室40相連通，因而這能夠使空氣和燃氣僅在燃燒室40中混合，然后在放電點火針30的作用下進行燃燒，因而上述燃燒過程較容易控制，且點火裝置可以重復利用。此外上述點火裝置對油層的深度沒有特別要求，淺層和深層稠油點火均可應用。因此，上述點火裝置的研制對于開發超稠油和中深層稠油提供了技術支撐，并完善點火工藝。
[0030]在實際使用過程中，點火裝置可以采用全金屬結構，這有利于降低點火裝置的造價。第一空氣管道20優選為I寸9的管道，燃氣管道10優選為27/8的管道。
[0031]在本實施例中，燃燒室40還包括燃燒器50，燃燒器50設置有燃氣噴嘴501和空氣噴嘴502，燃氣噴嘴501與燃氣管道10相連通，空氣噴嘴502與第一空氣管道20相連通。
[0032]在本實施例中，燃氣噴嘴501與空氣噴嘴502的數量比為1:2?1:6。將燃氣噴嘴501與空氣噴嘴502的數量限定在上述范圍內，有利于提高燃氣的燃燒效率，進而提高點火器的點火功率。優選地，燃氣噴嘴501與空氣噴嘴502的數量比為1:2?1:4。
[0033]在本實施例中，以燃氣噴嘴501為中心，空氣噴嘴502均分布在燃氣噴嘴501周圍。
[0034]在本實施例中，如圖2所示，空氣噴嘴502包括:第一開口，設置于靠近第一空氣管道20，第二開口，設置于遠離第一空氣管道20且位于燃燒室40內部，第一開口的截面積大于第二開口的截面積。將空氣噴嘴502設置成上述結構，有利于進一步使燃氣和空氣混合后燃燒效果較充分。
[0035]在本實施例中，如圖2所示，空氣噴嘴502為錐臺形結構，空氣噴嘴502在其中軸線所在平面上的截面為第一截面，且第一截面為梯形，第一截面的兩條側壁之間的夾角為a，其中，60 < a < 150°。將第一截面與空氣噴嘴502的管壁形成的兩條交線間的夾角限定在上述范圍內，有利于更進一步使燃氣和空氣混合后的燃燒效果，其溫度可以達到628°C點火溫度450°C左右。更優選為60 <a<80°。在實際制備過程中燃氣噴嘴的結構也可以與空氣噴嘴的結構相同。
[0036]在本實施例中，第一空氣管道20套設在燃氣管道10的外部，且燃氣管道10與第一空氣管道20在進入燃燒室40前彼此隔離。
[0037]燃氣和空氣在燃燒前混合容易導致爆炸產生，因而將燃氣管道10和第一空氣管道20在燃燒前彼此隔離有利于提高本申請提供的點火裝置的安全性。同時上述點火裝置結構簡單，這有利于后期的維護。同時相比于固定式電點火，其材料費僅為電點火費用的10%，因而使用上述點火裝置有利于降低成本、提高經濟效益，并促進火驅技術的推廣應用。
[0038]在本實施例中，燃燒室40設置有煙氣出口401，點火裝置還包括第二空氣管道60，第二空氣管道60套設在燃燒室40外部，煙氣出口 401與第二空氣管道60連通。
[0039]燃燒室40上設置煙氣出口 401，且煙氣出口 401與第二空氣管道60連通，這有利于在第一次通入的空氣與燃氣燃燒的不充分時，通過第二空氣管道60通入空氣，使上述未反應完全的燃氣繼續進行燃燒以加熱油層，進而提高燃氣的利用率。同時通過第二空氣管道60通入的空氣還可起到冷卻第一空氣管道20和燃氣管道10的作用，并有利于抑制燃燒后產生的氣體逆著燃氣的流動方向流動。
[0040]在本實施例中，燃燒室40內部設置有穩焰裝置70，用于持續加熱燃氣噴嘴501。穩焰裝置70的設置能夠對燃氣噴嘴501起到持續加熱的作用，這有利于抑制燃氣噴嘴501處的溫度低于點火溫度而影響燃燒。
[0041]在本實施例中，點火裝置還包括防噴管80，防噴管80分別與燃氣管道10、第一空氣管道20及第二空氣管道60相連通。
[0042]在本實施例中，點火裝置還包括測溫單元90，測溫單元90在燃氣管道10內部延伸，且測溫單元90與放電點火針30的另一端連接。上述點火裝置中放電點火針30和測溫管線集成為一體，因而上述裝置中不需要使用動力電纜，而是將測溫單元90和放電點火針30作為復合電纜。該電纜線徑較細，耐溫性好高達1000°C，所以管柱下入施工過程比電點火簡單。
[0043]在本實施例中，測溫單元90包括燃氣測溫器、燃燒器入口測溫器和燃燒器出口測溫器。這有利于實時監測燃氣管道10、燃燒器入口以及燃燒器出口的溫度。優選地，燃氣測溫器、燃燒器入口測溫器和燃燒器出口測溫器均為熱電偶。
[0044]優選地，燃氣管道10的注入管道上設置有比例調節閥、減壓閥、壓力計和流量計，這有利于控制和調節燃氣注入量的大小，同時當井下溫度過高氣體上返時，單流閥有利于抑制氣體上返，進而有利于避免燒毀點火器及電纜。
