[发明专利]液体汽化系统及使用方法

说明书

本申请作为PCT国际专利申请提交于2013年10月4日，并要求美国临时专利申请号61/709,913的优先权，该美国临时专利申请的公开内容通过引用以其全部结合在此。

导言

油气生产作业正面临着愈加复杂的水管理问题，包括采出和回流水的正确处理和/或处置。在许多区域，处置井容量和位置可能不能够跟上新的生产井和上升的水体积。采出和回流水的处理和/或处置是昂贵的、复杂的和能量消耗大的过程。

例如，液体的蒸发可能是能量消耗大的。这在大量的水必须在相对短的时间间隔内蒸发的情况下和在不能实行蒸发池的情况下，是特别真实的。水的蒸馏(例如，为了脱盐或其他水纯化目的)也可能需要大量的能量。因此，作为采出的、回流的或其他类型的水的备选的处理和/或处置，一种节能且较不昂贵的液体汽化手段是必需的。

附图简述

参看附图，其中，在所有这些视图中，相似的数字表示相似的部分。

图1示出了当前公开的液体汽化系统的一个实施方案，包括流动性溶液、压力源、喷嘴和点火器。

图2示出了当前公开的液体汽化系统的一个实施方案，包括图1的全部部件和任选的汽化室。

图3示出了当前公开的液体汽化系统的一个实施方案，包括图2的全部部件和任选的第二点火器、任选的第二汽化室，和任选的颗粒捕获。

图4示出了当前公开的液体汽化系统的一个实施方案，包括图2的全部部件和在喷嘴处或其上游任选添加的一种以上添加剂。

图5示出了使用当前公开的液体汽化系统的方法的一个实施方案，包括流动性溶液的加压，第一级汽化，任选的第二级汽化，和任选的汽化后处理。

图6示出了使用当前公开的液体汽化系统的方法的一个实施方案，包括流动性溶液的加压，包括任选的汽化室在内的第一级汽化，包括点燃和任选的汽化室在内的任选的第二级汽化，和任选的汽化后处理。

图7示出了对甲烷/空气/水混合物来说的可燃极限。

图8示出了作为初始水负载量及液滴尺寸的函数的燃烧速度。

图9示出了对于给定的液滴直径，为了将燃烧速度降低20％所需的水质量分数。

图10示出了当前公开的液体汽化系统的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图11A示出了在当前公开的液体汽化系统的使用中的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图11B示出了在当前公开的液体汽化系统的使用中的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图11C示出了在当前公开的液体汽化系统的使用中的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图11D示出了在当前公开的液体汽化系统的使用中的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图11E示出了在当前公开的液体汽化系统的使用中的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图12示出了对于在图11中公开的液体汽化系统的喷嘴和点火器实施方案，作业放电的示波器迹线。

图13示出了当前公开的液体汽化系统的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图14示出了当前公开的液体汽化系统的喷嘴和点火器实施方案的侧面图。

图15A示出了当前公开的液体汽化系统的喷嘴和点火器实施方案(多电极滑动弧(glid-arc)点火器)的侧面图。

图15B示出了在图15A中当前公开并参照的液体汽化系统的喷嘴和点火器实施方案(多电极滑动弧点火器)的顶面图。

图16A示出了当前公开的液体汽化系统的点火器实施方案(穿孔锥等离子体管3-D滑动弧(cavetron-plasmatron 3-D glid-arc))的顶面图。

图16B示出了当前公开的且在图16A中参照的液体汽化系统的点火器实施方案(穿孔锥等离子体管3-D滑动弧)的侧面图。

图16C示出了当前公开的且在图16A和图16B中参照的液体汽化系统的点火器实施方案(穿孔锥等离子体管3-D滑动弧)的另一个侧面图(从图16B旋转90度)。

图17A示出了在操作上连接至当前公开的液体汽化系统的点火器的喷嘴的实施方案的侧面图。

图17B示出了在操作上连接至当前公开的液体汽化系统的点火器的喷嘴的实施方案的侧面图(从图17A旋转45度)。

图17C示出了在操作上连接至当前公开的且在图17A和图17B中参照的液体汽化系统的点火器的喷嘴的实施方案的顶面图