CN104307212A - 基于对分离过程进行控制的三相分离装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于对分离过程进行控制的三相分离装置，罐体设置有捕雾装置一和捕雾装置二，捕雾装置一和捕雾装置二与罐体内部连通，罐体中设置有初级过滤板，封闭区域中设置有压力传感器，罐体外部设置有控制箱，控制箱与压力传感器连接，捕雾装置一设置有进液管，进液管上设置有电磁阀，电磁阀与控制箱连接，捕雾装置一设置有液体管，液体管一端与捕雾装置一内部连通，罐体中设置有波纹板，罐体中设置有油堰板，罐体设置有出气口，出气口与捕雾装置二内部连通，油堰板上设置有水流管。该装置对装置的分离过程进行控制，通过压力和流速的控制，使得分离过程实现时刻控制，避免对装置元件造成破坏。
Description
技术领域
本发明涉及一种装置，尤其是涉及一种基于对分离过程进行控制的三相分离装置。
背景技术
石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色（有时有点绿色的）液体。地壳上层部分地区有石油储存。它由不同的碳氢化合物混合组成，其主要组成成分是烷烃，此外石油中还含硫、氧、氮、磷、钒等元素。石油主要被用来作为燃油和汽油，燃料油和汽油组成世界上最重要的一次能源之一。石油也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。石油主要是碳氢化合物。它由不同的碳氢化合物混合组成，组成石油的化学元素主要是碳（83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，各种烃类按其结构分为：烷烃、环烷烃、芳香烃。一般天然石油不含烯烃而二次加工产物中常含有数量不等的烯烃和炔烃。含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油加工中应尽量除去。石油的性质因产地而异，密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米，粘度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60摄氏度），沸点范围为常温到500摄氏度以上，可溶于多种有机溶剂，不溶于水，但可与水形成乳状液。不过不同的油田的石油的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油组成目前世界上最重要的一次能源之一。在石油开采过程中，由于石油生成的环境，其一般都是油水气的混合物，由于三者混合在一起，需要将其分离开来，得到单独的成分，传统的分离装置是直接连接在油井的出口处，油井的出油压力时刻变化，则流速也在时刻变化，由于没有对分离过程进行控制，易导致装置内部的部件受到破坏。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有分离装置是直接连接在油井的出口处，油井的出油压力时刻变化，则流速也在时刻变化，由于没有对分离过程进行控制，易导致装置内部的部件受到破坏的问题，设计了一种基于对分离过程进行控制的三相分离装置，该装置在进行三者分离的基础上，对装置的分离过程进行控制，通过压力和流速的控制，使得分离过程实现时刻控制，避免对装置元件造成破坏，解决了现有分离装置是直接连接在油井的出口处，油井的出油压力时刻变化，则流速也在时刻变化，由于没有对分离过程进行控制，易导致装置内部的部件受到破坏的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：基于对分离过程进行控制的三相分离装置，包括内部中空的罐体，所述罐体的顶端设置有捕雾装置一和捕雾装置二，且捕雾装置一和捕雾装置二相互连通，捕雾装置一和捕雾装置二均与罐体内部连通，捕雾装置一中设置有气液分离器一和抽气装置一，抽气装置一设置在气液分离器一的上方，捕雾装置二中设置有气液分离器二和抽气装置二，抽气装置二设置在气液分离器二的上方，罐体中设置有初级过滤板，初级过滤板折弯后端面与罐体的内壁固定，初级过滤板和罐体的内壁底面形成封闭区域，初级过滤板和罐体形