钻井大柴油机尾气综合治理器制造技术

一种钻井大柴油机尾气综合治理器，其特点是：治理器的三根导管按45°角倾斜向上，运行时可以从设备底座里升出，搬迁时可以缩回，基底部分与三台柴油机的共用基座形状、颜色完全一样，内部装有引力换热器，它有三十六根向上的排气管，三十六根高热引气管全部穿过换热器，利用热效应和射蒸汽效应为尾气加速度，并将尾气热能量置换给水产生大量热气，引力换热器上部套接着由水箱和水雾喷射器组合的洗尘器，尾气在此经过清洗后排进大气。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

该项目属于石油钻机大柴油机尾气废热利用及综合治理技术。
技术介绍
本装置是首家独创，是填补国内外钻井设备空白的专利技术创造。石油钻机配三台大柴油机，正常运行时功率1800KW左右，柴油用量很大，除去有效利用和水冷却带走的热量外，很大一部分从尾气中排出。一是产生着剧烈噪音，浪费着大量热能，二是高热尾气里含有大量的有毒有害物质，有时还有火星，严重地危害着近百名员工的身体健康、威胁着油气井场的防爆安全。急需治理！特别是井位在渔塘附近、村庄附近、城市边沿、易燃易爆区边沿时，地方上不让开钻，往往需要多方协调后方能开钻。既是开钻也是阻力重重、困难重重。以往钻井队在无奈的情况下，常用搭架子的办法用三根长管子向前延伸，将尾气排向水坑里，但这样做费时费力，柴油机负荷加大了很多，耗油量也加大了很多，很不经济。几代石油人一直梦想着设计制造一种适用的装置，将危害变成福趾充分利用废热并治理其危害，以保护钻井员工健康、保障安全生产。但是，因为钻井环境特殊，加上决心下的不大，迄今为止，中国乃至全世界尚无一台这样的设备问世。《钻井大柴油机尾气综合治理器》是抢先向空白领域进军的项目，是以人为本的研发项目。
技术实现思路
综合治理钻井大柴油机尾气，必须解决两个技术难题并做到以下两点一是必须适合钻井队经常搬迁的特点。二是必须有经济效益，让钻井队采用了该设备后能降低钻井成本，并能减小柴油机的排气功耗。本技术提供了一种钻井大柴油机尾气综合治理器，其特点是首创了一台完整的设备，它的三根导管按45°角倾斜向上，运行时可以从设备底座里升出，搬迁时可以缩回，基座部分与三台柴油机的共用基座形状、颜色完全一样，内部装有引力换热器，它有三十六根向上的排气管，三十六根高热引气管全部穿过换热器，利用热效应和射蒸汽效应为尾气加速度，并将尾气热能量置换给水产生大量热气，引力换热器上部套接着由水箱和水雾喷射器组合的洗尘器，尾气在此经过清洗后排进大气。这样的外形及结构适合钻井队搬迁的特点安装时将设备与三台柴油机共用基座对齐，将洗尘器套装到设备上，操作手轮将三根立管升出，与尾气喷口密封对接，并接通电源等，便完成了安装投入正常运行。搬家时反之，一吊一放，便能方便的完成。长途运输，不超高不超宽。整体设备加上自动高低法，是适合钻井队作业的最优化、最佳技术方案。解决第二个技术难题，我们研发了《引力换热器》，顾名思义就是它即能给尾气加引力，减小柴油机排气功耗；又能将尾气的热量置换给水，产生大量蒸汽。治理尾气需要采用全密封分散法，全密封就会增加排气阻力。引力换热器有三十六根2. 3米长直径325_的管子穿过，它利用热效应以及蒸汽射气效应，给进入设备的尾气加力加速度，从而造成共用集气室处于负压状态，解决了封闭治理尾气又不憋柴油的技术问题。水的总加热总面积高达25m2，最后再接触三十六根高热的引力管，便在加热锅里沸腾产生大量蒸汽，预算它产生的蒸汽热能相当于一个1. 5吨的锅炉放热，完全可以满足射气以及井队冬季保温用，环保效益、安全防爆等等无价效益也非常显著，实现了对尾气有经济效益的治理。另，为了保持共用集气室的负压状态，本装置设有双水冷却的备份引风机一台(7. 5kw)，它接受共用集气的指令，当柴油机突然加大负荷或三台柴油机同时运行时时，自动启动，帮助共用集气室保持负压状态，它是给尾气加引力的保险备份。附图说明附图是引力换热器与共用集气室结合的简单流程图。图下部是共用集气室，右边的三根管是尾气引进管，左面的六根管是引力换热器三十六根管的前排。下面双切线部分之A是换热器(加热锅)。Al区为沸腾区，A2区为沉淀区，A3是洗尘水回落进换热器的水管，为了防止因加热锅内汽压高，而水不能顺畅回落，此管内有蒸汽射气管，一是保证水正压进锅，二是搅动锅内的水加速循环。