專利名稱：井下壓裂彈爆燃產(chǎn)生毒氣的吸收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體吸收裝置，尤其是針對高能氣體壓裂作業(yè)施工過程中產(chǎn)生的
一氧化碳和氰化氫等毒性氣體進行吸收處理的專用裝置。
背景技術(shù)：
高能氣體壓裂是提高石油二次和三次采油率的一種新的采油技術(shù)，該項技術(shù)在低 滲油藏增產(chǎn)增注中的應用范圍不斷擴大。由于高能氣體壓裂過程中壓裂彈爆燃時會產(chǎn)生一 氧化碳、氰化氫等毒性氣體，如果高能氣體壓裂作業(yè)施工后不對產(chǎn)生的毒性氣體進行吸收 處理，開井后必然會威脅到施工人員的生命安全。為了保障現(xiàn)場施工人員的生命安全，必須 對高能氣體壓裂過程中產(chǎn)生的毒性氣體進行吸收處理。目前有的毒氣吸收裝置很少是針對 油井現(xiàn)場作業(yè)施工過程產(chǎn)生的毒性氣體，且在現(xiàn)場施工過程中不易與井口管道連接，不易 操作，現(xiàn)在還沒有針對高能氣體壓裂過程中產(chǎn)生的一氧化碳和氰化氫毒性氣體能同時進行 吸收處理的現(xiàn)場專用裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種井下壓裂彈爆燃產(chǎn)生毒氣的吸收裝置，對 高能氣體壓裂過程中壓裂彈爆燃產(chǎn)生的一氧化碳和氰化氫等毒性氣體進行吸收處理。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是，由兩個吸收塔、兩個吸收液儲罐、兩 個供液泵和一個井口連接裝置及相應的管線組成氣體吸收裝置，由油井排氣管三通和油井 排氣管管箍構(gòu)成的井口連接裝置將井口排氣通道與一個吸收塔底部的排氣管相連接，該吸 收塔的頂部排氣管與另一個吸收塔的底部排氣管相連接，即兩個吸收塔按串聯(lián)方式連接， 吸收塔、儲罐和泵通過相應的管線相連接，吸收塔、儲罐、泵及其連接管線需經(jīng)過防腐處理。 在其中的一個儲罐中裝入質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉和質(zhì)量濃度為10%的次氯酸鈉溶液 作為吸收液，在另 一個儲罐中裝入質(zhì)量濃度為40 %的醋酸亞銅氨溶液作為吸收液，兩臺供 液泵分別將兩個儲罐中的吸收液泵入兩個吸收塔中，從井口排出的毒性氣體進入一個吸收 塔底部，經(jīng)吸收塔內(nèi)的水浴、過濾層和噴淋后，從頂部排氣管排出再進入另一個吸收塔的底 部，再經(jīng)吸收塔內(nèi)的水浴、過濾層和噴淋后，毒性氣體在兩個吸收塔中得到充分有效的吸 收，使吸收處理后的排放氣體中一氧化碳、氰化氫含量符合國家標準。 本發(fā)明的有益效果是采用質(zhì)量濃度為5%的氫氧化鈉和質(zhì)量濃度為10%的次氯 酸鈉溶液來吸收氰化氫，用質(zhì)量濃度為40%的醋酸亞銅氨溶液來吸收一氧化碳，含有氰化 氫和一氧化碳的毒性氣體進入吸收塔底部向上流動，一路經(jīng)過塔內(nèi)吸收液的水浴、噴淋、填 料層過濾等處理被徹底吸收，反應生成了氯化鈉、碳酸氫鈉、氨和Cu(NH3)C0 AC無毒或低 毒物質(zhì)，對油氣井高能氣體壓裂作業(yè)施工后產(chǎn)生的毒性氣體進行了安全有效的吸收，為高 能氣體壓裂作業(yè)施工的順利進行和施工人員的生命安全提供了保障。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
