一种具有多种组合形态的模块化火炬的制作方法

1.本技术涉及火炬燃烧装置的技术领域，特别涉及一种具有多种组合形态的模块化火炬。


背景技术：

2.在石化装置中，放空火炬系统能及时处理生产装置中排放的多余、有害、不平衡的废气，并能处理试车、开停车时产生的不合格气体以及事故时瞬时放出的大量气体，从而保证生产装置正常、安全运行。
3.现有的钻井火炬将集成控制系统、减压放空管路系统以及燃烧系统集于一体，整体结构设计复杂，结构笨重，管路布置、安装困难，整撬体积较大，增加了设计、生产、运输成本，对安装及使用场合有较多限制，且运输使用灵活性不好，对于采油采气现场的环境适应性较差。此外，现有的钻井火炬为单撬单控，只能单井口单用，或单井口多火炬并联使用，进而需要同时进行多套控制系统操作，带来诸多不便。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提出一种可有效解决上述问题的具有多种组合形态的模块化火炬。
5.本技术提供一种具有多种组合形态的模块化火炬，包括：至少一减压放空控制模块，用于对燃料进行减压控制；至少一燃烧系统模块，与所述至少一减压放空控制模块流体连通，用以燃烧经减压控制后的燃料。
6.在一实施例中，所述减压放空控制模块和所述燃烧系统模块均设置一个。
7.在一实施例中，所述减压放空控制模块设置一个，所述燃烧系统模块设置多个。
8.在一实施例中，多个所述燃烧系统模块中至少有两个燃烧系统模块之间流体连通。
9.在一实施例中，所述减压放空控制模块设置多个，所述燃烧系统模块设置一个。
10.在一实施例中，多个所述减压放空控制模块中至少有两个减压放空控制模块之间流体连通。
11.在一实施例中，所述减压放空控制模块和所述燃烧系统模块均设置多个。
12.在一实施例中，所述减压放空控制模块包括减压放空控制撬及安装于所述减压放空控制撬内的减压放空控制装置，所述燃烧系统模块包括燃烧系统撬及安装于所述燃烧系统撬内的燃烧装置。
13.在一实施例中，所述减压放空控制模块靠近燃料排放口设置，所述燃烧系统模块远离所述燃料排放口及作业区设置。
14.在一实施例中，所述模块化火炬的各模块之间通过接口对接或通过管道连通。
15.综上所述，本技术提供的具有多种组合形态的模块化火炬至少具有以下有益效果：
16.将现有的钻井火炬拆分为减压放空控制模块和燃烧系统模块，每个模块独立成撬，各个模块的体积和重量相应变小，方便存储保护设备、维护和运输，现场安装要求降低，对地形适应性强，环境适应性好。减压放空控制模块和燃烧系统模块的数量可以根据现场的实际需求自由分配组合，各个模块之间可以通过接口直接对接连通，或通过管道连通。
17.本技术采用模块化设计，可实现单井口单减压放空控制模块、多燃烧系统模块使用，也可以多井口多减压放空控制模块、单燃烧系统模块使用等组合使用方式，相对灵活且方便。且模块化设计可选择减压放空控制模块近井口设备出口，燃烧系统模块远离井口及作业区，燃料经减压放空控制模块减压后压力降低，输送危险性降低，可提高作业安全性。同时模块化设计可减小单个模块的体积及设计、生产、运输难度，从而降低成本。
附图说明
18.图1为本技术一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
19.图2为本技术另一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
20.图3为本技术另一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
21.图4为本技术另一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
22.图5为本技术另一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
23.图6为本技术另一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
24.图7为本技术另一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
25.图8为本技术另一实施例中模块化火炬的组合形态示意图。
26.图9为图1中模块化火炬的减压放空控制模块的立体结构示意图。
27.图10为图1中模块化火炬的燃烧系统模块的立体结构示意图。
