专利名称：井下压裂弹爆燃产生毒气的吸收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种气体吸收装置，尤其是针对高能气体压裂作业施工过程中产生的
一氧化碳和氰化氢等毒性气体进行吸收处理的专用装置。
背景技术：
高能气体压裂是提高石油二次和三次采油率的一种新的采油技术，该项技术在低 渗油藏增产增注中的应用范围不断扩大。由于高能气体压裂过程中压裂弹爆燃时会产生一 氧化碳、氰化氢等毒性气体，如果高能气体压裂作业施工后不对产生的毒性气体进行吸收 处理，开井后必然会威胁到施工人员的生命安全。为了保障现场施工人员的生命安全，必须 对高能气体压裂过程中产生的毒性气体进行吸收处理。目前有的毒气吸收装置很少是针对 油井现场作业施工过程产生的毒性气体，且在现场施工过程中不易与井口管道连接，不易 操作，现在还没有针对高能气体压裂过程中产生的一氧化碳和氰化氢毒性气体能同时进行 吸收处理的现场专用装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种井下压裂弹爆燃产生毒气的吸收装置，对 高能气体压裂过程中压裂弹爆燃产生的一氧化碳和氰化氢等毒性气体进行吸收处理。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是，由两个吸收塔、两个吸收液储罐、两 个供液泵和一个井口连接装置及相应的管线组成气体吸收装置，由油井排气管三通和油井 排气管管箍构成的井口连接装置将井口排气通道与一个吸收塔底部的排气管相连接，该吸 收塔的顶部排气管与另一个吸收塔的底部排气管相连接，即两个吸收塔按串联方式连接， 吸收塔、储罐和泵通过相应的管线相连接，吸收塔、储罐、泵及其连接管线需经过防腐处理。 在其中的一个储罐中装入质量浓度为5%的氢氧化钠和质量浓度为10%的次氯酸钠溶液 作为吸收液，在另 一个储罐中装入质量浓度为40 %的醋酸亚铜氨溶液作为吸收液，两台供 液泵分别将两个储罐中的吸收液泵入两个吸收塔中，从井口排出的毒性气体进入一个吸收 塔底部，经吸收塔内的水浴、过滤层和喷淋后，从顶部排气管排出再进入另一个吸收塔的底 部，再经吸收塔内的水浴、过滤层和喷淋后，毒性气体在两个吸收塔中得到充分有效的吸 收，使吸收处理后的排放气体中一氧化碳、氰化氢含量符合国家标准。 本发明的有益效果是采用质量浓度为5%的氢氧化钠和质量浓度为10%的次氯 酸钠溶液来吸收氰化氢，用质量浓度为40%的醋酸亚铜氨溶液来吸收一氧化碳，含有氰化 氢和一氧化碳的毒性气体进入吸收塔底部向上流动，一路经过塔内吸收液的水浴、喷淋、填 料层过滤等处理被彻底吸收，反应生成了氯化钠、碳酸氢钠、氨和Cu(NH3)C0 AC无毒或低 毒物质，对油气井高能气体压裂作业施工后产生的毒性气体进行了安全有效的吸收，为高 能气体压裂作业施工的顺利进行和施工人员的生命安全提供了保障。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是依据本发明所提出的毒气吸收装置的结构示意图。 图中，1-油井，2-油井排气管三通，3-油井排气管管箍，4-油井排气取样口 ， 5-油 井排气取样管阀门，6-氰化氢吸收塔布气头，7-氰化氢吸收塔，8-氰化氢吸收塔填料，9-氰 化氢吸收液喷头，10-氰化氢吸收液供液管线，11-氰化氢吸收塔排液口 ， 12-氰化氢吸收塔 排液管阀门，13-氰化氢吸收液储液罐，14-氰化氢吸收液供液泵，15-氰化氢吸收塔排气 管，16-—氧化碳吸收塔布气头，17-—氧化碳吸收塔，18-—氧化碳吸收塔填料，19-一氧化 碳吸收液喷头，20- —氧化碳吸收液供液管线，21- —氧化碳吸收液供液泵，22- —氧化碳吸 收液储液罐，23-处理后气体取样管，24-处理后气体取样管阀门，25- —氧化碳吸收塔排气 管，26- —氧化碳吸收塔排液管，27- —氧化碳吸收塔排液管阀门。