成的封闭区域中设置有折流器，折流器固定在初级过滤板的内壁底端面上，封闭区域中设置有压力传感器，罐体外部设置有控制箱，且控制箱与压力传感器连接，捕雾装置一的外壁上设置有进液管，进液管设置在罐体外部，进液管与气液分离器一内部连通，进液管上设置有电磁阀，且电磁阀能够切断进液管，电磁阀与控制箱连接，捕雾装置一的底端设置有液体管，液体管设置在气液分离器一下方，液体管一端与捕雾装置一内部连通，另一端穿过初级过滤板后与封闭区域连通，且液体管设置在初级过滤板内部的端头设置在折流器的正上方，罐体中设置有换热器，且换热器设置在初级过滤板的上方，罐体中设置有波纹板，且波纹板的壁面与罐体的内壁无缝连接，波纹板将罐体隔离为两个腔室，波纹板设置在捕雾装置一和捕雾装置二之间，罐体中还设置有油堰板，油堰板的底端与罐体内壁底端无缝连接，油堰板的侧壁与罐体内壁的侧壁无缝连接，油堰板的顶端与罐体内壁的顶端存在间隙，波纹板设置在初级过滤板和油堰板之间，罐体的顶端设置有出气口，出气口与捕雾装置二内部连通，出气口设置在气液分离器二的下方，且出气口设置在油堰板的正上方，油堰板上设置有水流管，水流管穿过油堰板且与罐体远离初级过滤板的侧壁连通，水流管穿过油堰板的位置靠近罐体的内壁底端面。
所述罐体中与水流管连通的侧壁上设置有出水管和出油管，出水管与水流管连通，出油管与罐体内部连通，捕雾装置二的顶端设置有出气管，水流管和罐体的内壁之间设置有过滤层一，水流管贯穿过滤层一后与出水管连通；所述罐体中设置有过滤层二，出油管贯穿过滤层二后与罐体内部连通，油堰板设置在过滤层二和波纹板之间。
所述捕雾装置一和捕雾装置二之间设置有气体管，气体管同时与捕雾装置一的顶端和捕雾装置二内部的气液分离器二连通，气体管设置在罐体外部。
综上所述，本发明的有益效果是：该装置在进行三者分离的基础上，对装置的分离过程进行控制，通过压力和流速的控制，使得分离过程实现时刻控制，避免对装置元件造成破坏，解决了现有分离装置是直接连接在油井的出口处，油井的出油压力时刻变化，则流速也在时刻变化，由于没有对分离过程进行控制，易导致装置内部的部件受到破坏的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：1—换热器；2—进液管；3—捕雾装置一；4—气体管；5—捕雾装置二；6—出气管；7—出气口；8—油堰板；9—过滤层二；10—出油管；11—出水管；12—过滤层一；13—水流管；14—波纹板；15—罐体；16—初级过滤板；17—折流器；18—液体管；19—抽气装置一；20—气液分离器二；21—抽气装置二；22—气液分离器一；23—电磁阀；24—压力传感器；25—控制箱。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1：
如图1所示，基于对分离过程进行控制的三相分离装置，包括内部中空的罐体15，所述罐体15的顶端设置有捕雾装置一3和捕雾装置二5，且捕雾装置一3和捕雾装置二5相互连通，捕雾装置一3和捕雾装置二5均与罐体15内部连通，捕雾装置一3中设置有气液分离器一22和抽气装置一19，抽气装置一19设置在气液分离器一22的上方，捕雾装置二5中设置有气液分离器二20和抽气装置二21，抽气装置二21设置在气液分离器二20的上方，罐体15中设置有初级过滤板16，初级过滤板16折弯后端面与罐体15的内壁固定，初级过滤板16和罐体15的内壁底面形成封闭区域，初级过滤板16和罐体15形成的封闭区域中设置有折流器17，折流器17固定在初级过滤板16的内壁底端面上，封闭区域中设置有压力传感器24，罐体15外部设置有控制箱25，且控制箱25与压力传感器24连接，捕雾装置一3的外壁上设置有进液管2，进液管2设置在罐体15外部，进液管2与气液分离器一22内部连通，进液管2上设置有电磁阀23，且电磁阀23能够切断进液管2，电磁阀23与控制箱25连接，捕雾装置一3的底端设置有液体管18，液体管18设置在气液分离器一22下方，液体管18一端与捕雾装置一3内部连通，另一端穿过初级过滤板16后与封闭区域连通，且液体管18设置在初级过滤板16内部的端头设置在折流器17的正上方，罐体15中设置有换热器1，且换热器1设置在初级过滤板16的上方，罐体15中设置有波纹板