液體汽化系統(tǒng)及使用方法
【專利說(shuō)明】液體汽化系統(tǒng)及使用方法
[0001] 本申請(qǐng)作為PCT國(guó)際專利申請(qǐng)?zhí)峤挥?013年10月4日，并要求美國(guó)臨時(shí)專利申 請(qǐng)?zhí)?1/709, 913的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用以其全部結(jié)合在此。
[0002] 導(dǎo)言
[0003] 油氣生產(chǎn)作業(yè)正面臨著愈加復(fù)雜的水管理問(wèn)題，包括采出和回流水的正確處理和 /或處置。在許多區(qū)域，處置井容量和位置可能不能夠跟上新的生產(chǎn)井和上升的水體積。采 出和回流水的處理和/或處置是昂貴的、復(fù)雜的和能量消耗大的過(guò)程。
[0004] 例如，液體的蒸發(fā)可能是能量消耗大的。這在大量的水必須在相對(duì)短的時(shí)間間隔 內(nèi)蒸發(fā)的情況下和在不能實(shí)行蒸發(fā)池的情況下，是特別真實(shí)的。水的蒸餾（例如，為了脫鹽 或其他水純化目的）也可能需要大量的能量。因此，作為采出的、回流的或其他類型的水的 備選的處理和/或處置，一種節(jié)能且較不昂貴的液體汽化手段是必需的。
[0005] 附圖簡(jiǎn)沐
[0006] 參看附圖，其中，在所有這些視圖中，相似的數(shù)字表示相似的部分。
[0007] 圖1示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，包括流動(dòng)性溶液、壓力源、 噴嘴和點(diǎn)火器。
[0008] 圖2示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，包括圖1的全部部件和任 選的汽化室。
[0009] 圖3示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，包括圖2的全部部件和任 選的第二點(diǎn)火器、任選的第二汽化室，和任選的顆粒捕獲。
[0010] 圖4示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，包括圖2的全部部件和在 噴嘴處或其上游任選添加的一種以上添加劑。
[0011] 圖5示出了使用當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的方法的一個(gè)實(shí)施方案，包括流動(dòng)性溶 液的加壓，第一級(jí)汽化，任選的第二級(jí)汽化，和任選的汽化后處理。
[0012] 圖6示出了使用當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的方法的一個(gè)實(shí)施方案，包括流動(dòng)性溶 液的加壓，包括任選的汽化室在內(nèi)的第一級(jí)汽化，包括點(diǎn)燃和任選的汽化室在內(nèi)的任選的 第二級(jí)汽化，和任選的汽化后處理。
[0013] 圖7示出了對(duì)甲烷/空氣/水混合物來(lái)說(shuō)的可燃極限。
[0014] 圖8示出了作為初始水負(fù)載量及液滴尺寸的函數(shù)的燃燒速度。
[0015] 圖9示出了對(duì)于給定的液滴直徑，為了將燃燒速度降低20%所需的水質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
[0016] 圖10示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的側(cè)面圖。
[0017] 圖11A示出了在當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的使用中的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的 側(cè)面圖。
[0018] 圖11B示出了在當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的使用中的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的 側(cè)面圖。
[0019] 圖11C示出了在當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的使用中的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的 側(cè)面圖。
[0020] 圖11D示出了在當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的使用中的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的 側(cè)面圖。
[0021]圖11E示出了在當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的使用中的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的 側(cè)面圖。
[0022] 圖12示出了對(duì)于在圖11中公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案，作業(yè) 放電的示波器跡線。
[0023]圖13示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的側(cè)面圖。
[0024]圖14示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案的側(cè)面圖。
[0025] 圖15A示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方案（多電極滑動(dòng)弧 (glid-arc)點(diǎn)火器）的側(cè)面圖。
