CN101695703A - 双活塞洁净式自动收球装置 - Google Patents

Abstract

双活塞洁净式自动收球装置，应用于油田采油自动接收集油管线中的清管球。特征是：集球缸筒和收球缸筒为圆筒状。收球缸筒成水平状，集球缸筒垂直固定在收球缸筒的外壁上。收球缸筒敞开口端的下部有收球箱。在收球缸筒和集球缸筒内有活塞和活塞杆，活塞杆连接直行程电动执行器。在集球缸筒的外壁上固定有导球弯管。在导球弯管与集球缸筒之间固定有排油管线，在排油管线上连接有电动阀。效果是：收清管球的全过程不会影响上游来清管球的接收；随清管球排出的原油量极少；利用活塞体的自密封作用，收球箱一直处于常压状态，取清管球方便又安全。

Description

双活塞洁净式自动收球装置

技术领域

本发明涉及油田采油技术领域，特别涉及一种油田增压站、接转站、集油站自动接收集油管线中的清管球的专用装置。

背景技术

含蜡原油举升至地面后，受温度压力等条件的变化，集油管线蜡晶析出，粘附在管壁上，导致集油管线流通能力迅速下降，油井回压上升，甚至堵塞管线，影响油井正常生产。此时需从井口端发送清管球，清除其内壁附着的蜡、垢等物，保持管线过流顺畅，降低井口回压，节约动力。常规收球方式中，当收球装置中装满清管球后，人工手动打开旁通，关闭收球装置上下游阀门，放空、泄压，打开快开盖板，将充满清管球和原油的收球提篮提出，倒在其他容器内，再将收球提篮放回原处，关闭快开盖板，开启上下游阀门，关闭旁通。

有发球就需收球，需在管线末端(一般在增压站、接转站、集油站内)设置收球装置，收集上游发送的清管器，以保证后续流程及设备正常运行。

目前，大多数油田主要采取人工收球的方法，收集上游各集油管线来的清管球。清管球随上游来介质经过收球装置时，靠自重经导球管落入收球装置的提篮。收球装置的提篮装满清管球后，工人手动收球，收球流程为：先打开旁通阀门，再关闭收球装置上下游阀门，打开收球装置上泄压阀，泄去装置内压力后，打开快开盲板，将提篮内清管球倒出，再将收球提篮放回原处，关好泄压阀，开启上下游阀门，关闭旁通。旁通管线内设有十字挡条，可避免清管球进入旁通。

由人工收球操作流程可知，人工收球时需倒换旁通流程，多次开阀关阀，不仅操作繁琐，耗时长，且容易引起误操作；另一方面，需人工起出装满清管球及原油的收球提篮，倒入其他容器中，工人劳动强度大，疲惫时容易出现失误，造成原油及清管球四处撒落，形成不安全因素，威胁工人自身及国家财产安全，不符合健康、安全和环保要求；收球提篮为带压容器，人工提起后，往外倒出清管球前，需手动泄压开启，工人直接面对压力容器泄压过程，存在极大安全隐患。

发明内容

本发明的目的是提供一种双活塞洁净式自动收球装置，主要用于集油管线投球清蜡后，在管线末端自动收取清管球用。且可与自动控制系统结合，实现集油管线投球清蜡自动收球的目的。

本发明采用的技术方案是：双活塞洁净式自动收球装置，主要由直行程电动执行器、活塞A、活塞B、挡板、导球弯管、集球缸筒、收球缸筒、收球箱、排油管线和阀组成。其特征是：

集球缸筒和收球缸筒为圆筒状。收球缸筒呈水平状，集球缸筒垂直固定在收球缸筒的外壁上，集球缸筒与收球缸筒联通。收球缸筒的一端为敞开口，收球缸筒敞开口端的下部有收球箱。在收球缸筒内有活塞B，活塞B连接有活塞杆，活塞杆与收球缸筒另一端的直行程电动执行器连接。直行程电动执行器能推动活塞B在收球缸筒内往复运动。在集球缸筒内有活塞A，活塞A连接有活塞杆，活塞杆与集球缸筒另一端的直行程电动执行器连接。直行程电动执行器能推动活塞A在集球缸筒内往复运动。在集球缸筒的外壁上固定有导球弯管，导球弯管与集球缸筒联通。导球弯管能与来球主管线连通。清管球能通过导球弯管进入集球缸筒内。在导球弯管与集球缸筒的下部之间固定有排油管线，在排油管线上连接有电动阀。电动阀和两个直行程电动执行器由导线连接控制系统。电气工程技术人员能根据双活塞洁净式自动收球装置的工作程序要求，完成控制系统。