圖1是依據(jù)本發(fā)明所提出的毒氣吸收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中，1-油井，2-油井排氣管三通，3-油井排氣管管箍，4-油井排氣取樣口 ， 5-油 井排氣取樣管閥門，6-氰化氫吸收塔布氣頭，7-氰化氫吸收塔，8-氰化氫吸收塔填料，9-氰 化氫吸收液噴頭，10-氰化氫吸收液供液管線，11-氰化氫吸收塔排液口 ， 12-氰化氫吸收塔 排液管閥門，13-氰化氫吸收液儲液罐，14-氰化氫吸收液供液泵，15-氰化氫吸收塔排氣 管，16-—氧化碳吸收塔布氣頭，17-—氧化碳吸收塔，18-—氧化碳吸收塔填料，19-一氧化 碳吸收液噴頭，20- —氧化碳吸收液供液管線，21- —氧化碳吸收液供液泵，22- —氧化碳吸 收液儲液罐，23-處理后氣體取樣管，24-處理后氣體取樣管閥門，25- —氧化碳吸收塔排氣 管，26- —氧化碳吸收塔排液管，27- —氧化碳吸收塔排液管閥門。
具體實施例方式
圖l所示為高能氣體壓裂的毒氣吸收裝置結(jié)構(gòu)，它由吸收塔、吸收液儲罐、供液 泵、井口連接裝置和管線組成，由油井排氣管三通2和油井排氣管管箍3構(gòu)成的井口連接裝 置將井口排氣通道與氰化氫吸收塔7底部的氰化氫吸收塔布氣頭6相連接，氰化氫吸收塔 7的頂部的氰化氫吸收塔排氣管15與一氧化碳吸收塔17的底部一氧化碳吸收塔布氣頭16 相連接，即兩個吸收塔按串聯(lián)方式連接，兩個儲罐通過泵及管線分別給一個吸收塔頂部供 液，吸收塔、儲罐、泵及其連接管線需經(jīng)過防腐處理。在其中的一個儲罐中裝入質(zhì)量濃度為 5%的氫氧化鈉和質(zhì)量濃度為10%的次氯酸鈉溶液作為吸收液，在另一個儲罐中裝入質(zhì)量 濃度為40%的醋酸亞銅氨溶液作為吸收液，兩臺供液泵分別將兩個儲罐中的吸收液泵入兩 個吸收塔中，從井口排出的毒性氣體進入一個吸收塔底部，經(jīng)吸收塔內(nèi)的水浴、過濾層和噴 淋后，從頂部排氣管排出再進入另一個吸收塔的底部，再經(jīng)吸收塔內(nèi)的水浴、過濾層和噴淋 后，毒性氣體在兩個吸收塔中得到充分有效的吸收，使吸收處理后的排放氣體中一氧化碳、 氰化氫含量符合國家標準。吸收裝置主體的關(guān)鍵是井口連接裝置和吸收液。井口連接裝置 油井排氣管三通和排氣管管箍將井口排氣通道與吸收塔底部的排氣管連接。吸收液一氧 化碳吸收液為40%醋酸亞銅氨溶液，氰化氫吸收液為5%氫氧化鈉和10%次氯酸鈉溶液。
在圖1中，待處理油井1中高能氣體壓裂作業(yè)產(chǎn)生的一氧化碳、氰化氫毒性氣體通 過井口連接裝置直接進入氰化氫吸收裝置，吸收處理后的氣體再經(jīng)氰化氫吸收塔排氣管15 進入一氧化碳吸收裝置，經(jīng)充分吸收后，最后由一氧化碳吸收塔排氣管25直接排入大氣。 在此過程中，可通過打開油井排氣取樣管閥門5，在油井排氣取樣口 4處收集井口排出氣體 (未處理前氣體)，測定其一氧化碳、氰化氫氣體含量，對井口排氣進行監(jiān)控；通過打開處理 后氣體取樣管閥門24，在處理后氣體取樣口 23處收集處理后氣體，測定其一氧化碳、氰化 氫氣體含量，監(jiān)測處理后氣體是否達到國家允許排放標準。 氰化氫吸收液供液泵14通過氰化氫吸收液供液管線IO，將氰化氫吸收液儲罐13 中的氰化氫吸收液注入到氰化氫吸收塔7中，經(jīng)氰化氫吸收液噴頭9在塔頂均勻噴淋形成 自上而下的液體幕簾，同時井口排出的毒性氣體經(jīng)油井排氣管管線2進入氰化氫吸收塔7， 經(jīng)氰化氫吸收塔布氣頭6均勻分散，在塔底氰化氫吸收液水浴中部分氰化氫毒性氣體得到 吸收，其余氣體向上流動。向下噴淋的吸收液與向上流動的氣體接觸發(fā)生吸收反應，氰化氫吸收塔填料8具有增大氣_液接觸面積，延長反應時間的作用，在填料區(qū)，吸收液對氰化氫
毒性氣體進行了充分有效的吸收。當塔底的氰化氫吸收液過多時，可以打開氰化氫吸收塔
排液管閥門12將過多的吸收液經(jīng)氰化氫吸收塔排液管11排入氰化氫吸收液儲罐13。其中