具体实施例方式
图l所示为高能气体压裂的毒气吸收装置结构，它由吸收塔、吸收液储罐、供液 泵、井口连接装置和管线组成，由油井排气管三通2和油井排气管管箍3构成的井口连接装 置将井口排气通道与氰化氢吸收塔7底部的氰化氢吸收塔布气头6相连接，氰化氢吸收塔 7的顶部的氰化氢吸收塔排气管15与一氧化碳吸收塔17的底部一氧化碳吸收塔布气头16 相连接，即两个吸收塔按串联方式连接，两个储罐通过泵及管线分别给一个吸收塔顶部供 液，吸收塔、储罐、泵及其连接管线需经过防腐处理。在其中的一个储罐中装入质量浓度为 5%的氢氧化钠和质量浓度为10%的次氯酸钠溶液作为吸收液，在另一个储罐中装入质量 浓度为40%的醋酸亚铜氨溶液作为吸收液，两台供液泵分别将两个储罐中的吸收液泵入两 个吸收塔中，从井口排出的毒性气体进入一个吸收塔底部，经吸收塔内的水浴、过滤层和喷 淋后，从顶部排气管排出再进入另一个吸收塔的底部，再经吸收塔内的水浴、过滤层和喷淋 后，毒性气体在两个吸收塔中得到充分有效的吸收，使吸收处理后的排放气体中一氧化碳、 氰化氢含量符合国家标准。吸收装置主体的关键是井口连接装置和吸收液。井口连接装置 油井排气管三通和排气管管箍将井口排气通道与吸收塔底部的排气管连接。吸收液一氧 化碳吸收液为40%醋酸亚铜氨溶液，氰化氢吸收液为5%氢氧化钠和10%次氯酸钠溶液。
在图1中，待处理油井1中高能气体压裂作业产生的一氧化碳、氰化氢毒性气体通 过井口连接装置直接进入氰化氢吸收装置，吸收处理后的气体再经氰化氢吸收塔排气管15 进入一氧化碳吸收装置，经充分吸收后，最后由一氧化碳吸收塔排气管25直接排入大气。 在此过程中，可通过打开油井排气取样管阀门5，在油井排气取样口 4处收集井口排出气体 (未处理前气体)，测定其一氧化碳、氰化氢气体含量，对井口排气进行监控；通过打开处理 后气体取样管阀门24，在处理后气体取样口 23处收集处理后气体，测定其一氧化碳、氰化 氢气体含量，监测处理后气体是否达到国家允许排放标准。 氰化氢吸收液供液泵14通过氰化氢吸收液供液管线IO，将氰化氢吸收液储罐13 中的氰化氢吸收液注入到氰化氢吸收塔7中，经氰化氢吸收液喷头9在塔顶均匀喷淋形成 自上而下的液体幕帘，同时井口排出的毒性气体经油井排气管管线2进入氰化氢吸收塔7， 经氰化氢吸收塔布气头6均匀分散，在塔底氰化氢吸收液水浴中部分氰化氢毒性气体得到 吸收，其余气体向上流动。向下喷淋的吸收液与向上流动的气体接触发生吸收反应，氰化氢吸收塔填料8具有增大气_液接触面积，延长反应时间的作用，在填料区，吸收液对氰化氢
毒性气体进行了充分有效的吸收。当塔底的氰化氢吸收液过多时，可以打开氰化氢吸收塔
排液管阀门12将过多的吸收液经氰化氢吸收塔排液管11排入氰化氢吸收液储罐13。其中