在来球主管线内有挡板，在来球主管线上固定有导球弯管，导球弯管的位置在挡板的下部。

所述的活塞A和活塞B的结构是在钢质柱塞的外表面硫化有橡胶层。能起到密封作用，降低来球主管线的原油流失；另外防止清管球受到碰伤；防止与清管球碰撞出火花。

排油管线固定在集球缸筒的下部的位置是：排油管线的外壁下部距离收球缸筒外壁上部之间在20～100毫米之间。

所述的电动阀为防爆型电动阀。

简述双活塞洁净式自动收球装置收球工作过程：参阅图3～7。常规状态下，活塞A2处于集球缸筒3上端部，活塞B10处于收球缸筒9的左端部，导球弯管6连通来油主管线5与集球缸筒3，电动阀7为开启状态。

参阅图2。上游随原油流来清管球12被挡板13挡住后，进入导球弯管6。参阅图3。在重力作用下落至集球缸筒3中(可存储30个清管球12)。参阅图4。控制系统设定时间到，控制系统11发出指令，直行程电动执行器1带动活塞A2下行，至某一设定点时，停止下行。此时，清管球12集中于集球缸筒3下端部，而大部分集球缸筒3中原油经排油管线8排至导球弯管6中。参阅图5。关闭电动阀7，直行程电动执行器1带动活塞B10后退，集球缸筒3中清管球靠自重落入收球缸筒9中。参阅图6。直行程电动执行器1再带动活塞B10前进，将清管球推入收球箱4中。参阅图7。打开电动阀7，排油管线8连通导球弯管6与集球缸筒3，直行程电动执行器1带动活塞A2上行至集球缸筒3上端部，原油经排油管线8进入集球缸筒3，不会造成抽汲真空，收球装置复位，完成一次自动收球过程。收球箱4始终处于常压开口，收集的清管球只伴有极少量原油，可轻松取出。

集球缸筒和收球缸筒分别采用活塞A2和活塞B10密封，活塞A2和活塞B10运动受联动控制系统控制，按顺序将导球弯管6来清管球按程序经集球缸筒3推入收球缸筒9中，再由收集缸筒9中活塞B10将球推至收球箱4中，完成一次自动收球过程。

当气温较低时，为防止收球装置内原油凝固，需设置保温加热装置，保温装置应具有安全防爆功能。

本发明的有益效果：本发明的双活塞洁净式自动收球装置，活塞动作进行收球期间，上游来清管球，将落入导球弯管中，待收球过程结束后，活塞体复位，暂时储存在导球弯管中的清管球再落入集球缸筒中，整个收球过程不会影响上游来清管球的接收。由于设置了排油管线及电动阀，随清管球排出的原油量极少，且在整个过程中除了清管球最后进入的收球箱，途经的其他容器，皆处于密闭状态，不会发生原油四处飞溅或撒落的情况，收到的清管球也相对洁净。利用活塞体的自密封作用，整个收球过程中，收球箱均处于常压状态，取球方便又安全。整个收球过程中皆由控制系统发出的程序指令控制完成，无需人工手动操作，可大大减轻工人劳动强度，提高收球过程的便捷、安全、可靠、环保性。主体装置为两套活塞及配套直行程电动执行器1，皆为常规小装置，造价便宜，工艺成熟可靠，故整个装置价格低，而自动化程序相对较高，有很高的性价比，适合于大规模推广应用。

1、自动化程度高、操作方便、成本低：整个收球装置结构简单，主体结构为两套活塞体及其配套电机，皆为常用成熟设备，宜购买，造价低廉；由控制系统发出指令，各配套体系顺序动作，自动完成一次完整的收球过程，可与站内控制系统连接，实现远程控制及自动收球功能，自动化程序高，能满足现阶段数字化管理要求；操作工人只需在操作间发出指令(或定时由控制系统发出指令)，即能完成一次收球过程，人工只需将收球箱内清管球取出，操作方便，劳动强度低。

2、健康、安全和环保(HSE)思路和优、特点：目前的人工收球，不仅倒换旁通流程，操作繁琐，工人劳动强度大，且工人直接面对压力容器泄压过程，宜造成原油及清管球四处撒落，存在安全隐患。双活塞洁净式自动收球装置收球过程全部为按控制系统指令自动完成，整个过程皆处于密闭承压状态，而最后清管球进入收球箱后，则为常压状态。由于设置了排油弯管，随清管球进入集球箱的只有极少量原油，整个收球过程程序控制、自动化运行，安全可靠、不仅减轻了工人劳动强度，更符合现阶段更严格的健康安全环保要求。

3、定时自动收球功能：可将收球装置控制系统纳入集油站控系统，实现收球动作的远程控制，定时自动收球。

附图说明

图1是本发明双活塞洁净式自动收球装置结构剖面示意图。

图2是图1的A向局部剖视图。

图3～7是本发明工艺流程示意图。

其中，1.直行程电动执行器，2.活塞A，3.集球缸筒，4.收球箱，5.来球主管线，6.导球弯管，7.电动阀，8.排油管线，9.收球缸筒，10.活塞B，11.控制系统，12.清管球，13.挡板。

