ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ СЫРОЙ НЕФТИ
CRUDE OIL BURNER

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для сжигания сырой нефти с целью ее утилизации.
В настоящее время при проведении гидродинамических испытаний скважин образуется значительное количество сырой нефти, которая подлежит утилизации. Сырая нефть обычно содержит углеводородный газ и воду, при этом она может содержать мелкие частицы, токсичные газы, такие как сероводород, а также присадки к буровому раствору и жидкости для очистки скважин. В случае недостаточно развитой инфраструктуры месторождения, предназначенной для переработки и транспортировки нефти и других углеводородных компонентов, сырую нефть утилизируют путем сжигания.
Сжигание сырой нефти сложно обеспечить, поскольку его горение сопровождается выделением значительного количества опасных химических веществ, сильным шумом, а также выделением большого количества тепла, что негативно влияет на окружающую среду и условия работы персонала. Уровень загрязнения окружающей среды непосредственно связан с эффективностью и полнотой протекания процесса сжигания сырой нефти.
Известна горелка, предназначенная для сжигания сырой нефти с целью ее утилизации, содержащая раму, на стойках которой закреплены передний и задний конус, установленные с кольцевым зазором по отношению друг к другу, причем в упомянутом кольцевом зазоре и на срезе переднего конуса расположены коллекторы подачи сжатого горючего газа, при этом во входной части заднего конуса расположены факельная и пилотная горелка (патент US 3995985, МПК F23D 11/02 - прототип).
Указанная горелка работает следующим образом.
Сжатый воздух и сырая нефть подаются в факельную горелку, расположенную во входной части заднего конуса. В факельной горелке сырая нефть дробится на мельчайшие частицы и смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. Поджиг полученной горючей смеси осуществляется от факела пилотной горелки, закрепленной во входной части заднего конуса. Воздух, необходимый для горения, поступает из входной части заднего конуса. Горючий газ под высоким давлением поступает из коллекторов, расположенных в кольцевом зазоре между конусами и на срезе переднего конуса. Введение горючего газа под высоким давлением придает вихревое движение пламени, а также обеспечивает приток дополнительного количества воздуха.
Основным недостатком указанной горелки являются значительная сложность смесеобразования при недостаточно высокой эффективности сжигания сырой нефти в горелке.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сырой нефти.
Решение указанной задачи достигается тем, что предложенное горелочное устройство для сжигания сырой нефти согласно изобретению содержит, как минимум, обечайку с профилированным входом и выходом, установленную на раме, дежурную горелку, расположенную внутри обечайки, горелку, расположенную на оси обечайки и представляющую собой полую обечайку, внутри которой установлен трубопровод подачи сжатого воздуха, причем в выходной части обечайки установлено профилированное днище, а на торце трубопровода подачи сжатого воздуха закреплено днище, при этом на цилиндрической поверхности обечайки, равномерно по окружности, расположены коллекторы сырой нефти, а на цилиндрической поверхности профилированного днища, равномерно по окружности, расположены коллекторы сжатого воздуха, состоящие из патрубков и пневматических форсунок, соединенных с коллекторами сырой нефти.
Предлагаемая конструкция горелочного устройства для сжигания сырой нефти за счет своих отличительных признаков обеспечивает решение поставленной технической задачи - снижение уровня загрязнения окружающей среды за счет повышения эффективности и полноты процесса сжигания сырой нефти.
Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показан вид спереди на горелочное устройство для сжигания сырой нефти, на фиг. 2 - вид сверху на горелочное устройство для сжигания сырой нефти, на фиг. 3 - вид справа на горелочное устройства для сжигания сырой нефти, на фиг. 4 - продольный разрез горелки горелочного устройства для сжигания сырой нефти, на фиг. 5 - разрез А-А -продольный разрез пневматической форсунки горелки, на фиг. 6 - общий вид горелочного устройства для сжигания сырой нефти в аксонометрии.
Предложенное горелочное устройство для сжигания сырой нефти содержит обечайку 1 (корпус), отражатель 2, установленный в выходной части корпуса 1, дежурную горелку 3, расположенную внутри обечайки 1, горелку 4, расположенную на оси обечайки 1 и представляющую собой полую обечайку 5, внутри которой установлен трубопровод 6 подачи сжатого воздуха, причем в выходной части обечайки 5 установлено профилированное днище 7, а на торце трубопровода 6 подачи сжатого воздуха закреплено днище 8, при этом на цилиндрической поверхности обечайки 5, равномерно по окружности, расположены коллекторы 9 сырой нефти, на цилиндрической поверхности профилированного днища 7 равномерно по окружности расположены коллекторы 10 сжатого воздуха, состоящие из патрубков 11 и пневматических форсунок 12, соединенных с коллекторами 9 сырой нефти.
Пневматическая форсунка 12 включает в себя корпус 13, диспергатор 14, представляющий собой полый цилиндр с профилированным осевым каналом 15, уплотнительное кольцо 16 и уплотнительное кольцо 17. На цилиндрической поверхности диспергатора 14 выполнено несколько рядов радиальных отверстий 18.
Предложенное горелочное устройство для сжигания сырой нефти работает следующим образом.
На дежурную горелку 3 подается топливный газ. Из системы управления подается команда на розжиг дежурной горелки.
После розжига дежурной горелки 3, сырая нефть поступает во внутреннюю полость обечайки 5 и далее равномерно распределяется по коллекторам 9 сырой нефти. Из коллекторов  9 сырой нефти сырая нефть подается в пневматические форсунки 12.
Сжатый воздух по трубопроводу 6 подачи сжатого воздуха поступает в полость, образованную днищем 8 и профилированным днищем 7, и далее равномерно распределяется по коллекторам 10 сжатого воздуха, состоящих из пневматических форсунок 12, соединенных между собой с помощью патрубков 11. Из коллекторов 10 сжатого воздуха сжатый воздух подается в пневматические форсунки 12.
Из полости, расположенной между корпусом 13 и диспергатором 14 пневматической форсунки 12, сжатый воздух через ряды радиальных отверстий 18, выполненных на цилиндрической поверхности диспергатора 14, поступает в профилированный осевой канал 15. Струи сжатого воздуха внедряются в поперечный поток сырой нефти, движущийся в осевом канале 15 диспергатора 14, и смешиваются с сырой нефтью. Полученная струя газожидкостной смеси смешивается с воздухом, образуя горючую смесь, которая сгорает без выпадения осадков и образования дыма.
Использование предложенного технического решения позволит повысить эффективность и полноту процесса сжигания сырой нефти и тем самым снизить уровень загрязнения окружающей среды.