[发明专利]热回收式液氮蒸发系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种石油开发领域的液氮蒸发系统，尤其是涉及一种热回收式液氮蒸发系统。

背景技术

在油气开发过程中，应用氮气技术对油井、油层进行处理与常规技术相比具有安全、省时、快捷、高效、成功率高等特点。目前，油气开发作业中的液氮汽化主要有两种方式。对于高压低温大排量液氮加热方式通常采用直燃式，即采用燃油锅炉加热，如2009年8月19日公开的中国实用新型专利《单室直燃式液氮蒸发器》(CN201092827Y)，由风力供应组件、油气混合组件、燃烧室内腔、燃烧室外腔、盘管腔、控制箱组成；风力供应组件由液压马达驱动风扇；油气混合组件包括装在安装板上的点火器和喷油嘴；燃烧室内腔壳体设有灭火孔，内部铺设耐火土；盘管腔内安装带有翅片的盘管，外围采用石棉隔热材料；低压液态氮从盘管的一端液氮进口进入，经过加热后成为高压氮气从盘管另一出口端排出。该装置液氮蒸发排量大，克服了原有装备工作压力不高、工作性能不稳定等不足，但其结构复杂，在施工作业现场，燃油加热易发生火灾或爆炸，存在安全隐患。

2009年5月13日公开的中国实用新型专利《热回收式液氮蒸发器》(CN201237460Y)，由前、后壳体组成的蒸发器壳体为热交换装置，蒸发器壳体内安装的盘管与汇集管相连接；壳体前、后分别安装有冷却剂水管接口。该装置通过回收液氮车发动机散热器和消音器的热量加热冷却剂，然后冷却剂以一定的压力和流量从壳体一端的冷却管接口进入壳体，从另一端接口排出，对壳体内的盘管进行加热，盘管内液氮的流动方向与冷却剂流动方向相反。该装置利用回收的热量加热的高压低温的液氮，具有耐低温，耐高压，安全可靠等特点。在应用过程中，存在热回收效率低(最大蒸发能力为11327m³/h)，而液氮泵的排量可以达到31100m³/h，导致液氮蒸发器与液氮泵设备不匹配。

发明内容

为了克服现有液氮蒸发装置存在的安全性能差、热回收效率低，导致液氮蒸发器与液氮泵设备不匹配的不足，本发明提供一种热回收式液氮蒸发系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：热回收式液氮蒸发系统由雾化装置和热交换装置组成，雾化装置的喷嘴与热交换装置的热交换室内腔相通；雾化装置的压缩空气管与喷管固定连接，喷管的前端为喷嘴，喷嘴的喷口面积小于喷管的横截面积；虹吸管的一端与压缩空气管连通，另一端位于水箱内；热交换装置包括热交换室、盘管总成，盘管安装在热交换室内，热交换室下端的一侧有热介质入口，另一侧有排液口，热交换室上端有排气孔。虹吸管位于水箱一端安装有过滤器；压缩空气管上径向安装有调节螺栓。

本发明的有益效果是，结构合理，能够有效提高热交换装置的热容，提高热效率；安全可靠，便于调控。

附图说明

图1是本发明热回收式液氮蒸发系统结构示意图。

图中：1.雾化装置，2.热交换装置，3.压缩空气管，4.调节螺栓，5.喷嘴，6.喷管，7.虹吸管，8.过滤器，9.水箱，10.排气孔，11.热交换室，12.盘管总成，13.热介质入口，14.排液口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明热回收式液氮蒸发系统由雾化装置1和热交换装置2组成，雾化装置1中喷管6一端的喷嘴5与热交换装置2的热交换室11内腔相通。

热交换装置2包括热交换室11、盘管总成12，盘管总成12安装在热交换室11内；盘管总成12通常由盘管和汇集管连接组成，盘管外表面带有翅片；盘管总成12中盘管的一端输入低温液态氮，汇集管一端排出常温氮气。热交换室11上端一侧与喷嘴5连通，另一侧有排气孔10；热交换室下端的一侧有热介质入口13，另一侧有排液口14。

雾化装置1的压缩空气管3与喷管6固定连接，喷管6直径小于压缩空气管3直径，可以通过连接器将压缩空气管3与喷管6固定连接。喷管6的前端为喷嘴5，喷嘴5的喷口面积小于喷管6的横截面积。虹吸管7的一端与压缩空气管3连通，另一端位于水箱9内，通常虹吸管7竖直放置。虹吸管7位于水箱9的一端安装有过滤器8，可以避免水中杂质进入热回收式液氮蒸发系统。在压缩空气管3的入口端与连接虹吸管7之间径向安装调节螺栓4，可根据施工作业需要调节雾化水量。为了提高热交换效率，可以在水中加入其他介质(如：防凝剂、防腐剂)。

本发明热回收式液氮蒸发系统的实施过程是，