一种自燃点火装置的制作方法

文档序号:15312086发布日期:2018-08-31 22:05阅读:744来源:国知局

本申请涉及一种可以应用于自燃式点火剂进行自燃点火的自燃点火装置。



背景技术:

应用于油、气田行业的加热炉可以称为油田加热炉,它是油田集输系统中应用最多的一种油田专用设备,从采油井口至原油外输整个集输系统,各个环节都要使用加热炉。水套加热炉作为油田最常用加热炉的一种,随着大面积进入高含水期及稠油和天然气开发,使用数量越来越大。

水套加热炉主要采取点燃可燃气体,使可燃气体在炉膛持续燃烧,达到对水、油水混合物,油气水混合物加热,降低原油粘度,便于集输的目的。

在油田现场,受供气不足加热炉经常灭火,这就需要对加热炉重新点火。目前现场采取的加热炉点火方式为点火枪点火,具体操作过程为:将加热炉通风30min以后上,插入点火枪至点火孔内,遥控开启点火枪进行引燃,待点火枪喷燃后,开供气管线,点燃炉火。

点火枪在运行过程中存在以下问题:

一是无法有效判断炉膛各个部位是否有气体残余,点火易导发生闪爆造成人员受伤。

二是加热炉型号不一,点火孔大小不同(现场点火孔尺寸有:35mm,40mm,45mm,80mm),点火枪在使用时,无法有效固定,部分只是利用点火管(直径25mm)挂在点火孔内,存在无法有效点火、点火枪易损坏的问题。虽然现场研究了加工点火枪支架,固定点火枪,但是存在增加操作工序的不足。

三是点火枪遥控器易没电、损坏、丢失,造成点火枪无法使用。

四是点火枪体积较大,携带不便,受井、站位置的影响,水套加热炉分布较广,增加了员工的劳动强度。同时,因点火枪因点火枪携带不便,部分员工存在违章操作,采用火把点火,而人用火把点火时距离点火孔位置近,如炉膛存在余气,易发生闪爆伤人。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本申请提供了一种自燃点火装置。所述自燃点火装置能够用于自燃式点火剂进行自燃点火。

为达到上述目的,本申请提供了一种自燃点火装置,包括:

本体,所述本体上设有第一通道、第二通道和第三通道,所述第一通道和所述第二通道分别设置于所述第三通道的两侧,所述第一通道、第二通道和第三通道相互连通;所述第一通道用于放置第一药剂,所述第二通道用于放置第二药剂;所述第一药剂与所述第二药剂混合后能够在室温下进行化学反应并自燃;

隔离件,所述隔离件可移动地穿设于所述第三通道内;其中,所述隔离件具有至少两个工作状态,在所述隔离件处于第一个工作状态时,所述第一通道和所述第二通道相封隔,以能使所述第一药剂和所述第二药剂相隔离;在所述隔离件处于第二个工作状态时,所述第一通道和所述第二通道相连通,以能使所述第一药剂和所述第二药剂相混合,进行化学反应并自燃。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述第一通道的中心线和所述第二通道的中心线分别与所述第三通道的中心线垂直;所述第一通道的中心线与所述第二通道的中心线相互平行或重合。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述自燃点火装置包括用于放置所述第一药剂的第一容器,所述第一容器上设有第一开口;所述第一容器可插入或拔出所述第一通道;当所述第一容器插入所述第一通道,且所述隔离件处于第一个工作状态时,所述隔离件能将所述第一开口密封;当所述第一容器插入第一通道,且所述隔离件处于第二个工作状态时,所述第一开口未密封。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述自燃点火装置包括弹簧和固定件;所述弹簧的一端与所述固定件相连,另一端与所述第一容器上远离第一开口的一端相连;所述固定件能够固定在所述第一通道上。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述自燃点火装置包括用于放置所述第二药剂的第二容器,所述第二容器上设有第二开口;所述第二容器可插入或拔出所述第二通道;当所述第二容器插入所述第二通道,且所述隔离件处于第二个工作状态时,所述隔离件能将所述第二开口密封;当所述第二容器插入所述第二通道,且所述隔离件在第二个工作状态时,所述第二开口未密封。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述第二容器的形状包括长方体或梯形体。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述第二容器内设有隔板,以将所述第二容器分隔为多个子空间。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述第一容器的形状与所述第一通道的形状相适配,所述第二容器的形状与所述第二通道的形状相适配。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述自燃点火装置包括第一密封件和第二密封件;所述第一密封件设置于所述第二通道上,以使所述第二通道密封;所述第二密封件设置于所述第二通道内,以使所述第二通道密封。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述自燃点火装置还包括第三密封件,所述第三密封件设置于所述第三通道上,以使所述第三通道密封。