28.图11为图1中模块化火炬的燃烧系统模块的俯视图。
具体实施方式
29.在详细描述实施例之前，应该理解的是，本技术不限于本技术中下文或附图中所描述的详细结构或元件排布。本技术可为其它方式实现的实施例。而且，应当理解，本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途，不应作限定性解释。本文所使用的“包括”、“包含”、“具有”等类似措辞意为包含其后所列出之事项、其等同物及其它附加事项。特别是，当描述“一个某元件”时，本技术并不限定该元件的数量为一个，也可以包括多个。
30.请同时参考图1至图11所示，本技术提供一种具有多种组合形态的模块化火炬，该模块化火炬可以为应用于石化开采领域中开采油、气的钻井火炬。该模块化火炬包括至少一减压放空控制模块10和至少一燃烧系统模块12，该模块化火炬的使用可以具有多种组合形态，具体地，减压放空控制模块10和燃烧系统模块12的数量可以根据现场的实际需求自由分配组合，相对灵活且方便，现场安装要求降低，对地形适应性强，环境适应性好。各个模块之间可以通过接口直接对接连通，或通过管道连通，从而实现各模块之间流体相通。本实施例中，各个模块之间采用管道连通，使得各个模块之间可以具有一定的距离，提升现场安装的便利性及安全性。
31.其中，减压放空控制模块10用于对燃料排放口排放出的燃料进行减压控制，燃料排放口例如为地面钻井的井口，燃料例如为石油或燃气等，本技术以燃气为例进行说明。燃
烧系统模块12用于对经减压放空控制模块10减压后的燃气进行燃烧。具体地，减压放空控制模块10包括进气口13和出气口14，进气口13与井口连接以实现流体连通，燃烧系统模块12包括燃气入口16，出气口14与燃气入口16连通。在一些实施例中，燃烧系统模块12也可以设有燃气出口，当燃烧系统模块12的处理能力不足时，可通过燃气出口将未能及时燃烧处理的燃气导出，例如导至另一个燃烧系统模块12进行燃烧处理，以避免燃气燃烧不充分。
32.优选地，减压放空控制模块10可以靠近井口设置，便于从井口排出的燃气直接进入减压放空控制模块10中进行减压处理，减小从井口排出的高压燃气的输入距离，进而降低危险性。燃烧系统模块12可以远离井口及作业区设置，使得高温明火区域远离高压燃气的井口区域及有人工及重要设备的作业区，输送危险性降低，提高作业安全性。
33.本实施例中，燃烧系统模块12的基础处理量分别为5万方/天、10万方/天、20万方/天，可以根据现场井口的数量及各井口排放的燃气量合理分配选择合适数量的减压放空控制模块10和燃烧系统模块12。应当理解的是，上述燃烧系统模块12的基础处理量的具体数据仅为例示性，本技术并不对此进行限定。
34.本技术采用模块化设计，可实现单井口单减压放空控制模块10、多燃烧系统模块12使用，也可以多井口多减压放空控制模块10、单燃烧系统模块12使用等组合使用方式，以最合适的方式进行排放燃气的减压控制、燃烧作业，相对灵活且方便。
35.在如图1所示的实施例中，减压放空控制模块10和燃烧系统模块12均设置一个，此种情况可适用单井口工况。
36.在一些实施例中，请参考图2至图4所示，模块化火炬也可以设计成，减压放空控制模块10设置一个，燃烧系统模块12设置多个，例如三个，也即多个燃烧系统模块12共用一个减压放空控制模块10。此种情况可适用单井口工况。其中，减压放空控制模块10靠近井口设置，多个燃烧系统模块12远离井口及作业区设置。
37.可选地，多个燃烧系统模块12可以分别与减压放空控制模块10连通；或者，多个燃烧系统模块12中至少有两个燃烧系统模块12之间流体连通，且至少有一个燃烧系统模块12与减压放空控制模块10流体连通，如此可衍生出多种模块组合方式以供选择，扩大应用场景。
38.在一些实施例中，请参考图5至图7所示，模块化火炬也可以设计成，减压放空控制模块10设置多个，例如三个，燃烧系统模块12设置一个，也即多个减压放空控制模块10共用一个燃烧系统模块12。此种情况可适用单井口大处理量或多井口工况。其中，减压放空控制模块10靠近井口设置，多个燃烧系统模块12远离井口及作业区设置。
39.可选地，多个减压放空控制模块10可以分别与燃烧系统模块12连通；或者，多个减压放空控制模块10中至少有两个减压放空控制模块10之间流体连通，从而可实现减压放空控制模块10之间的多级减压控制，且至少有一个减压放空控制模块10与燃烧系统模块12流体连通，如此可衍生出多种模块组合方式以供选择，扩大应用场景。
