[0001] 本发明涉及一种地面火炬， 特别涉及一种依靠气源能量提供助燃空气的地 面火 炬。

背景技术

[0002] 现有的地面火炬燃烧所需的空气有两种， 一种是利用气源引射空气， 另一种是 利用动力机械鼓风。 前者需要将火炬的喷嘴和引射口暴露在大气环 境中且不能 封闭， 噪声大， 火炬启动和关闭吋气源流量小， 引射空气不足， 燃烧不充分， 变工况运行适应性差。 采用动力机械鼓风可避免这些问题。 然而， 传统的地面 火炬助燃空气的供给设备大多采用原动机， 而井场一般在偏远地区， 使用传统 地面火炬需要为火炬配备的原动机提供电力， 或者清洁的化石燃料。 在偏远地 区的井场物资运送不便， 电力紧张， 传统火炬使用吋消耗的配套资源 （电机， 内燃机， 电缆， 能源， 运输安装等） 多， 这无疑需要增加很多成本投入。

[0003] 油井或气井里需要处理的高压气源具备很高的 压能， 直接采用高压减压设备不 仅增加了成本， 而且造成了高压气源压能的资源浪费。 因此， 如何有效利用需 要处理的高压气源的压能是本领域技术人员亟 待解决的问题。

技术问题

[0004] 有鉴于此， 本发明提出一种依靠气源能量提供助燃空气的 地面火炬。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 一种依靠气源能量提供助燃空气的地面火炬， 包括燃烧装置和透平压气机， 所 述燃烧装置包括空气入口和燃气入口， 所述空气入口用以接收参与燃烧的压缩 空气， 所述透平压气机包括转轴以及固定在所述转轴 上的透平和压气机， 所述 透平具有透平入口部和透平出口部， 所述透平入口部用以接收高压燃气使得所 述高压燃气在所述透平内膨胀做功从而带动所 述透平旋转， 所述透平出口部与 所述燃气入口连通， 所述压气机包括压气机入口部和压气机出口部 ， 所述压气 机入口部用以接收环境空气， 所述压气机出口部与所述空气入口连通。

[0006] 在一实施例中， 所述透平压气机包括机壳， 所述透平压气机安装在所述机壳内 构成一个模块单元。

[0007] 在一实施例中， 所述透平为轴流型或径流型透平涡轮。

[0008] 在一实施例中， 所述压气机为轴流型或径流型压气机。

[0009] 在一实施例中， 所述透平压气机设置在所述火炬的气源入口处 。

[0010] 在一实施例中， 所述高压燃气为井口高压天然气。

发明的有益效果

有益效果

[0011] 综上所述， 本发明提供了一种可有效利用油井或气井里需 要处理的高压气源的 压能的地面火炬。 在燃烧装置气源入口处设置一透平压气机， 高压气源通过透 平涡轮对涡轮做工， 压力降低的高压气源通入火炬燃烧室。 涡轮旋转驱动同轴 的压气机， 压气叶轮从大气中吸取空气经压缩输送至火炬 燃烧室， 使得气源和 空气在燃烧室中充分混合燃烧。 本发明以气源压能作为动力来源， 将高压气源 通入透平降低了气源的压力， 减少了高压减压设备的投入， 节约成本， 透平驱 动压气机压缩空气输送至燃烧装置， 替换原动机， 在保有传统地面火炬优势前 提下， 减少动力设备的投入及物资补给。

对附图的简要说明

附图说明

[0012] 图 1为本发明地面火炬的运行流程图。

本发明的实施方式

[0013] 在详细描述实施例之前， 应该理解的是， 本发明不限于本申请中下文或附图中 所描述的详细结构或元件排布。 本发明可为其它方式实现的实施例。 而且， 应 当理解， 本文所使用的措辞及术语仅仅用作描述用途， 不应作限定性解释。 本 文所使用的"包括"、 "包含"、 "具有"等类似措辞意为包含其后所列出之事项� �� 其 等同物及其它附加事项。 特别是， 当描述 "一个某元件 "吋， 本发明并不限定该元 件的数量为一个， 也可以包括多个。

[0014] 如图 1所示， 本发明提出一种依靠气源能量提供助燃空气的 地面火炬， 该地面 火炬包括燃烧装置 10和透平压气机 12， 本实施例中， 为了方便安装， 透平压气 机 12设置在燃烧装置 10的气源入口处， 在其他实施例中， 根据实际安装需要， 透平压气机 12也可以设置在燃烧装置 10的其他位置。 燃烧装置 10包括空气入口 1 4和燃气入口 16。

[0015] 透平压气机 12包括转轴 18以及固定安装在转轴 18上的透平 20和压气机 22。 其中 ， 透平 20可以是轴流型或径流型， 压气机 22可以是轴流型或径流型。 本实施例 中， 透平 20和压气机 22均采用轴流型， 并共同组成轴流透平压气机。

[0016] 透平 20包括透平入口部 24和透平出口部 26， 透平入口部 24用以接收高压燃气， 例如来自井场的高压天燃气， 透平出口部 26与燃烧装置 10的燃气入口 16连通， 高压天然气进入透平 20驱动透平涡轮旋转， 高压天然气压力降低， 经透平 20降 压的天然气经透平出口部 26和燃气入口 16进入燃烧装置 10的燃烧室。

[0017] 压气机 22包括压气机入口部 28和压气机出口部 30， 压气机出口部 30与燃烧装置 10的空气入口 14连通。 透平涡轮旋转带动转轴 18， 转轴 18驱动压气机 22的压气 叶轮转动， 压气叶轮转动使得环境空气从压气机入口部 28被吸进压气机 22， 空 气经压气机 22压缩后通过压气机出口部 30和空气入口 14进入燃烧装置 10的燃烧 室内与天然气充分混合燃烧。

[0018] 在所示的实施例中， 透平压气机 12还包括外壳 （图未示出） ， 透平 20、 压气机 22及转轴 18均安装在所述机壳内构成一个模块单元， 这样便于地面火炬的模块 化安装， 方便维护。

[0019] 透平压气机 12以井场里的高压天然气作为动力来源， 有效利用气源压能为燃烧 装置 10提供降压天然气和充足的压缩空气， 促进火炬燃烧， 大大减少了野外井 场的动力机械、 高压减压设备及其配套资源的投入， 降低成本， 节能环保。

[0020] 综上所述， 本发明提供了一种可有效利用油井或气井里需 要处理的高压气源的 压能的地面火炬。 在火炬气源入口处设置一透平压气机， 高压气源通过透平涡 轮对涡轮做工， 压力降低的高压气源通入火炬燃烧室。 涡轮旋转驱动同轴的压 气机， 压气叶轮从大气中吸取空气经压缩输送至火炬 燃烧室， 使得气源和空气 在燃烧室中充分混合燃烧。 本发明以气源压能作为动力来源， 将高压气源通入 透平降低了气源的压力， 减少了高压减压设备的投入， 节约成本， 透平驱动压 气机压缩空气输送至火炬， 替换原动机， 在保有传统地面火炬优势前提下， 减 少动力设备的投入及物资补给。

本文所描述的概念在不偏离其精神和特性的情 况下可以实施成其它形式。 所公 幵的具体实施例应被视为例示性而不是限制性 的。 因此， 本发明的范围是由所 附的权利要求， 而不是根据之前的这些描述进行确定。 在权利要求的字面意义 及等同范围内的任何改变都应属于这些权利要 求的范围。