在上述自燃点火装置中,优选的,在所述隔离件处于第一个工作状态时,所述隔离件穿设于所述第三通道内;在所述隔离件处于第二个工作状态时,所述隔离件拔出所述第三通道。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述本体的形状包括球形。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述本体是由易燃材料制成的本体,所述易燃材料的燃点为200-300℃。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述第一药剂是由高锰酸钾和/或高铁酸钾制成的。

在上述自燃点火装置中,优选的,所述第二药剂是由石蜡、甘油和玉米棒制成的。

本申请提供的自燃点火装置在所述隔离件处于第一个工作状态时,能够隔离位于第一通道内的第一药剂与位于第二通道内的第二药剂,使得第一药剂和第二药剂无法接触,从而无法进行化学反应并自燃;在所述隔离件处于第二个工作状态时,第一通道和第二通道相连通,位于第一通道内的第一药剂能够和位于第二通道内的第二药剂接触,两者接触后可发生化学反应并自燃,从而实现自燃点火。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的,而不意图以任何方式来限制本申请公开的范围。另外,图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的,用于帮助对本说明书的理解,并不是具体限定本说明书各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本说明书的教导下,可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本说明书。在附图中:

图1为本申请实施方式提供的自燃点火装置的一种结构示意图;

图2为本申请实施方式提供的自燃点火装置的另一种实施方式的结构示意图;

图3为第二容器的结构示意图;

主要附图标号说明:

1:本体;2:第一容器;3:第二容器;301:第一子区域;302:第二子区域;303:第三子区域;4:隔离件;5:拉环;6:弹簧。

具体实施方式

需要说明的是,当一个零部件被称为“设置于”另一个零部件,它可以直接在另一个零部件上或者也可以存在居中的零部件。当一个零部件被认为是“连接”另一个零部件,它可以是直接连接到另一个零部件或者可能同时存在居中零部件。本申请所使用的术语“垂直”、“水平”、“左”、“右”以及类似的表述是基于说明书附图为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供的自燃点火装置能够用于自燃式点火剂进行自燃点火。其中,自燃式点火剂包括第一药剂和第二药剂,第一药剂和第二药剂接触后可以在常温下进行化学反应并自燃。自燃主要是指可燃物在空气中没有外来火源的情况,靠自热或外热而发生燃烧的现象。以下例举了几种不同类型的自燃式点火剂,其中的第一药剂和第二药剂可以在常温条件下发生氧化还原反应,释放大量的热,产生有焰燃烧,燃烧温度可以达到300℃以上。以下例举的几种不同类型的自燃式点火剂,仅是为了对自燃式点火剂进行例举说明,但这并不意味着是对本申请的限定,其他通过接触反应可以实现自燃点火的自燃式点火剂也可以应用于本申请提供的技术方案。

1)自燃式点火剂1

自燃式点火剂1包括第一药剂和第二药剂;其中,第一药剂为高铁酸钾,质量为1g;第二药剂包括甘油、玉米棒粉末和石蜡,三者的质量比为1:5:4.2,其中,甘油的质量为0.47g、玉米棒粉末的质量为2.35g、石蜡的质量为1.98g。