40.在一些实施例中，请参考图8所示，模块化火炬也可以设计成，减压放空控制模块10和燃烧系统模块12均设置多个，例如，减压放空控制模块10设置两个，燃烧系统模块12设置三个。此种情况可同时适用单井口和多井口工况。此种设计需满足至少有一个减压放空控制模块10与一个或多个燃烧系统模块12连通，如此可衍生出多种模块组合方式以供选择，扩大应用场景。
41.如图9至图11所示，例示了减压放空控制模块10和燃烧系统模块12的具体结构。其中，减压放空控制模块10包括减压放空控制撬18及安装于减压放空控制撬18内的减压放空控制装置20，减压放空控制装置20可以包括集成控制系统及减压放空管路等减压、控制装置；燃烧系统模块12包括燃烧系统撬22及安装于燃烧系统撬22内的燃烧装置24，燃烧装置24例如为引射式燃烧装置。其中，减压放空控制撬18为底部设有支撑板且整体呈方形的框架结构，减压放空控制装置20支撑在支撑板上并与减压放空控制撬的框架结构连接固定；燃烧系统撬22为底部设有支撑板且整体呈长方体状的框架结构，燃烧装置24支撑在支撑板上并与燃烧系统撬22的框架结构连接固定。
42.更具体地，燃烧装置24包括第一级燃烧系统26、第二级燃烧系统28和第三级燃烧系统30。其中：
43.第一级燃烧系统26包括第一级输出管体32、与第一级输出管体32连通的第一级输入管体34以及间隔布设于第一级输出管体32上的多个第一级燃烧器36，第一级输入管体34用于输入燃气以为第一级输出管体32提供燃料，且第一级输出管体32呈环形跑道结构。第二级燃烧系统28包括第二级输出管体38、与第二级输出管体38连通的第二级输入管体40以及间隔布设于第二级输出管体38上的多个第二级燃烧器42，第二级输入管体40用于输入燃气以为第二级输出管体38提供燃料，且第二级输出管体38呈环形跑道结构。第三级燃烧系统30包括第三级输出管体44、与第三级输出管体44连通的第三级输入管体46以及间隔布设于第三级输出管体44上的多个第三级燃烧器48，第三级输出管体44呈环形跑道结构。
44.进一步地，燃烧装置24还包括点火系统，点火系统包括多个点火器50和点火输出管体52，以为多个点火器50提供燃气。第一级输出管体32的弧形端部内侧分别设有一个点火器50，用于点燃第一级燃烧器36，第二级输出管体38的弧形端部内侧以及环形内腔的中部分别设有一个点火器50，用于点燃第二级燃烧器42，第三级输出管体44的弧形端部外侧分别设有两个点火器50，用于点燃第三级燃烧器48。
45.在所示的实施例中，第一级输出管体32与第二级输出管体38并列设置，且二者的端部临近，使得第一级燃烧器36和第二级燃烧器42可以相互联焰、互相维持燃烧状态，提高燃烧可靠性，第三级输出管体44环绕于第一级输出管体32和第二级输出管体38外侧，使得整体结构紧凑。其中，第一级输出管体32、第二级输出管体38及第三级输出管体44在燃烧系统撬22的长度方向上相互平行，以便于一起外接燃气源。第一级燃烧器36和第二级燃烧器42位于同一高度上，第三级燃烧器48高于第一级燃烧器36和第二级燃烧器42，以保证各个高度上的燃烧器有充足的空气供应燃烧。第一级输入管体34、第二级输入管体40、第三级输入管体46和点火输出管体52分别连通至燃气输入主管道54上，燃气入口16设于燃气输入主管道54的端部，并临近撬装外框的侧面设置，以便于与其他模块连通。
46.优选地，第一级燃烧器36和第二级燃烧器42的外围围设有第一层防护罩56，第一层防护罩56的高度高于第一级燃烧器36和第二级燃烧器42的高度；第三级燃烧器48的外围围设有第二层防护罩58，第二层防护罩58的高度高于第三级燃烧器48的高度。第一层防护罩56、第二层防护罩58以及各级燃烧系统、点火系统均由燃烧系统撬22的框架结构连接支撑固定。
47.在所示的实施例中，减压放空控制撬18以及燃烧系统撬22的框架结构的顶面四角位置分别设有吊耳60，吊耳60用于穿套绳索起吊，以便于拆装、运输等过程中可通过吊耳60
将撬装吊起和放下，实现工作状态和运输状态之间的切换。
48.综上所述，本技术提供的具有多种组合形态的模块化火炬至少具有以下有益效果：
49.将现有的钻井火炬拆分为减压放空控制模块和燃烧系统模块，每个模块独立成撬，各个模块的体积和重量相应变小，方便存储保护设备、维护和运输，现场安装要求降低，对地形适应性强，环境适应性好。减压放空控制模块和燃烧系统模块的数量可以根据现场的实际需求自由分配组合，各个模块之间可以通过接口直接对接连通，或通过管道连通。
