液體汽化系統及使用方法
【專利說明】液體汽化系統及使用方法
[0001] 本申請作為PCT國際專利申請提交于2013年10月4日，并要求美國臨時專利申 請號61/709, 913的優先權，該美國臨時專利申請的公開內容通過引用以其全部結合在此。
[0002] 導言
[0003] 油氣生產作業正面臨著愈加復雜的水管理問題，包括采出和回流水的正確處理和 /或處置。在許多區域，處置井容量和位置可能不能夠跟上新的生產井和上升的水體積。采 出和回流水的處理和/或處置是昂貴的、復雜的和能量消耗大的過程。
[0004] 例如，液體的蒸發可能是能量消耗大的。這在大量的水必須在相對短的時間間隔 內蒸發的情況下和在不能實行蒸發池的情況下，是特別真實的。水的蒸餾（例如，為了脫鹽 或其他水純化目的）也可能需要大量的能量。因此，作為采出的、回流的或其他類型的水的 備選的處理和/或處置，一種節能且較不昂貴的液體汽化手段是必需的。
[0005] 附圖簡沐
[0006] 參看附圖，其中，在所有這些視圖中，相似的數字表示相似的部分。
[0007] 圖1示出了當前公開的液體汽化系統的一個實施方案，包括流動性溶液、壓力源、 噴嘴和點火器。
[0008] 圖2示出了當前公開的液體汽化系統的一個實施方案，包括圖1的全部部件和任 選的汽化室。
[0009] 圖3示出了當前公開的液體汽化系統的一個實施方案，包括圖2的全部部件和任 選的第二點火器、任選的第二汽化室，和任選的顆粒捕獲。
[0010] 圖4示出了當前公開的液體汽化系統的一個實施方案，包括圖2的全部部件和在 噴嘴處或其上游任選添加的一種以上添加劑。
[0011] 圖5示出了使用當前公開的液體汽化系統的方法的一個實施方案，包括流動性溶 液的加壓，第一級汽化，任選的第二級汽化，和任選的汽化后處理。
[0012] 圖6示出了使用當前公開的液體汽化系統的方法的一個實施方案，包括流動性溶 液的加壓，包括任選的汽化室在內的第一級汽化，包括點燃和任選的汽化室在內的任選的 第二級汽化，和任選的汽化后處理。
[0013] 圖7示出了對甲烷/空氣/水混合物來說的可燃極限。
[0014] 圖8示出了作為初始水負載量及液滴尺寸的函數的燃燒速度。
[0015] 圖9示出了對于給定的液滴直徑，為了將燃燒速度降低20%所需的水質量分數。
[0016] 圖10示出了當前公開的液體汽化系統的噴嘴和點火器實施方案的側面圖。
[0017] 圖11A示出了在當前公開的液體汽化系統的使用中的噴嘴和點火器實施方案的 側面圖。
[0018] 圖11B示出了在當前公開的液體汽化系統的使用中的噴嘴和點火器實施方案的 側面圖。
[0019] 圖11C示出了在當前公開的液體汽化系統的使用中的噴嘴和點火器實施方案的 側面圖。
[0020] 圖11D示出了在當前公開的液體汽化系統的使用中的噴嘴和點火器實施方案的 側面圖。
[0021]圖11E示出了在當前公開的液體汽化系統的使用中的噴嘴和點火器實施方案的 側面圖。
[0022] 圖12示出了對于在圖11中公開的液體汽化系統的噴嘴和點火器實施方案，作業 放電的示波器跡線。
[0023]圖13示出了當前公開的液體汽化系統的噴嘴和點火器實施方案的側面圖。
[0024]圖14示出了當前公開的液體汽化系統的噴嘴和點火器實施方案的側面圖。
[0025] 圖15A示出了當前公開的液體汽化系統的噴嘴和點火器實施方案（多電極滑動弧 (glid-arc)點火器）的側面圖。
[0026] 圖15B示出了在圖15A中當前公開并參照的液體汽化系統的噴嘴和點火器實施方 案（多電極滑動弧點火器）的頂面圖。
