井口套管气免拆自清洁除硫净化装置的制作方法

专利2026-03-08  4


本发明涉及一种井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,属于天然气除硫设备。


背景技术:

1、目前,油田各井场广泛使用井口真空相变加热炉对油井产出液进行加热,以保证油井产出液管输过程中的流动性,使其能够安全地输送至集输站。传统上,采用井口中频电加热器进行加热,导致能耗高、耗电量大。近年来采油厂一直在积极推广应用以油井套管气为燃料的真空相变加热炉,取得了良好的节电效果和显著经济效益。但也暴露出了如下比较棘手的问题:

2、1、根据国家标准《天然气通用要求》(gb/t 17920-2020)中的规定,天然气硫化氢(硫化氢)的含量标准为:≤20mg/m³。部分油区燃气炉烟气排放不合格,含硫≥20mg/m³,导致环保不达标。硫化氢是一种有毒气体,对人体和动物有害。高浓度的硫化氢能够引起中毒甚至危及生命;低浓度的硫化氢对眼、呼吸系统及中枢神经有损伤;且硫化氢具有强烈的腐蚀性,对燃气炉和天然气管道会造成严重的腐蚀和损坏,造成泄漏,带来安全隐患,造成环境污染。此外,硫化氢易于燃烧,与空气形成易爆混合物,存在火灾和爆炸的危险。

3、2、目前的加热流程只在油井套管气出口和真空相变加热炉之间安装了一个简易的分气包,气液分离效果并不理想,经常性因套管气含水高而故障停炉。

4、3、现场分离器的结构简单、容积小,仅为10l,气液分离效果差;套管气中的水蒸气在液化过程中容易凝结成水,导致燃气炉一级减压阀阀体内部和进气电磁腐蚀损坏,增加维修成本,积聚在管线中的液体在低温天气还容易结冰冻堵管线。

5、4、套管气比较脏,因为高含硫化氢,水油腐蚀电磁阀橡胶垫造成电磁阀失灵,固体杂质造成一级减压阀故障失灵时常发生。

6、针对以上情况,需要研制脱硫净化装置对天然气中的硫化氢及水油混合物进行净化处理,使天然气中硫化氢和水降低到安全水平,保障加热炉的清洁、安全生产。针对天然气质量现状,开展天然气净化控制技术研究,旨在以较低的天然气处理成本,消除天然气燃烧环节中的质量隐患,解决安全环保风险,形成一个井口天然气净化技术,并在采油厂推广应用。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题,提出了本发明。

3、本发明的目的在于,克服现有技术中存在的问题,提供一种井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,可以使套管气中的硫化氢、水及杂质降低到安全水平,且可以实现自动清洁,避免频繁拆装,降低对人体健康的危害及对燃气管道及相关设备的腐蚀,消除安全隐患。

4、为解决以上技术问题,本发明的一种井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,包括第一除硫罐、第二除硫罐和第三除硫罐,所述第一除硫罐进气端设有进气管,所述第一除硫罐、第二除硫罐和第三除硫罐首尾之间设有相连通的连通管,所述第三除硫罐出料端设有排气管,所述第一除硫罐内的上下两端设有多个相互交错分布的挡板,所述第二除硫罐内沿着气流方向依次设有多个过滤板,所述过滤板上还设有可上下运动且用于网孔清洁的清洁机构,所述第三除硫罐内设有除硫吸附颗粒。

5、进一步的,所述过滤板为两组,两组过滤板交错分布,所述过滤板由多个过滤分板拼合而成,各过滤分板一侧设有固定连接的第一竖框,各过滤分板另一侧设有固定连接的第二竖框,所述过滤分板上端设有固定连接的上横框,所述过滤分板底部设有固定连接的下横框。

6、进一步的,所述清洁机构包括清洁管,所述清洁管上设有多个面向过滤分板开口的清洁孔,所述第二除硫罐的一侧设有清洁箱,所述清洁箱内设有输送泵,所述清洁管可上下运动地设置在过滤分板的一侧或两侧,且沿过滤分板的幅宽方向延伸。

7、进一步的,所述清洁机构还包括清洁箱和输送泵,所述输送泵的输出端设有与所述清洁管相连通的导流管,所述下横框上设有用于清洗后杂质回收的回收槽,所述第二除硫罐底部设有排污槽,所述回收槽的底部与排污槽之间相连通。

8、进一步的,所述第二除硫罐底部设有回流槽,所述回流槽端部与所述排污槽连通,位于下横框下方的所述旋转轴内设有与回收槽相连通的第一槽,所述第一槽与回流槽连通。

9、进一步的,所述上横框的顶部中心固定有向上延伸的旋转轴,所述下横框的底部中心固定有向下延伸的旋转轴,所述旋转轴分别与所述第二除硫罐的内壁可转动连接。

10、进一步的,所述第二除硫罐的上内壁还设有与所述旋转轴转动且密封连接的进料槽,相邻进料槽之间设有相连通的连通槽,所述导流管与相邻的进料槽连通。

11、进一步的,位于所述上横框上的旋转轴内设有两个轴向贯通的调节孔,两调节孔位于同一条直径线上且对称位于过滤分板的两侧,所述调节孔内设有固定连接的伸缩管,所述伸缩管的下端穿过上横框与清洁管连通,所述伸缩管内设有用于带动伸缩管自动恢复初始位置的弹性件。