氰化氢吸收液对氰化氢的吸收反应主要是 吸收反应 HCN+NaOH — NaCN+H20 破氰反应 NaCN+NaC10+H20 — CNCl+2NaOH CNCl+2NaOH — NaCNO+NaCl+H20 2NaCN0+3NaC10+H20 — 2NaHC03+3NaCl+N2 NaCN0+3H20 — NaHC03+H20+NH3 破氰总成 NaCN+2NaC10+H20 — 2NaCl+NaHC03+l/3N2+l/3NH3 —氧化碳吸收液供液泵21通过一氧化碳吸收液供液管线20将一氧化碳吸收液储 罐22中的一氧化碳吸收液注入一氧化碳吸收塔17中，经一氧化碳吸收液喷头19，在塔顶均 匀喷淋，形成自上而下的液体幕帘。同时，从氰化氢吸收塔中排放出来的气体经氰化氢吸收 塔排气管15进入到一氧化碳吸收塔17，在塔底由一氧化碳吸收塔布气头16均匀分散，经 一氧化碳吸收液水浴，部分一氧化碳毒性气体被吸收，其余气体向上流动。向下喷淋的一氧 化碳吸收液与向上流动的气体接触发生吸收反应，由于一氧化碳吸收塔填料18具有增大 气-液接触面积，延长反应时间的作用，在填料区一氧化碳毒性气体得到了充分有效地吸 收。最后经两次吸收处理后的达标气体由一氧化碳吸收塔排气管25排入大气，且可通过打 开处理后气体取样管阀门24对处理后气体进行取样监控。当一氧化碳吸收塔塔底的吸收 液过多时，打开一氧化碳吸收塔排液管阀门27，吸收液将会从一氧化碳吸收塔排液管26流 入一氧化碳吸收液储罐22。其中一氧化碳吸收液对一氧化碳的吸收反应主要是醋酸亚铜氨 溶液吸收混合气体中的C0，生成Cu(NH3)C0 AC，当在常压或低压下，将这种不稳定的络合 物Cu(NH3)C0 *AC加热至50 80°C时， 一氧化碳会解吸出来而使得溶液再生，可重新使用。 其反应式如下
吸收反应 C0+Cu (NH3) Ac — Cu (NH3) CO AC
解吸反应 Cu (NH3) CO AC — CO+Cu (NH3) Ac (加热条件下) 井口连接装置主要是通过一个油井排气管三通2将油套环空中的气流通道弓I出， 用油井排气管管箍3将油井排气管三通与氰化氢吸收塔底部的油井排气管管线连接，这样 待处理油井1中高能气体压裂作业产生的一氧化碳、氰化氢毒性气体通过井口连接装置直 接进入氰化氢吸收装置。
权利要求
一种井下压裂弹爆燃产生毒气的吸收装置，由吸收塔、吸收液储罐、供液泵和连接管件组成，其特征是由油井排气管三通和排气管管箍构成的井口连接装置将井口排气通道与一个吸收塔底部的排气管相连接，该吸收塔的顶部排气管与另一个吸收塔的底部排气管相连接，每个吸收塔对应一个储罐，并通过供液泵和管线相连接，在其中的一个储罐中装入质量浓度为5％的氢氧化钠和质量浓度为10％的次氯酸钠溶液作为吸收液，在另一个储罐中装入质量浓度为40％的醋酸亚铜氨溶液作为吸收液。
2. 依据权利要求1所述的井下压裂弹爆燃产生毒气的吸收装置，其特征是吸收塔、储 罐、泵及其连接管线内表面都经防腐处理。
全文摘要
本发明提供了一种针对高能气体压裂的毒气吸收装置，由吸收塔、吸收液储罐、供液泵和井口连接装置组成，供液泵将吸收液储罐中的吸收液注入到吸收塔顶部，井口连接装置是由油井排气管三通和排气管管箍组成，通过排气管管箍将油井排气管三通与吸收塔底部的管线相连接，在一个储罐内装有质量浓度为5％的氢氧化钠和10％的次氯酸钠溶液作为氰化氢的吸收液，在另一个储罐中装入质量浓度为40％的醋酸亚铜氨溶液作为一氧化碳的吸收液。毒性气体通过井口连接装置进入吸收塔底部，两个吸收塔串联连接，经两次吸收处理后一氧化碳和氰化氢被彻底吸收。
文档编号B01D53/18GK101785955SQ20101011656
公开日2010年7月28日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者吴飞鹏, 周敏, 张更, 王香增, 秦文龙, 蒲春生 申请人:中国石油大学(华东)