第二药剂可以按照如下方法制备:将石蜡在70-90℃下加热融化,以形成液体石蜡;向液体石蜡中分别加入甘油和玉米棒粉末,在保温条件下搅拌3-5min,以使甘油和玉米棒粉末的表面分别包裹上石蜡,放置凝固,甘油和玉米棒粉末的表面会形成石蜡包裹层;其中,甘油表面的石蜡包裹层的厚度为0.1-0.5mm,玉米棒粉末表面的石蜡包裹层的厚度为0.2-1mm。

第一药剂和第二药剂的质量之比为1:4.8。

2)自燃式点火剂2

自燃式点火剂2包括第一药剂和第二药剂,其中,第一药剂为亚氯酸钠,质量为1.6g;第二药剂包括油酸、氯化亚铁、玉米棒粉末和石蜡,其中,油酸、氯化亚铁和玉米棒粉末三者的质量比为1:6.8:6.4,其中,油酸的质量为0.34g、绿化亚铁的质量为2.3g、玉米棒粉末的质量为2.16g。在第二药剂中,油酸和氯化亚铁的表面均可以包裹石蜡。其中,油酸表面的石蜡厚度可以为0.2-1mm,氯化亚铁表面的石蜡厚度可以为0.1-0.5mm。

第一药剂和第二药剂的质量之比为1:3.0。

3)自燃式点火剂3

自燃式点火剂3包括第一药剂和第二药剂,其中,第一药剂为过氧化钙,质量为2.3g;第二药剂包括油酸、氯化亚铁、玉米棒粉末和石蜡,其中,油酸、氯化亚铁和玉米棒粉末三者的质量比为1:7.2:5.8,其中,油酸的质量为0.37g、绿化亚铁的质量为2.66g、玉米棒粉末的质量为1.8g。在第二药剂中,油酸和氯化亚铁的表面均可以包裹石蜡;其中,甘油表面的石蜡包裹层的厚度为0.1-0.5mm,玉米棒粉末表面的石蜡包裹层的厚度为0.2-1mm。

第一药剂和第二药剂的质量之比为1:2.1。

以上例举的几种自燃式点火剂中的第一药剂和第二药剂接触后可以在室温条件下发生氧化还原反应并燃烧。

以上几种自燃式点火剂中的第二药剂可以采用石蜡作为包裹剂对其中的某些组分进行包裹,例如,自燃式点火剂3。采用石蜡进行包裹一方面可以防止液态组分流动,另一方面可以控制延迟自燃的时间。在本实施方式中,延迟自燃主要是指第一药剂和第二药剂从开始接触至开始自燃的时间。

对于其他类型的自燃式点火剂,如果不需要控制延迟自燃的时间,可以不进行包裹处理。

请参阅图1,本实施方式提供了一种自燃点火装置,包括:本体1,本体1上设有第一通道、第二通道和第三通道,第一通道和第二通道分别设置于第三通道的两侧,第一通道、第二通道和第三通道相连通;第一通道用于放置第一药剂,第二通道用于放置第二药剂;隔离件4,隔离件4可移动地穿设于第三通道内;其中,隔离件4具有至少两个工作状态,在隔离件4处于第一个工作状态时,隔离件4能封隔第一通道和第二通道;在隔离件4处于第二个工作状态时,第一通道和第二通道相连通。

在所述隔离件4处于第一个工作状态时,向第一通道内加入第一药剂,第二通道内加入第二药剂,此时,第一药剂和第二药剂被分隔在各自的通道内,无法接触,因而不会发生反应并燃烧。在隔离件4处于第二个工作状态时,第一通道和第二通道相连通,位于第一通道内的第一药剂和位于第二通道内的第二药剂可以接触,两者可以进行化学反应并燃烧,从而可以实现自燃点火。