14，且波纹板14的壁面与罐体15的内壁无缝连接，波纹板14将罐体15隔离为两个腔室，波纹板14设置在捕雾装置一3和捕雾装置二5之间，罐体15中还设置有油堰板8，油堰板8的底端与罐体15内壁底端无缝连接，油堰板8的侧壁与罐体15内壁的侧壁无缝连接，油堰板8的顶端与罐体15内壁的顶端存在间隙，波纹板14设置在初级过滤板16和油堰板8之间，罐体15的顶端设置有出气口7，出气口7与捕雾装置二5内部连通，出气口7设置在气液分离器二20的下方，且出气口7设置在油堰板8的正上方，油堰板8上设置有水流管13，水流管13穿过油堰板8且与罐体15远离初级过滤板16的侧壁连通，水流管13穿过油堰板8的位置靠近罐体15的内壁底端面。从进液管2中通入开采出来的混合物，混合物是油水气三者为主要的混合物，中间还掺有其他的固体杂质在其中，混合物由于是与油井或气井直接相连，其通入的混合物的压力也在时刻变化，因此混合物的流速也在时刻变化，混合物中的气体夹带的液滴通过捕雾装置一3捕捉后，在气液分离器一22中分离，气体通过抽气装置一19快速地进入到气体管4中通入捕雾装置二5中再次捕捉并通过气液分离器二20分离，最终纯净的气体通过出气管6排出收集，而气液分离器一22中分离的液滴重新进入到初级过滤板16中进行过滤，由于高度差的关系，液体从液体管18中流出时有很大的流速，对初级过滤板16的冲击很大，破坏过滤层的结构，所以设置了折流器17来抵抗冲击，液体落入到初级过滤板16后动能减弱，才能够实现最大化的过滤，但是液体中夹带的杂质容易堵塞初级过滤板16的过滤孔，造成初级过滤板16的过滤速度小于液体管18中通入的液体速度，封闭区域的压力逐渐增大，当封闭区域的压力大于其临界值后，会造成封闭失效，即初级过滤板16的过滤失效，造成后续工序的麻烦，本装置通过在封闭区域中设置压力传感器24，对封闭区域的压力进行监控，并将信息及时反馈到控制箱25，当封闭区域的压力接近其临界值时，控制箱25控制电磁阀23对进液管2的流速进行减弱直至完全切断，保护初级过滤板16的过滤工作，并根据压力变化调整流速，电磁阀23和压力传感器24都是现有设备，能够在市场上直接购买得到，使得分离装置对分离过程进行精确的控制，分离的效率和质量更高。
液体在液体管18中流动时其由于刚从地底开采出来温度较高，需要进行冷却，本装置是从封闭区域过滤出来的液体通过换热器1进行冷却，在波纹板14中实现整流，使得其能够根据自身的比重分层堆积，油的比重小于水，浮于水面，经过油堰板8的阻断，底层的水经过水流管13排出，上层的油液溢过油堰板8后经过出油管10排出，挥发的气体经过出气口7通入捕雾装置二5捕捉后在气液分离器二20分离开来，液体回落到罐体15中分层排出，气体通过抽气装置二21抽入到出气管6后排出收集，这样在出气管6得到的气体为纯净的气体，出油管10得到的液体为纯净的油液，出水管11得到纯净的水，该装置在进行三者分离的基础上，对装置的分离过程进行控制，通过压力和流速的控制，使得分离过程实现时刻控制，避免对装置元件造成破坏，解决了现有分离装置是直接连接在油井的出口处，油井的出油压力时刻变化，则流速也在时刻变化，由于没有对分离过程进行控制，易导致装置内部的部件受到破坏的问题。
所述罐体15中与水流管13连通的侧壁上设置有出水管11和出油管10，出水管11与水流管13连通，出油管10与罐体15内部连通，捕雾装置二5的顶端设置有出气管6，水流管13和罐体15的内壁之间设置有过滤层一12，水流管13贯穿过滤层一12后与出水管11连通；所述罐体15中设置有过滤层二9，出油管10贯穿过滤层二9后与罐体15内部连通，油堰板8设置在过滤层二9和波纹板14之间；所述捕雾装置一3和捕雾装置二5之间设置有气体管4，气体管4同时与捕雾装置一3的顶端和捕雾装置二5内部的气液分离器二20连通，气体管4设置在罐体15外部。液体在罐体15中流动过程中又会产生其它的杂质，或者初级过滤板16未曾过滤干净的杂质，需要经过过滤层一12或过滤层二9进行精过滤，得到的水或油更加干净和纯净，在后续的使用环节不需要再次进行过滤。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术、方法实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.