[0026] 圖15B示出了在圖15A中當(dāng)前公開(kāi)并參照的液體汽化系統(tǒng)的噴嘴和點(diǎn)火器實(shí)施方 案（多電極滑動(dòng)弧點(diǎn)火器）的頂面圖。
[0027]圖16A示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的點(diǎn)火器實(shí)施方案（穿孔錐等離子體管 3-D 滑動(dòng)?。╟avetron-plasmatron 3_D glid-arc))的頂面圖。
[0028] 圖16B示出了當(dāng)前公開(kāi)的且在圖16A中參照的液體汽化系統(tǒng)的點(diǎn)火器實(shí)施方案 (穿孔錐等離子體管3-D滑動(dòng)?。┑膫?cè)面圖。
[0029] 圖16C示出了當(dāng)前公開(kāi)的且在圖16A和圖16B中參照的液體汽化系統(tǒng)的點(diǎn)火器實(shí) 施方案（穿孔錐等離子體管3-D滑動(dòng)?。┑牧硪粋€(gè)側(cè)面圖（從圖16B旋轉(zhuǎn)90度）。
[0030] 圖17A示出了在操作上連接至當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的點(diǎn)火器的噴嘴的實(shí)施 方案的側(cè)面圖。
[0031]圖17B示出了在操作上連接至當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的點(diǎn)火器的噴嘴的實(shí)施 方案的側(cè)面圖（從圖17A旋轉(zhuǎn)45度）。
[0032] 圖17C示出了在操作上連接至當(dāng)前公開(kāi)的且在圖17A和圖17B中參照的液體汽化 系統(tǒng)的點(diǎn)火器的噴嘴的實(shí)施方案的頂面圖
[0033] 圖18A示出了當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的點(diǎn)火器實(shí)施方案（石墨穿孔錐3-D滑動(dòng) 弧（cavitron 3-D glid-arc)等離子體反應(yīng)器）的側(cè)面圖。
[0034] 圖18B示出了當(dāng)前公開(kāi)的并在圖18A中參照的液體汽化系統(tǒng)的點(diǎn)火器實(shí)施方案 (石墨穿孔錐3-D滑動(dòng)弧等離子體反應(yīng)器）的頂面圖和側(cè)面圖（從圖18A旋轉(zhuǎn)90度）。
[0035] 圖19示出了在操作上連接至當(dāng)前公開(kāi)的液體汽化系統(tǒng)的多個(gè)點(diǎn)火器的多個(gè)噴嘴 的實(shí)施方案（模塊化的穿孔錐棋盤(pán)）。
[0036] 圖20A示出了本公開(kāi)的點(diǎn)火器實(shí)施方案、噴嘴實(shí)施方案和汽化室實(shí)施方案的頂 視圖。在此實(shí)施方案中，點(diǎn)火器類似于軌道式火花塞（rail plug)(見(jiàn)例如美國(guó)專利號(hào) 5, 076, 223)。
[0037] 圖20B示出了本公開(kāi)的點(diǎn)火器實(shí)施方案、噴嘴實(shí)施方案和汽化室實(shí)施方案的側(cè)視 圖。在此實(shí)施方案中，點(diǎn)火器類似于軌道式火花塞（見(jiàn)例如美國(guó)專利號(hào)5, 076, 223)。
[0038] 宙義和術(shù)語(yǔ)
[0039] 除非在上下文中清楚地另外指出，如在此章節(jié)中在引號(hào)（""）中所表示的術(shù)語(yǔ)和 短語(yǔ)意圖使在此章節(jié)中歸屬于它們的含義在此包括權(quán)利要求在內(nèi)的文件中始終用于它們。 而且，當(dāng)適用時(shí)，所述的定義將用于所定義的單詞或短語(yǔ)的單數(shù)或復(fù)數(shù)變型，不管單詞或短 語(yǔ)的場(chǎng)合。
[0040]當(dāng)用于此說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求書(shū)中時(shí)，術(shù)語(yǔ)"或"不意在是排他的；相反術(shù)語(yǔ) 是包括一切的，意味著兩者擇一或兩者兼具。
[0041] 在說(shuō)明書(shū)中對(duì)"一個(gè)實(shí)施方案"、"一種實(shí)施方案"、"另一種實(shí)施方案"、"一種優(yōu)選 實(shí)施方案"、"一種備選實(shí)施方案"、"一個(gè)變型"、"一種變型"和類似的短語(yǔ)意味著，關(guān)于該 實(shí)施方案或變型描述的特殊的特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方案或變型 中。當(dāng)在說(shuō)明書(shū)中的多個(gè)地方使用時(shí)，短語(yǔ)"在一個(gè)實(shí)施方案中"、"在一個(gè)變型中"或類似 的短語(yǔ)不一定意在指相同的實(shí)施方案或相同的變型。
[0042]當(dāng)用于此說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求書(shū)中時(shí)，術(shù)語(yǔ)"偶聯(lián)"或"偶聯(lián)的"指的是在所 標(biāo)識(shí)的元件、部件或?qū)ο笾g的直接或間接物理連接。通常偶聯(lián)的方式將具體地涉及其中 兩個(gè)偶聯(lián)原件相互作用的方式。
[0043] 當(dāng)用于此說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求書(shū)中時(shí)，術(shù)語(yǔ)"直接地偶聯(lián)"或"直接偶聯(lián)的" 指的是在所標(biāo)識(shí)的元件、部件或?qū)ο笾g的物理連接，其中，在標(biāo)識(shí)為是直接偶聯(lián)的它們之 間，沒(méi)有其他元件、部件或?qū)ο蟠嬖凇?br>[0044] 當(dāng)用于此說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求書(shū)中