如图1所示,本实施方式提供了一种自燃点火装置包括本体1、第一通道(未示出)、第二通道(未示出)、第三通道(未示出)和隔离件4。

本体1可以为球体结构,球体的大小可以根据使用环境进行调整,例如,可以根据加热炉上点火孔的大小进行调整,可以制作成直径大小为33mm的球形。本体1可以采用易燃材料进行制备,例如,玉米棒。

第一通道、第二通道和第三通道内部可以放置固体和/或液体物质,并可以允许固体和/或液体物质在通道内移动。例如,第一通道可以用来放置第一药剂,第二通道可以用来放置第二药剂。第一通道、第二通道和第三通道设置在本体1上,第一通道、第二通道和第三通道可以由本体1的外部向本体1的中心延伸,第一通道、第二通道和第三通道相连通。

第一通道和第二通道可以分别设置于第三通道的两侧。进一步的,如图1和图2所示,第一通道的中心线和第二通道的中心线可以分别与第三通道的中心线垂直。更进一步的,如图1所示,第一通道的中心线与第二通道的中心线可以相互平行。第一通道的中心线可第二通道的中心线之间的距离越小越好,第一通道的中心线可以穿过第二通道,这样更利于第一通道和第二通道连通,以便第一通道和第二通道连通时,位于第一通道内的第一药剂可以和位于第二通道内的第二药剂接触并反应。进一步的,第一通道的中心线和第二通道的中心线可以重合,如图2所示。

隔离件4可以用来控制第一通道与第二通道的连通和封隔。隔离件4的形状没有特别限定,可以根据实际情况进行设定,例如,可以是长方体。隔离件4也可以采用易燃材料进行制备,例如,玉米棒。

隔离件4可移动地设置在第三通道内。隔离件4可以至少具有两个工作状态,在第一个工作状态时,隔离件4穿设于第三通道内,其可以封住第一通道与第三通道的连通口,以及第二通道与第三通道的连通口,从而可以达到隔断第一通道和第二通道相互连通的作用。在第二个工作状态时,隔离件4可以拔出第三通道,此时第一通道、第二通道相连通和第三通道相连通,从而可以使位于第一通道内的第一药剂与位于第二通道内的第二药剂相混合,进行化学反应并自燃。

隔离件4的形状可以与第三通道的形状相适配,一方面可以便于隔离件4插入或拔出第三通道,另一方面,当隔离件4插入第三通道时,可以密封住第三通道。

隔离件4上可以设有拉环5,利用拉环5可以方便地将插入第三通道的隔离件4拔出。

如图1所示,自燃点火装置还可以包括第一容器2,第一容器2可以为壳体结构,其可以用来放置第一药剂。第一容器2的形状没有特别限制,例如,可以是长方体形状。第一容器2也可以采用易燃材料进行制备,例如玉米棒。第一容器2上可以设有第一开口,可以允许放置在内部的第一药剂流出。

第一容器2可以插入或拔出第一通道。当第一容器2插入第一通道,且隔离件4处于第一个工作状态时,隔离件4可以将第一容器2上的第一开口封住,防止放置在内部的物体物质和/或液体物质流出。当第一容器2插入第一通道,且隔离件4处于第二个工作状态时,隔离件4已不能将第一容器2上的第一开口封住,此时放置在内部的第一药剂可以流出。

第一容器2的形状可以与第一通道的形状相适配,一方面可以便于第一容器2插入或拔出第一通道,另一方面,当第一容器2插入第一通道时,可以密封住第一通道。

如图2所示,自燃点火装置还可以包括弹簧6和固定件(未示出)。固定件能够固定在所述第一通道上,例如,可以固定在第一通道在本体1表面的入口处。弹簧6的一端可以与固定件相连,另一端与可以与第一容器2上远离第一开口的一端相连。当第一容器2插入第一通道内,且隔离件4处于第一个工作状态时,弹簧6与固定件相连的一端可以固定在第一通道上,此时,弹簧6的弹力变形作用可以使第一容器2与隔离件4相抵接。此时,将隔离件4转换至第二个工作状态时,弹簧6的弹力可以使第一容器2向着第二通道的方向运动。