[0027]圖16A示出了當前公開的液體汽化系統的點火器實施方案（穿孔錐等離子體管 3-D 滑動弧（cavetron-plasmatron 3_D glid-arc))的頂面圖。
[0028] 圖16B示出了當前公開的且在圖16A中參照的液體汽化系統的點火器實施方案 (穿孔錐等離子體管3-D滑動弧）的側面圖。
[0029] 圖16C示出了當前公開的且在圖16A和圖16B中參照的液體汽化系統的點火器實 施方案（穿孔錐等離子體管3-D滑動弧）的另一個側面圖（從圖16B旋轉90度）。
[0030] 圖17A示出了在操作上連接至當前公開的液體汽化系統的點火器的噴嘴的實施 方案的側面圖。
[0031]圖17B示出了在操作上連接至當前公開的液體汽化系統的點火器的噴嘴的實施 方案的側面圖（從圖17A旋轉45度）。
[0032] 圖17C示出了在操作上連接至當前公開的且在圖17A和圖17B中參照的液體汽化 系統的點火器的噴嘴的實施方案的頂面圖
[0033] 圖18A示出了當前公開的液體汽化系統的點火器實施方案（石墨穿孔錐3-D滑動 弧（cavitron 3-D glid-arc)等離子體反應器）的側面圖。
[0034] 圖18B示出了當前公開的并在圖18A中參照的液體汽化系統的點火器實施方案 (石墨穿孔錐3-D滑動弧等離子體反應器）的頂面圖和側面圖（從圖18A旋轉90度）。
[0035] 圖19示出了在操作上連接至當前公開的液體汽化系統的多個點火器的多個噴嘴 的實施方案（模塊化的穿孔錐棋盤）。
[0036] 圖20A示出了本公開的點火器實施方案、噴嘴實施方案和汽化室實施方案的頂 視圖。在此實施方案中，點火器類似于軌道式火花塞（rail plug)(見例如美國專利號 5, 076, 223)。
[0037] 圖20B示出了本公開的點火器實施方案、噴嘴實施方案和汽化室實施方案的側視 圖。在此實施方案中，點火器類似于軌道式火花塞（見例如美國專利號5, 076, 223)。
[0038] 宙義和術語
[0039] 除非在上下文中清楚地另外指出，如在此章節中在引號（""）中所表示的術語和 短語意圖使在此章節中歸屬于它們的含義在此包括權利要求在內的文件中始終用于它們。 而且，當適用時，所述的定義將用于所定義的單詞或短語的單數或復數變型，不管單詞或短 語的場合。
[0040]當用于此說明書和所附的權利要求書中時，術語"或"不意在是排他的；相反術語 是包括一切的，意味著兩者擇一或兩者兼具。
[0041] 在說明書中對"一個實施方案"、"一種實施方案"、"另一種實施方案"、"一種優選 實施方案"、"一種備選實施方案"、"一個變型"、"一種變型"和類似的短語意味著，關于該 實施方案或變型描述的特殊的特征、結構或特性包括在本發明的至少一個實施方案或變型 中。當在說明書中的多個地方使用時，短語"在一個實施方案中"、"在一個變型中"或類似 的短語不一定意在指相同的實施方案或相同的變型。
[0042]當用于此說明書和所附的權利要求書中時，術語"偶聯"或"偶聯的"指的是在所 標識的元件、部件或對象之間的直接或間接物理連接。通常偶聯的方式將具體地涉及其中 兩個偶聯原件相互作用的方式。
[0043] 當用于此說明書和所附的權利要求書中時，術語"直接地偶聯"或"直接偶聯的" 指的是在所標識的元件、部件或對象之間的物理連接，其中，在標識為是直接偶聯的它們之 間，沒有其他元件、部件或對象存在。
[0044] 當用于此說明書和所附的權利要求書中