具体实施方式

实施例1：以一个双活塞洁净式自动收球装置为例，对发明作进一步详细说明。

参阅图1。本发明双活塞洁净式自动收球装置，主要由直行程电动执行器1、活塞A2、活塞B10、挡板13、导球弯管6、集球缸筒3、收球缸筒9、收球箱4、排油管线8和阀7组成。

集球缸筒3为圆筒状，直径219毫米，长度645毫米(包含活塞A2长度及上端空挡)。收球缸筒9为圆筒状，219毫米，长度710毫米(包含活塞B10长度及左右端空挡)。收球缸筒9呈水平状，集球缸筒3垂直固定在收球缸筒9的外壁上，集球缸筒3与收球缸筒9联通。收球缸筒9的一端为敞开口，收球缸筒9敞开口端的下部有收球箱4。在收球缸筒9内有活塞B10，活塞B10连接有活塞杆，活塞杆与收球缸筒9另一端的直行程电动执行器1连接。直行程电动执行器1能推动活塞B10在收球缸筒9内往复运动。在集球缸筒3内有活塞A2，活塞A2连接有活塞杆，活塞杆与集球缸筒3另一端的直行程电动执行器1连接。直行程电动执行器1能推动活塞A2在集球缸筒3内往复运动。活塞A2的直径195毫米，长度273毫米，行程215毫米；活塞B10直径195毫米，长度376毫米，行程298毫米。活塞A2和活塞B10的结构是在钢质柱塞的外表面硫化有橡胶层。

在集球缸筒3的外壁上固定有导球弯管6，导球弯管6与集球缸筒3联通。导球弯管6能与来球主管线5连通。清管球12能通过导球弯管6进入集球缸筒3内。在导球弯管6与集球缸筒3的下部之间固定有排油管线8。排油管线8的公称直径25毫米。排油管线8固定在集球缸筒3的下部的位置是：排油管线8的外壁下部距离收球缸筒9外壁上部之间为50毫米。在排油管线8上连接有电动阀7。电动阀7和两个直行程电动执行器1由导线连接控制系统11。所述的电动阀7为防爆型电动阀，型号是DQ941Y-32DN25。

在来球主管线5内有一块挡板13，在来球主管线5上固定有导球弯管6，导球弯管6的位置在挡板13的下部。挡板13的结构和位置，与现有技术相同。

两个直行程电动执行器1，国内有很多生产厂家，市场有定型产品，可以采购到。

Claims (5)

1.一种双活塞洁净式自动收球装置，主要由直行程电动执行器(1)、活塞A(2)、活塞B(10)、挡板(13)、导球弯管(6)、集球缸筒(3)、收球缸筒(9)、收球箱(4)、排油管线(8)和阀(7)组成，其特征是：

集球缸筒(3)和收球缸筒(9)为圆筒状，收球缸筒(9)呈水平状，集球缸筒(3)垂直固定在收球缸筒(9)的外壁上，集球缸筒(3)与收球缸筒(9)联通，收球缸筒(9)的一端为敞开口，收球缸筒(9)敞开口端的下部有收球箱(4)，在收球缸筒(9)内有活塞B(10)，活塞B(10)连接有活塞杆，活塞杆与收球缸筒(9)另一端的直行程电动执行器(1)连接，在集球缸筒(3)内有活塞A(2)，活塞A(2)连接有活塞杆，活塞杆与集球缸筒(3)另一端的直行程电动执行器(1)连接，在集球缸筒(3)的外壁上固定有导球弯管(6)，导球弯管(6)与集球缸筒(3)联通，导球弯管(6)能与来球主管线(5)连通，在导球弯管(6)与集球缸筒(3)的下部之间固定有排油管线(8)，在排油管线(8)上连接有电动阀(7)，电动阀(7)和两个直行程电动执行器(1)由导线连接控制系统(11)。

2.根据权利要求1所述的双活塞洁净式自动收球装置，其特征是：在来球主管线(5)内有挡板(13)，在来球主管线(5)上固定有导球弯管(6)，导球弯管(6)的位置在挡板(13)的下部。

3.根据权利要求1所述的双活塞洁净式自动收球装置，其特征是：所述的活塞A(2)和活塞B(10)的结构是在钢质柱塞的外表面硫化有橡胶层。

4.根据权利要求1、2或3所述的双活塞洁净式自动收球装置，其特征是：排油管线(8)固定在集球缸筒(3)的下部的位置是：排油管线(8)的外壁下部距离收球缸筒(9)外壁上部之间在20～100毫米之间。

5.根据权利要求1、2或3所述的双活塞洁净式自动收球装置，其特征是：所述的电动阀(7)为防爆型电动阀。

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