如图1和2所示,自燃点火装置还可以包括第二容器3,第二容器3也可以为壳体结构,其可以用来放置第二药剂。第二容器3的形状没有特别限制,可以根据实际情况进行设定,例如,可以是长方体形状或梯形体形状。第二容器3也可以采用易燃材料进行制备,例如,玉米棒。

第二容器3的形状可以与第二通道的形状相适配,一方面可以便于第二容器3插入或拔出第二通道,另一方面,当第二容器3插入第二通道时,可以密封住第二通道。

第二容器3上可以设有第二开口,可以允许放置在内部的固体物质和/或液体物质流出。如果第二容器3的形状是梯形体,第二开口的口径较小,远离第二开口一端的口径较大。梯形体形状的设计由于开口的口径较小,因而可以更好地放置固体和/或液体物质。当第二容器3插入第二通道,且隔离件4处于第一个工作状态时,隔离件4可以将第二开口封住,防止放置在内部的第二药剂流出。当第二容器3插入第二通道,且隔离件4处于第二个工作状态时,隔离件4已不能将第二容器3上的第二开口封住,放置在内部的物体物质和/或液体物质可以流出。

当第一容器2插入第一通道,且第二容器3插入第二通道时,可以使第一容器2上的第一开口与第二容器3上的第二开口正对,以便位于第一容器2内的第一药剂可以顺利进入第二容器3内,和/或,位于第二容器3内的第二药剂可以顺利进入第一容器2内。

如图1所示,第二容器3内可以设有隔板,隔板可以将第二容器3的内部分隔为多个区域,以填装不同的药剂组分。例如,上述自燃式点火剂2中的第二药剂包括石蜡包裹的油酸、石蜡包裹的氯化亚铁和玉米棒粉末这些不同组分,可以将这些不同的组分分区域放置在第二容器3内。隔板上可以设有孔眼,方便反应的进行。隔板也可以采用易燃材料进行制备,例如,玉米棒。如图3所示,第二容器3的内部可以分隔为三个子区域,第一子区域301可以位于远离第二开口的一端,第二子区域302和第三子区域303可以与第二开口相连通。如图1所示,第一容器2插入第一通道,且第二容器3插入第二通道时,可以将第一容器2上的第一开口正对着第二容器3上的第二子区域302或第三子区域303。

第二容器3的第二开口可以采用石蜡制成的封板(简称石蜡封板)进行密封,当第二容器3插入第二通道,且隔离件4处于第一个工作状态时,石蜡封板可以粘合在隔离件4上。此时,将隔离件4转换至第二个工作状态时,在隔离件4的作用下,石蜡封板可以遭受破坏,盛放在第二容器3内的第二药剂可以流出和/或第一药剂可以进入第二容器3内。

自燃点火装置还可以包括第一密封件(未示出)和第二密封件(未示出)。第一密封件可以设置在第三通道上,可以对第三通道进行密封,以防止外面的气体或其他物质进入第三通道内。第二密封件可以设置在第二通道上,可以对第二通道进行密封,以防止外面的气体或其他物质进入第二通道内。第一密封件和第二密封件可以是和本体1相配合的密封塞,使用时可以塞在第三通道和第二通道在本体1表面的入口处。

本实施方式提供的自燃点火装置可以采用晒干的玉米棒进行制作。

本实施方式提供的自燃点火装置用于自燃式点火剂进行自燃点火的使用和工作原理如下:

1)先将隔离件4穿设于第三通道内,以封隔第一通道和第二通道;

2)然后将第一药剂放置于第一通道内,第二药剂放置第二通道内;具体的,可以先将第一药剂盛放于第一容器2内,然后将第一容器2插入第一通道内,密封第一通道;将第二药剂盛放于第二容器3内,然后将第二容器3插入第二通道内,密封第二通道,以防空气进入由通道进入本体1内部。

