一种高效高温地热井口消声器的制作方法

本实用新型属于地热资源开发领域，特别涉及一种高效高温地热井口消声器。

背景技术：

由于传统能源的供应紧张及环境保护和环境污染治理的压力，清洁能源越来越受到重视，世界范围内对于清洁能源的需求快速增长。作为一种重要的清洁能源，地热资源的开发和利用越来越受到重视。地热资源的长期有效开发和利用必须考虑与其相关的环境污染，尤其需要了解和遵循地热开发所在国家和地区在环境保护和健康方面所制定的法律和法规，并采取有效的预防控制措施。在高温地热开发和利用的过程中，地热井口会不断产出高温、高压的汽-液两相混合物，井口压力通常可以达到20mpa，井口温度达到300摄氏度甚至更高，而流量可以达到150吨/小时以上。这种混合物的组成成分主要包括地热蒸汽、不凝性气体(二氧化碳、氮气及硫化氢等)、卤水及泥沙等物质。由于地热蒸汽为高温、高压的汽-液两相混合物，当地热井口需要自由排放地热蒸汽时，会在地热井口及其邻近区域产生强烈的噪声，高达80分贝以上，如果不采取适当的噪声控制措施，地热产液直接排出所形成的噪声影响范围可达到数公里之外，对于处于50米范围内的人员的听力会造成损害，尤其对井口测试的工作人员、井口周围环境及临近居民的生活和工作造成极大的影响。

本实用新型高温地热井口消声器主要由多级扩容消声进气管道1和消声罐体2构成，通过消声器来控制和降低地热蒸汽自由排放过程所产生的噪声，从而确保地热资源开发满足相应的健康安全和环境保护要求。

在地热资源勘探和开采的过程中，有时所在地区在某种环境温度和压力条件下，将高温地热井筒产液进行自由排放是不可避免的，例如：(a)地热井生产参数测试：当需要对一口地热井进行地热流体产出参数及其产量变化测试时，对新地热井进行生产测试，以及对一些现有地热田，需要在一定时期内(通常为几年)对部分地热井进行生产测试和分析；(b)地热电站(或其他需要地热蒸汽的设备)短期内的停产停工(时间可能是几个小时到数天不定)。在高温、高压地热产液排出过程中，随着其压力下降会形成蒸汽-卤水混合物，同时混合物的运动速度达到声速量级，因此会产生非常高的噪音水平。对于临近工作或生活区域的高温地热井而言，在大气条件下处理闪蒸地热卤水，如果不进行专门的处理而直接进行自由排放，将会产生令人难以忍受的强烈噪声，同时伴随有能见度的显著下降和卤水对于建筑物窗户及车辆油漆的腐蚀和污染，为此必须进行必要的处理。消声器装置的主要功能是降低该过程中给周边环境带来的噪音水平，同时本实用新型还能够在一定程度上降低蒸汽云雾给周边区域造成的能见度下降及所排出蒸汽凝结的卤水水滴对于建筑窗户及车辆油气造成的破坏。

原有地热井口自由排放的消声器主体结构主要是钢筋水泥结构，由于地热流体排放的蒸汽量大，其高温作用会导致钢筋水泥结构在剧烈的热应力变化之下非常容易开裂，使用时间短，从而影响了消声器的工作寿命和可靠性。

目前要解决的技术问题是克服原有地热井口消声装置在降噪效果和可靠性方面的不足，在不影响地热井口正常操作和维护工作的前提下，在地热井口有限的空间区域引入一种安装及维护简便的高效高温地热井口消声器装置，这种消声器的主要结构选用耐候不锈钢焊接而成，可以有效降低伴随地热产液排放产生的噪声对于周边环境及其人员造成的影响和破坏，同时可以有效的减小蒸汽排放到大气中。

技术实现要素：

本实用新型目的是针对现有技术的不足提出一种高效高温地热井口消声器，其特征在于，该消声器由消声罐体2及位于消声罐体2之前的多级扩容消声进气管道1两部分构成；

所述多级扩容消声进气管道采用阶梯式扩径钢管结构，其中在多级扩容消声进气管道1最前端的是连接法兰3、连接法兰3依次连接法兰连接钢管4、i级消声钢管5、ii级消声钢管6和iii级圆锥消声钢管7；iii级圆锥消声钢管7与消声罐体2连接；在消声罐体2的外筒8内壁上部固定拦截网9、拦截网9下面固定导流板10；外筒8底部固定罐体底板11；外筒8外圆周下部等距离固定消声罐配重12，另外配置排水管13。

所述消声器通过法兰与地热井口管线直接相连接，并在连接法兰处加装弹性密封组合垫片。

所述拦截网由棱形钢板网制成。

本实用新型的有益效果是充分考虑了现场施工和安装的要求，克服了高温蒸汽作用导致钢筋水泥结构在剧烈的热应力变化之下容易开裂，从而影响了消声器的工作寿命和可靠性的缺陷。可以有效降低伴随地热井筒产液自由排放所带来的强烈噪声污染，具有良好的噪声控制能力，降噪效果好；为地热资源的长期、有效开发和利用提供保障。同时本地热井口消声器结构简单、可靠、安装及维护方便。在地热井口所在区域布置所需空间较小；尤其适合于作业空间有限的地热井口情况，内部的水珠拦截网可以有效的减小水珠随着蒸汽排放到大气中，可以提高回灌水量，减少水资源的浪费。