[0045]優選地，第一空氣管道20和第二空氣管道60的注入管道上均設置有壓力計、截止閥、流量計、節流閥和單流閥。這有利于控制和調節空氣的注入量。當燃燒器50出口溫度低于或高于點火溫度時，可適當調節第二空氣管道60中空氣的注入量。
[0046]在實際使用過程中，燃氣管道10優選與燃氣儲罐100相連通，且油田開采過程中操作者通過地面儀表控制裝置200控制上述點火裝置的運行。
[0047]在實際使用過程中，上述點火裝置的燃氣管道10中通入的氣體為可燃性氣體或霧化態的可燃性液體。優選地，可燃性氣體包括但不限于天然氣、氫氣或丙烷中的一種或多種，可燃性液體包括但不限于汽油、柴油或煤油中的一種或多種。
[0048]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種點火裝置，其特征在于，所述點火裝置包括: 燃氣管道(10)、第一空氣管道(20)、放電點火針(30)和燃燒室(40)，所述燃氣管道(10)和所述第一空氣管道(20)分別與所述燃燒室(40)相連通，所述放電點火針(30)的一端設置于所述燃燒室(40)內部。2.根據權利要求1所述的點火裝置，其特征在于，所述燃燒室(40)還包括燃燒器(50)，所述燃燒器(50)設置有燃氣噴嘴(501)和空氣噴嘴(502)，所述燃氣噴嘴(501)與所述燃氣管道(10)相連通，所述空氣噴嘴(502)與所述第一空氣管道(20)相連通。3.根據權利要求2所述的點火裝置，其特征在于，所述燃氣噴嘴(501)與所述空氣噴嘴(502)的數量比為1:2?1:6。4.根據權利要求3所述的點火裝置，其特征在于，所述燃氣噴嘴(501)與所述空氣噴嘴(502)的數量比為1:2?1:4。5.根據權利要求2所述的點火裝置，其特征在于，以所述燃氣噴嘴(501)為中心，所述空氣噴嘴(502)均分布在所述燃氣噴嘴(501)周圍。6.根據權利要求2所述的點火裝置，其特征在于，所述空氣噴嘴(502)包括: 第一開口，設置于靠近所述第一空氣管道(20)， 第二開口，設置于遠離所述第一空氣管道(20)且位于所述燃燒室(40)內部，所述第一開口的截面積大于所述第二開口的截面積。7.根據權利要求6所述的點火裝置，其特征在于，所述空氣噴嘴(502)為錐臺形結構，所述空氣噴嘴(502)在所述空氣噴嘴(502)的中軸線所在平面上的截面為第一截面，且所述第一截面為梯形，所述第一截面的兩條側壁之間的夾角為a，其中，60< a < 150°。8.根據權利要求7所述的點火裝置，其特征在于，60< a < 80° ο9.根據權利要求1或6所述的點火裝置，其特征在于，所述第一空氣管道(20)套設在所述燃氣管道(10)的外部，且所述燃氣管道(10)與所述第一空氣管道(20)在進入所述燃燒室(40)前彼此隔離。10.根據權利要求7所述的點火裝置，其特征在于，所述燃燒室(40)設置有煙氣出口(401)，所述點火裝置還包括第二空氣管道(60)，所述第二空氣管道(60)套設在所述燃燒室(40)的外部，所述煙氣出口(401)與所述第二空氣管道(60)連通。11.根據權利要求2所述的點火裝置，其特征在于，所述燃燒室(40)內部設置有穩焰裝置(70)，用于持續加熱所述燃氣噴嘴(501)。12.根據權利要求10所述的點火裝置，其特征在于，所述點火裝置還包括防噴管(80)，所述防噴管(80)分別與所述燃氣管道(10)、所述第一空氣管道(20)及所述第二空氣管道(60)相連通。13.根據權利要求1所述的點火裝置，其特征在于，所述點火裝置還包括測溫單元(90)，所述測溫單元(90)在所述燃氣管道(10)內部延伸，且所述測溫單元(90)與所述放電點火針(30)的另一端連接。14.根據權利要求13所述的點火裝置，其特征在于，所述測溫單元(90)包括燃氣測溫器、燃燒器入口測溫器和燃燒器出口測溫器。
【專利摘要】本實用新型提供了一種點火裝置。該點火裝置包括：燃氣管道、第一空氣管道、放電點火針和燃燒室，燃氣管道和第一空氣管道分別與燃燒室相連通，放電點火針的一端設置于燃燒室內部。將燃氣管道與第一空氣管道分別與燃燒室相連通，這能夠使空氣和燃氣僅在燃燒室中混合，并在放電點火針的作用下進行燃燒，因而該點火裝置具有燃燒過程較容易控制且點火裝置可以重復利用等優點。
【IPC分類】F23Q13/02
【公開號】CN205383646
【申請號】CN201521100706
【發明人】計玲, 陳龍, 潘竟軍, 蔡罡, 梁建軍, 陳莉娟, 王如燕
【申請人】中國石油天然氣股份有限公司
【公開日】2016年7月13日
【申請日】2015年12月24日