基于对分离过程进行控制的三相分离装置，其特征在于：包括内部中空的罐体（15），所述罐体（15）的顶端设置有捕雾装置一（3）和捕雾装置二（5），且捕雾装置一（3）和捕雾装置二（5）相互连通，捕雾装置一（3）和捕雾装置二（5）均与罐体（15）内部连通，捕雾装置一（3）中设置有气液分离器一（22）和抽气装置一（19），抽气装置一（19）设置在气液分离器一（22）的上方，捕雾装置二（5）中设置有气液分离器二（20）和抽气装置二（21），抽气装置二（21）设置在气液分离器二（20）的上方，罐体（15）中设置有初级过滤板（16），初级过滤板（16）折弯后端面与罐体（15）的内壁固定，初级过滤板（16）和罐体（15）的内壁底面形成封闭区域，初级过滤板（16）和罐体（15）形成的封闭区域中设置有折流器（17），折流器（17）固定在初级过滤板（16）的内壁底端面上，封闭区域中设置有压力传感器（24），罐体（15）外部设置有控制箱（25），且控制箱（25）与压力传感器（24）连接，捕雾装置一（3）的外壁上设置有进液管（2），进液管（2）设置在罐体（15）外部，进液管（2）与气液分离器一（22）内部连通，进液管（2）上设置有电磁阀（23），且电磁阀（23）能够切断进液管（2），电磁阀（23）与控制箱（25）连接，捕雾装置一（3）的底端设置有液体管（18），液体管（18）设置在气液分离器一（22）下方，液体管（18）一端与捕雾装置一（3）内部连通，另一端穿过初级过滤板（16）后与封闭区域连通，且液体管（18）设置在初级过滤板（16）内部的端头设置在折流器（17）的正上方，罐体（15）中设置有换热器（1），且换热器（1）设置在初级过滤板（16）的上方，罐体（15）中设置有波纹板（14），且波纹板（14）的壁面与罐体（15）的内壁无缝连接，波纹板（14）将罐体（15）隔离为两个腔室，波纹板（14）设置在捕雾装置一（3）和捕雾装置二（5）之间，罐体（15）中还设置有油堰板（8），油堰板（8）的底端与罐体（15）内壁底端无缝连接，油堰板（8）的侧壁与罐体（15）内壁的侧壁无缝连接，油堰板（8）的顶端与罐体（15）内壁的顶端存在间隙，波纹板（14）设置在初级过滤板（16）和油堰板（8）之间，罐体（15）的顶端设置有出气口（7），出气口（7）与捕雾装置二（5）内部连通，出气口（7）设置在气液分离器二（20）的下方，且出气口（7）设置在油堰板（8）的正上方，油堰板（8）上设置有水流管（13），水流管（13）穿过油堰板（8）且与罐体（15）远离初级过滤板（16）的侧壁连通，水流管（13）穿过油堰板（8）的位置靠近罐体（15）的内壁底端面。
2.根据权利要求1所述的基于对分离过程进行控制的三相分离装置，其特征在于：所述捕雾装置一（3）和捕雾装置二（5）之间设置有气体管（4），气体管（4）同时与捕雾装置一（3）的顶端和捕雾装置二（5）内部的气液分离器二（20）连通，气体管（4）设置在罐体（15）外部。
3.根据权利要求1所述的基于对分离过程进行控制的三相分离装置，其特征在于：所述罐体（15）中与水流管（13）连通的侧壁上设置有出水管（11）和出油管（10），出水管（11）与水流管（13）连通，出油管（10）与罐体（15）内部连通，捕雾装置二（5）的顶端设置有出气管（6），水流管（13）和罐体（15）的内壁之间设置有过滤层一（12），水流管（13）贯穿过滤层一（12）后与出水管（11）连通；所述罐体（15）中设置有过滤层二（9），出油管（10）贯穿过滤层二（9）后与罐体（15）内部连通，油堰板（8）设置在过滤层二（9）和波纹板（14）之间。
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| US6214220B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-04-10 | Engineering Specialties, Inc. | Combined process vessel apparatus |
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