3)将隔离件4由第三通道拔出,此时第一通道、第二通道和第三通道连通,第一药剂和第二药剂可以接触,两者接触后可以在室温下发生氧化还原反应,释放热量,热量达到燃烧剂和/或其它组分的燃点后,可以自燃,外部的空气可以由第三通道进入,为燃烧提供氧气,帮助燃烧。

将隔离件4有第三通道拔出时,可以对自燃点火装置施加机械力,例如,可以用手对自燃点火装置进行摇动。通过控制施加机械力的大小和/或幅度,可以控制如自燃式点火剂3所示的第二药剂中石蜡包裹层的破坏程度,从而可以控制药剂的接触面积,以获得控制延迟自燃的目的。

在一个具体实施方式中,自燃点火装置的制作和使用如下所述:

1)自燃点火装置的制作

采用晒干的玉米棒制作本体1,按照点火孔大小,制作成33mm的球体,沿着球体的表面延伸至球体的中心开设第三通道,隔离件4可以为长方体形状,其可以插入或拔除第三通道,其插入第三通道内时可以将第三通道密封。

第三通道的两侧可以分别开设第一通道和第二通道,第一通道、第二通道和第三通道相连通,第一通道和第二通道的中心线可以重合。

制作可以插入或拔出第一通道的第一容器2以及可以插入或拔出第二通道的第二容器3;其中,第一容器2可以设置成长方体形状,第一容器2具有一个允许药剂流出的第一开口,第一容器2远离开口的一端可以与固定件通过弹簧6相连。第二容器3具有一个允许药剂流出的第二开口,第二容器3可以设置为梯形体形状,其上第二开口的口径较小,远离第二开口的一端口径较大。

当第一容器2插入第一通道,且隔离件4插入第三通道时,弹簧6与固定件相连的一端可以固定在第一通道上,此时弹簧6的弹力变形作用可以使第一容器2与隔离件4相抵接,隔离件4可以将第一容器2上的第一开口封住,防止放置在内部的物体物质和/或液体物质流出。当第一容器2插入第一通道,隔离件4拔出第三通道时,隔离件4已不能将第一容器2上的第一开口封住,弹簧6的弹力可以使第一容器向着第二通道的方向运动。

当第二容器3插入第二通道,且隔离件4插入第三通道时,隔离件4可以将第二开口封住,防止放置在内部的第二药剂流出。当第二容器3插入第二通道,且隔离件4拔出第三通道时,隔离件4已不能将第二容器3上的第二开口封住,放置在内部的物体物质和/或液体物质可以流出。

当第一容器2插入第一通道,且第二容器3插入第二通道时,可以使第一容器2上的第一开口与第二容器3上的第二开口正对,以便位于第一容器2内的第一药剂可以顺利进入第二容器3内,和/或,位于第二容器3内的第二药剂可以顺利进入第一容器2内。

2)自燃点火装置的使用

将各个通道的内壁、隔离件4的表面、第一容器2和第二容器3的表面涂覆石蜡。

将隔离件4插入第三通道内,将上述自燃式点火剂1装入可控式联通装置内。装入自燃式点火剂1时,具体操作可以包括:将第一药剂装入第一容器2内,然后将第一容器2插入第一通道内,弹簧6的弹性作用力可以使第一容器2的开口与隔离件4相抵接。将第二药剂装入第二容器3内,装第二药剂时,第二药剂可以不充满整个药剂仓,可以留出10%的空间,然后将第二容器3插入第二通道内。

拔出隔离件4,此时,第一通道、第二通道和第三通道相连通,在弹簧6的弹力和摇力的作用下,第一药剂可以进入第二容器3内,与第二药剂发生氧化还原反应,释放热量,引发自燃,外部的空气由第三通道进入本体1的内部,实现燃烧。燃烧时间可以持续1分钟。

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