氰化氫吸收液對氰化氫的吸收反應主要是 吸收反應 HCN+NaOH — NaCN+H20 破氰反應 NaCN+NaC10+H20 — CNCl+2NaOH CNCl+2NaOH — NaCNO+NaCl+H20 2NaCN0+3NaC10+H20 — 2NaHC03+3NaCl+N2 NaCN0+3H20 — NaHC03+H20+NH3 破氰總成 NaCN+2NaC10+H20 — 2NaCl+NaHC03+l/3N2+l/3NH3 —氧化碳吸收液供液泵21通過一氧化碳吸收液供液管線20將一氧化碳吸收液儲 罐22中的一氧化碳吸收液注入一氧化碳吸收塔17中，經(jīng)一氧化碳吸收液噴頭19，在塔頂均 勻噴淋，形成自上而下的液體幕簾。同時，從氰化氫吸收塔中排放出來的氣體經(jīng)氰化氫吸收 塔排氣管15進入到一氧化碳吸收塔17，在塔底由一氧化碳吸收塔布氣頭16均勻分散，經(jīng) 一氧化碳吸收液水浴，部分一氧化碳毒性氣體被吸收，其余氣體向上流動。向下噴淋的一氧 化碳吸收液與向上流動的氣體接觸發(fā)生吸收反應，由于一氧化碳吸收塔填料18具有增大 氣-液接觸面積，延長反應時間的作用，在填料區(qū)一氧化碳毒性氣體得到了充分有效地吸 收。最后經(jīng)兩次吸收處理后的達標氣體由一氧化碳吸收塔排氣管25排入大氣，且可通過打 開處理后氣體取樣管閥門24對處理后氣體進行取樣監(jiān)控。當一氧化碳吸收塔塔底的吸收 液過多時，打開一氧化碳吸收塔排液管閥門27，吸收液將會從一氧化碳吸收塔排液管26流 入一氧化碳吸收液儲罐22。其中一氧化碳吸收液對一氧化碳的吸收反應主要是醋酸亞銅氨 溶液吸收混合氣體中的C0，生成Cu(NH3)C0 AC，當在常壓或低壓下，將這種不穩(wěn)定的絡(luò)合 物Cu(NH3)C0 *AC加熱至50 80°C時， 一氧化碳會解吸出來而使得溶液再生，可重新使用。 其反應式如下
吸收反應 C0+Cu (NH3) Ac — Cu (NH3) CO AC
解吸反應 Cu (NH3) CO AC — CO+Cu (NH3) Ac (加熱條件下) 井口連接裝置主要是通過一個油井排氣管三通2將油套環(huán)空中的氣流通道弓I出， 用油井排氣管管箍3將油井排氣管三通與氰化氫吸收塔底部的油井排氣管管線連接，這樣 待處理油井1中高能氣體壓裂作業(yè)產(chǎn)生的一氧化碳、氰化氫毒性氣體通過井口連接裝置直 接進入氰化氫吸收裝置。
權(quán)利要求
一種井下壓裂彈爆燃產(chǎn)生毒氣的吸收裝置，由吸收塔、吸收液儲罐、供液泵和連接管件組成，其特征是由油井排氣管三通和排氣管管箍構(gòu)成的井口連接裝置將井口排氣通道與一個吸收塔底部的排氣管相連接，該吸收塔的頂部排氣管與另一個吸收塔的底部排氣管相連接，每個吸收塔對應一個儲罐，并通過供液泵和管線相連接，在其中的一個儲罐中裝入質(zhì)量濃度為5％的氫氧化鈉和質(zhì)量濃度為10％的次氯酸鈉溶液作為吸收液，在另一個儲罐中裝入質(zhì)量濃度為40％的醋酸亞銅氨溶液作為吸收液。
2. 依據(jù)權(quán)利要求1所述的井下壓裂彈爆燃產(chǎn)生毒氣的吸收裝置，其特征是吸收塔、儲 罐、泵及其連接管線內(nèi)表面都經(jīng)防腐處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種針對高能氣體壓裂的毒氣吸收裝置，由吸收塔、吸收液儲罐、供液泵和井口連接裝置組成，供液泵將吸收液儲罐中的吸收液注入到吸收塔頂部，井口連接裝置是由油井排氣管三通和排氣管管箍組成，通過排氣管管箍將油井排氣管三通與吸收塔底部的管線相連接，在一個儲罐內(nèi)裝有質(zhì)量濃度為5％的氫氧化鈉和10％的次氯酸鈉溶液作為氰化氫的吸收液，在另一個儲罐中裝入質(zhì)量濃度為40％的醋酸亞銅氨溶液作為一氧化碳的吸收液。毒性氣體通過井口連接裝置進入吸收塔底部，兩個吸收塔串聯(lián)連接，經(jīng)兩次吸收處理后一氧化碳和氰化氫被徹底吸收。
文檔編號B01D53/18GK101785955SQ20101011656
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
發(fā)明者吳飛鵬, 周敏, 張更, 王香增, 秦文龍, 蒲春生 申請人:中國石油大學(華東)