12、进一步的,所述第二竖框的一侧设有可开合且用于过滤分板密封的挡料布。

13、进一步的,所述第二竖框内设有两个储存仓,所述储存仓内分别设有转动连接的回收轴,所述挡料布分别卷绕在回收轴上,所述回收轴上设有用于带动挡料布卷绕回收的尺簧;所述储存仓面向过滤分板的外侧角部设有进出口,所述进出口内设有与挡料布延伸端固定连接的拉杆,所述第一竖框上设有与拉杆相卡合的卡槽,所述卡槽上下两端均设有贯穿式的穿越槽,所述穿越槽内设有可弯曲的联动件,所述联动件一端与相应的第二除硫罐内壁固定连接,且联动件另一端与相应的拉杆端部固定连接,所述上横框和下横框上均设有用于挡料布移进移出的的滑槽。

14、进一步的,所述第二除硫罐的上内壁设有多个驱动槽,所述驱动槽内设有多个第一链条,相邻所述旋转轴之间通过第一链条传动连接,所述除硫罐内设有用于带动旋转轴转动的驱动机构。

15、进一步的,所述驱动机构包括同步杆和同步槽,所述第二除硫罐内设有两个同步槽,所述同步槽分别设置在驱动槽两侧,其中一个同步槽与其中一组过滤板上方的驱动槽连通,另一个同步槽与另一组过滤板上方的驱动槽相连通,所述同步杆可来回运动地设置在同步槽内,所述同步槽内设有多个转动连接的同步齿轮,所述同步齿轮与相应的旋转轴之间设有相连接的第二链条,所述同步杆一侧均设有与相应同步齿轮相啮合的齿条,所述同步槽内设有固定连接的液压杆,所述液压杆与同步杆连接固定。

16、相对于现有技术,本发明取得了以下有益效果:1、挡板的设计,能够通过挡板与套管气之间的碰撞,实现了液分离:套管气通过不断撞击挡板,不断改变流向,达到气液分离的目的,减轻后续过滤板过滤的压力,而过滤板的加入,套管气通过不锈钢波纹丝网,第二次捕捉液体的同时,过滤掉套管气中的固体杂质,能够通过过滤的方式,进一步的提高套管气中杂质的分离效率,最后除硫吸附颗粒的加入,能够利用除硫吸附颗粒的吸附性,套管气通过再次净化后,进入除硫仓深度脱硫,能够有效实现套管气的除硫,脱硫完成后从仓体顶部通过,进入燃气加热炉燃烧。

17、2、将过滤板分为两组,同时过滤板采用多个过滤分板拼合的形式,并且配合过滤分板的旋转、清洁管的上下运动以及挡料布的展开与回收,能够在正常过滤的时候,使其中一组形成工作状态的过滤板,将另一组旋转呈与过滤板垂直状,这样其中一组的过滤板就能够正常实现过滤的功能,而另一组通过过滤分板的旋转打开以及挡料布的展开,则不会进行过滤,且杂质也因为挡料布的阻挡,无法进入网孔内。

18、3、当其中一组过滤板过滤一定的时间后,网孔堵塞严重的时候,此时即可先将另一组垂直分布的过滤分板旋转呈工作状态的过滤板,同时控制挡料布回收,然后将堵塞严重的过滤板旋转,呈相互平行状的打开状态,这样就能够实现了过滤板的自动更换,在保证了原有的过滤效率不变,且防止堵塞,而堵塞后的过滤分板在旋转后,能够通过挡料布的展开,并且配合清洁管的上下运动,即可实现了对堵塞网孔的自动清洗,同时清洗后的杂质能够通过回收槽和排污槽直接排出,这样设计方式,不需要通过对过滤板拆卸方式进行清洗或者更换,就能够直接实现了过滤板的自动清洗,更加的方便快捷,且不会影响整体的过滤效率。

19、4、提高气液、气固的分离效果,实现自动排污,提高脱水效果,降低了岗位员工的劳动强度,且减少对脱硫催化剂的污染,提高脱硫效率,且减少危险固废。

20、5、在减少能耗和提升效率的同时,也大大降低了对环境的影响。实验结果表明,使用本脱硫净化装置后,燃气炉末端的排放物中硫化氢含量已经降低至≤10ppm。

21、参照后文的说明和附图,详细公开了本发明的特定实施方式,指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解,本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。

22、针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用,与其它实施方式中的特征相组合,或替代其它实施方式中的特征。

23、应该强调,术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在,但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。


技术特征:

1.一种井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于,包括第一除硫罐、第二除硫罐和第三除硫罐,所述第一除硫罐进气端设有进气管,所述第一除硫罐、第二除硫罐和第三除硫罐首尾之间设有相连通的连通管,所述第三除硫罐出料端设有排气管,所述第一除硫罐内的上下两端设有多个相互交错分布的挡板,所述第二除硫罐内沿着气流方向依次设有多个过滤板,所述过滤板上还设有可上下运动且用于网孔清洁的清洁机构,所述第三除硫罐内设有除硫吸附颗粒。