50.本技术采用模块化设计，可实现单井口单减压放空控制模块、多燃烧系统模块使用，也可以多井口多减压放空控制模块、单燃烧系统模块使用等组合使用方式，相对灵活且方便。且模块化设计可选择减压放空控制模块近井口设备出口，燃烧系统模块远离井口及作业区，燃料经减压放空控制模块减压后压力降低，输送危险性降低，可提高作业安全性。同时模块化设计可减小单个模块的体积及设计、生产、运输难度，从而降低成本。
51.本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情况下可以实施成其它形式。所公开的具体实施例应被视为例示性而不是限制性的。因此，本技术的范围是由所附的权利要求，而不是根据之前的这些描述进行确定。在权利要求的字面意义及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要求的范围。

技术特征：
1.一种具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，包括：至少一减压放空控制模块，用于对燃料进行减压控制；至少一燃烧系统模块，与所述至少一减压放空控制模块流体连通，用以燃烧经减压控制后的燃料。2.如权利要求1所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，所述减压放空控制模块和所述燃烧系统模块均设置一个。3.如权利要求1所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，所述减压放空控制模块设置一个，所述燃烧系统模块设置多个。4.如权利要求3所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，多个所述燃烧系统模块中至少有两个燃烧系统模块之间流体连通。5.如权利要求1所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，所述减压放空控制模块设置多个，所述燃烧系统模块设置一个。6.如权利要求5所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，多个所述减压放空控制模块中至少有两个减压放空控制模块之间流体连通。7.如权利要求1所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，所述减压放空控制模块和所述燃烧系统模块均设置多个。8.如权利要求1-7任一项所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，所述减压放空控制模块包括减压放空控制撬及安装于所述减压放空控制撬内的减压放空控制装置，所述燃烧系统模块包括燃烧系统撬及安装于所述燃烧系统撬内的燃烧装置。9.如权利要求1-7任一项所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，所述减压放空控制模块靠近燃料排放口设置，所述燃烧系统模块远离所述燃料排放口及作业区设置。10.如权利要求1-7任一项所述的具有多种组合形态的模块化火炬，其特征在于，所述模块化火炬的各模块之间通过接口对接或通过管道连通。

技术总结
本申请提供一种具有多种组合形态的模块化火炬，包括至少一减压放空控制模块，用于对燃料进行减压控制；至少一燃烧系统模块，与所述至少一减压放空控制模块流体连通，用以燃烧经减压控制后的燃料。本申请采用模块化设计，可实现单井口单减压放空控制模块、多燃烧系统模块使用，也可以多井口多减压放空控制模块、单燃烧系统模块使用等组合使用方式，相对灵活且方便。且模块化设计可选择减压放空控制模块近井口设备出口，燃烧系统模块远离井口及作业区，燃料经减压放空控制模块减压后压力降低，输送危险性降低，可提高作业安全性。同时模块化设计可减小单个模块的体积及设计、生产、运输难度，从而降低成本。从而降低成本。从而降低成本。


技术研发人员：杨瑞 刘继思 朱锐
受保护的技术使用者：贵州智慧能源科技有限公司
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/8/13