附图说明

图1是地热井口消声器装置的正面结构示意图。

图2是消声罐体结构示视图。

图3是图1的俯视图。

图中，1—多级扩容消声进气管道；2—消声罐体；3—连接法兰；4—法兰连接钢管；5—i级消声钢管；6—ii级消声钢管；7—iii级圆锥形消声钢管；8—外筒；9—拦截网；10—导流板；11—罐体底板；12—消声罐配重；13—排水管。

具体实施方式

本实用新型提出一种高效高温地热井口消声器，该消声器由消声罐体及位于消声罐体之前的多级扩容消声进气管道两部分构成；下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1所示是地热井口消声器装置的正面结构示意图。图2所示是消声罐体结构示视图。图中，多级扩容消声进气管道采用阶梯式扩径钢管结构，其中在多级扩容消声进气管道1最前端的是连接法兰3、连接法兰3依次连接法兰连接钢管4、i级消声钢管5、ii级消声钢管6和iii级圆锥消声钢管7；iii级圆锥消声钢管7与消声罐体2连接；在消声罐体2的外筒8内壁上部固定拦截网9、拦截网9下面固定导流板10；外筒8底部固定罐体底板11；外筒8外圆周下部等距离固定消声罐配重12；另外配置排水管13(如图3所示)；排水管可连接到流量检测装置或直接接至排水沟渠。

所述消声器通过法兰与地热井口管线直接相连接，并在连接法兰处加装弹性密封组合垫片。

本消声器主体材料均选用耐腐蚀性能良好的结构钢，主要采用各种结构钢型材焊接而成。消声罐体2的主体由外筒8和罐体底板11两部分构成，由钢板焊接而成，在其内部的不同高度位置焊接角钢作为加强筋骨架。由棱形钢板网制成拦截网9、由钢带制成的导流板10及消声罐配重12支撑金属架、排水管13等分别焊接到消声罐体2主体的相应位置。多级扩容消声进气管道1的连接法兰3、法兰连接钢管4、i级消声钢管5、ii级消声钢管6和iii级圆锥消声钢管7等各个部分分别通过焊接互连。所有管道焊缝均采用v型焊缝。通过排水管13将蓄积在消声罐体2的流体排入蓄水池时，排水管的排出位置需要没入液面以下。在排水管后端可以安装流量测量装置，以检测地热井口排放量的变化。通过避免将地热流体直接排入地热井周边土壤可以防止地热卤水等液体对水土造成污染。在消声罐体2外部分布有四个水泥加重块结构作为消声罐配重12，该结构可以有效降低和衰减从外部管线传入的管线振动和噪音程度，在避免该位置发生泄漏的同时，还能够有效阻隔沿固体管线的噪音传播。

在地热产液进入消声器输入管道后，由于各级管道通径逐级扩展，因此当地热井产液经由输入管道进入消声罐体2时其压力和速度已经明显下降；在各级阶梯套管变径处的宽型裙板还可以有效地防止来自前段管线的高频噪音传入，从而有效阻隔高频噪音通过多级扩容消声进气管道1的传播。地热产液经过最后一段钢管进入消声罐体2时，蒸汽和卤水混合物沿着与罐体内壁相切的方向流入罐体内，有利于降低冲击产生的噪音水平。消声罐体2内部空间按照具体功用可以分为上、下两个工作区域：上部为蒸汽、凝结液分离区域，当上升的地热蒸汽经过位于上部的拦截网9时，蒸汽流动速度将会有一定程度的下降，使得上升蒸汽中的可凝结成分尽可能凝结成液滴并滴下。降低了从消声罐体2上部出口排出的地热蒸汽中所携带的卤水成分，从而降低排出蒸汽在大气中再次凝结为卤水并落到地面的可能。由于卤水液滴中含有腐蚀性较强的二氧化硅，因此通过降低排出蒸汽中卤水蒸汽的含量，可以减轻卤水蒸汽再次凝结降落给附近建筑物的玻璃窗及汽车油漆带来的破坏。

本实用新型的主体结构选择低合金高强度耐候结构钢型材焊接而成，通过cu、p、cr等的合金化在金属基体表面形成耐腐蚀保护层，从而使消声器主体结构具有较高的耐腐蚀性能。虽然所选择钢材具有较好的表明防腐蚀能力，考虑地热蒸汽流体的高温及腐蚀性，对于暴露在外的金属结构外表面涂刷防腐蚀油漆，以进一步提高暴露于腐蚀性地热蒸汽之中的消声器设备的抗腐蚀性能，有效延长其有效工作寿命。