2.根据权利要求1所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述过滤板为两组,两组过滤板交错分布,所述过滤板由多个过滤分板拼合而成,各过滤分板一侧设有固定连接的第一竖框,各过滤分板另一侧设有固定连接的第二竖框,所述过滤分板上端设有固定连接的上横框,所述过滤分板底部设有固定连接的下横框。

3.根据权利要求2所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述清洁机构包括清洁管,所述清洁管上设有多个面向过滤分板开口的清洁孔,所述第二除硫罐的一侧设有清洁箱,所述清洁箱内设有输送泵,所述清洁管可上下运动地设置在过滤分板的一侧或两侧,且沿过滤分板的幅宽方向延伸。

4.根据权利要求3所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述清洁机构还包括清洁箱和输送泵,所述输送泵的输出端设有与所述清洁管相连通的导流管,所述下横框上设有用于清洗后杂质回收的回收槽,所述第二除硫罐底部设有排污槽,所述回收槽的底部与排污槽之间相连通。

5.根据权利要求4所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述第二除硫罐底部设有回流槽,所述回流槽端部与所述排污槽连通,位于下横框下方的所述旋转轴内设有与回收槽相连通的第一槽,所述第一槽与回流槽连通。

6.根据权利要求2所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述上横框的顶部中心固定有向上延伸的旋转轴,所述下横框的底部中心固定有向下延伸的旋转轴,所述旋转轴分别与所述第二除硫罐的内壁可转动连接。

7.根据权利要求6所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述第二除硫罐的上内壁还设有与所述旋转轴转动且密封连接的进料槽,相邻进料槽之间设有相连通的连通槽,所述导流管与相邻的进料槽连通。

8.根据权利要求7所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:位于所述上横框上的旋转轴内设有两个轴向贯通的调节孔,两调节孔位于同一条直径线上且对称位于过滤分板的两侧,所述调节孔内设有固定连接的伸缩管,所述伸缩管的下端穿过上横框与清洁管连通,所述伸缩管内设有用于带动伸缩管自动恢复初始位置的弹性件。

9.根据权利要求3所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述第二竖框的一侧设有可开合且用于过滤分板密封的挡料布。

10.根据权利要求9所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述第二竖框内设有两个储存仓,所述储存仓内分别设有转动连接的回收轴,所述挡料布分别卷绕在回收轴上,所述回收轴上设有用于带动挡料布卷绕回收的尺簧;所述储存仓面向过滤分板的外侧角部设有进出口,所述进出口内设有与挡料布延伸端固定连接的拉杆,所述第一竖框上设有与拉杆相卡合的卡槽,所述卡槽上下两端均设有贯穿式的穿越槽,所述穿越槽内设有可弯曲的联动件,所述联动件一端与相应的第二除硫罐内壁固定连接,且联动件另一端与相应的拉杆端部固定连接,所述上横框和下横框上均设有用于挡料布移进移出的的滑槽。

11.根据权利要求2所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述第二除硫罐的上内壁设有多个驱动槽,所述驱动槽内设有多个第一链条,相邻所述旋转轴之间通过第一链条传动连接,所述除硫罐内设有用于带动旋转轴转动的驱动机构。

12.根据权利要求11所述的井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,其特征在于:所述驱动机构包括同步杆和同步槽,所述第二除硫罐内设有两个同步槽,所述同步槽分别设置在驱动槽两侧,其中一个同步槽与其中一组过滤板上方的驱动槽连通,另一个同步槽与另一组过滤板上方的驱动槽相连通,所述同步杆可来回运动地设置在同步槽内,所述同步槽内设有多个转动连接的同步齿轮,所述同步齿轮与相应的旋转轴之间设有相连接的第二链条,所述同步杆一侧均设有与相应同步齿轮相啮合的齿条,所述同步槽内设有固定连接的液压杆,所述液压杆与同步杆连接固定。


技术总结
本发明公开了一种井口套管气免拆自清洁除硫净化装置,包括第一除硫罐、第二除硫罐和第三除硫罐,第一除硫罐进气端设有进气管,第一除硫罐、第二除硫罐和第三除硫罐首尾之间设有连通管,第三除硫罐出料端设有排气管,第一除硫罐内的上下两端设有多个相互交错分布的挡板,第二除硫罐内沿着气流方向依次设有多个过滤板,过滤板上还设有可上下运动且用于网孔清洁的清洁机构,第三除硫罐内设有除硫吸附颗粒。挡板能够通过挡板与套管气之间的碰撞,实现了液分离:而过滤板的加入,能够通过过滤的方式,进一步的提高套管气中杂质的分离效率,最后利用除硫吸附颗粒的吸附性,套管气通过再次净化后,进入除硫仓,能够有效的实现了套管气的除硫。

技术研发人员:付江徽,康玉阳,杨东宝,杨莲,张文奇,秦秋花
受保护的技术使用者:中国石油化工股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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