上面的小双线部分之B是蒸汽加热室，BI是蒸汽加室进气口，B2是供射气以及保温的控制阀门，立管⑧是带有蒸汽射气的引力管，⑧-1是蒸汽射气喷咀。箭头是尾气流流动方向。具体实施方式(I)关于安装与搬家最佳实施方式安装三台柴油机前面有1. 5米宽的巡岗平台，边沿是安全护栏。安装时将本装置放置在护栏外，与机房平台对平、固定便完成了就位。将洗尘器吊出套装到换热器之上并紧固。从电缆盒内抽出装置的电源电缆接通电源，将自动供水潜水泵取出放进井队清水池内，此时转动手轮，将三根引气管分别提升至所需高度，让三根管分别与三台柴油机的尾气喷口密封对接，用夹紧环将抽出管紧固，装置便进入了正常工作状态。引气管设计成倾斜45°，让尾气进入设备前一直处于下降状态。搬家程序与安装相反将洗尘器吊下放进装置机座内，潜水泵放回箱内，将三套引气管复原，将电源电缆收回电缆盒内，此时便变成了一个集装箱，一吊便可以装上车，上路运输不超高、不超宽。(2)运行中的保险备份(时刻保持共用集气室处于负压状态的保险备份)。钻井大柴油机尾气治理的技术难题在于将尾气引下来治理而又不能给柴油机增加排气功耗。为此，本装置安装有受集气室压力控制的双水内冷引风机一台(7. 5KW)，增加了保险备份。一是当刚刚开始开钻时，本装置内倘无有蒸汽用来射气，热效应也还不高，容易使集气室内的压力高于大气压。此时，引风机便会自动启动，协助装置预热，减少集气室内压。待有了蒸汽射气后集气室有了负压，引风机便会自动停止。二是三台柴油机切换时，有一个短暂的同时运行，此时引风机也自动启动协助引气，这样便保证了集气室时刻处于负压状态，保证了减小柴油机排气功耗。(3)尾气加引力和清洗的实施装置运行时三根引气管分别与三台柴油机的尾气喷口密封对接，柴油机尾气全密封地输进共用集气室，见说明书附图-⑦，共用集气室大致分为两部分，前半部分为集气部分，后半部分是换热器的底座。换热器有36根立管向上通洗尘器。36根立管都是有引力的，它们的引力一是来自蒸气射气，二是来自热效应。尾气气流冲进洗尘器后，穿越洗尘水雾区，碳化物被洗下来，部分射气的蒸气也冷凝成水滴，共同回落进换热锅。净化后的气体向上到达净化气出口，经过滤网后排进大气。洗尘水回落下来，进入换热器再加热。在此流程中一是可造成集气室负压，减小柴油机排气功耗。二是尾气得到水雾及蒸气的清洗净化。三是也给水进行了第一次加热。(4)蒸气的发生与应用优选实施附图A与B，分别为换热器(加热锅)和蒸气再加热室。A、是换热器，锅底坐在共用集气室的上面，整个锅底都处在尾气的加热状态中。另外，尾气输入管和上升输出管都穿过换热器给水加热。总加热面积25m2。换热器分为沸腾区(Al区)、沉淀区(A2)，水源来自洗尘水的回落(洗尘水在洗尘过程中已得到了加温)。Al区水面设计深度O.1米，总处于沸腾状态。A2区水面深度O. 1+0. 55 = O. 65m，相对稳定，含尘污水在此得到沉淀。当沉淀区的水位达到限定高度时，热循环泵自动起动将水打回水箱，用来再喷雾洗尘，如此周而复始，节约了用水，也防止了热量流失。图中之B为蒸气加热室，换热器产生的蒸气，通过四个# 89 > ^ 60的大小头进入蒸气加热室。加热室有34根尾气上升管穿过，使含水的蒸气在这里得到加热膨胀。加热后的蒸气通过闸门总成B2分别通向射气管、保温系统、以及其他需要热能的地方。(5)洗尘水循环利用的具体实施洗尘器的两侧是两个水箱，一个是外来水凉水水箱，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钻井大柴油机尾气综合治理器，其特点是：治理器的三根导管按45°角倾斜向上，运行时可以从设备底座里升出，搬迁时可以缩回，基底部分与三台柴油机的共用基座形状、颜色完全一样，内部装有引力换热器，它有三十六根向上的排气管，三十六根高热引气管全部穿过换热器，利用热效应和射蒸汽效应为尾气加速度，并将尾气热能量置换给水产生大量热气，引力换热器上部套接着由水箱和水雾喷射器组合的洗尘器，尾气在此经过清洗后排进大气。

【技术特征摘要】
2012.01.09 CN 201220006311.51.一种钻井大柴油机尾气综合治理器，其特点是治理器的三根导管按45°角倾斜向上，运行时可以从设备底座里升出，搬迁时可以缩回，基底部分与三台柴油机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马绪勇，
申请(专利权)人：马绪勇，
类型：实用新型
国别省市：