CN104353264B - 一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，罐体中设置有初级过滤板，封闭区域中设置有挡板，罐体外部设置有进料管，进料管穿过罐体与封闭区域连通，进料管上设置有电磁阀四，罐体中设置有内部中空且顶端开口的盛油箱，盛油箱中设置有出油管，出油管穿过盛油箱和罐体，盛油箱中设置有水分检测仪，出油管上设置有电磁阀一，罐体设置有出气管，罐体设置有捕雾器，罐体设置有出水管，出水管与罐体连通，罐体中设置有油液检测仪，出水管上设置有电磁阀三，罐体安装有控制箱；罐体中设置有溢流板。该系统通过内置传感器对设定区域内的成分进行监测，提高整体的分离效率，防止出现设定区域产品混合导致分离失效。
Description
技术领域
本发明涉及一种系统，尤其是涉及一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统。
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，但是在分离时由于数量或者其他因素的变化，分离过程的参数变化大，使得其分离的效率也受到影响，传统的分离系统对分离时不能对分离过程进行控制，对于突发的意外情况不能采取有效的控制，使得分离的效率低，容易造成分离后的产品混合。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有分离系统对分离时不能对分离过程进行控制，对于突发的意外情况不能采取有效的控制，使得分离的效率低，容易造成分离后的产品混合的问题，设计了一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，该系统通过内置传感器对设定区域内的成分进行监测，提高整体的分离效率，防止出现设定区域产品混合导致分离失效，解决了现有分离系统对分离时不能对分离过程进行控制，对于突发的意外情况不能采取有效的控制，使得分离的效率低，容易造成分离后的产品混合的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，包括内部中空的罐体，所述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挡板，挡板的两端分别与初级过滤板固定，罐体外部设置有进料管，进料管一端穿过罐体与封闭区域连通，并且进料管设置在封闭区域内部的端头设置在挡板的顶端和底端之间，挡板和进料管设置在封闭区域内部的端头呈30°至60°的夹角，进料管上设置有电磁阀四，电磁阀四能够完全切断进料管，电磁阀四设置在罐体外部，罐体中设置有内部中空且顶端开口的盛油箱，盛油箱的底端与罐体内壁底端存在间隙，盛油箱中设置有出油管，出油管一端穿过盛油箱和罐体后设置在罐体的下方，盛油箱中设置有水分检测仪，水分检测仪设置在盛油箱的内壁底端面上，出油管上设置有电磁阀一，电磁阀一能够完全切断出油管，电磁阀一设置在罐体外部，罐体的顶端设置有出气管，出气管与罐体内部连通，出气管与罐体的连通处设置有捕雾器，捕雾器密封出气管与罐体内部连通的端口，出气管上设置有电磁阀二，电磁阀二能够完全切断出气管，电磁阀二设置在罐体外部，罐体的底端设置有出水管，出水管与罐体内部连通，且出水管与罐体的连通处位于盛油箱的下方，罐体中设置有油液检测仪，油液检测仪靠近出水管设置在罐体中的端头，并且油液检测仪设置在该端头的上方，出水管上设置有电磁阀三，电磁阀三能够完全切断出水管，电磁阀三设置在罐体外部，罐体的顶端安装有控制箱，控制箱同时与电磁阀四、电磁阀一、电磁阀三、油液检测仪和水分检测仪连接；所述罐体中设置有溢流板，溢流板的底端与罐体内壁底端无缝连接，溢流板的侧壁与罐体的对称侧壁无缝连接，溢流板的顶端与罐体的内壁顶端存在间隙，溢流板设置在盛油箱和出水管之间，溢流板中开设有漏水孔，且漏水孔靠近罐体的底端，溢流板的顶端设置在盛油箱的顶端下方。
所述挡板和进料管设置在封闭区域内部的端头呈45°的夹角。
所述捕雾器连接有液体管，液体管与捕雾器连通，液体管设置在罐体内部，液体管设置在溢流板和盛油箱之间。
所述盛油箱朝向进料管的侧壁顶端内凹形成通槽，通槽与盛油箱的内壁和外壁连通。
所述出油管设置在盛油箱内部的端口处设置有防涡器一，防涡器一完全覆盖该端口，水分检测仪设置在防涡器一的下方；所述出水管设置在罐体内部的端口处设置有防涡器二，防涡器二完全覆盖该端口，油液检测仪靠近防涡器二且设置在防涡器二的上方。
综上所述，本发明的有益效果是：该系统通过内置传感器对设定区域内的成分进行监测，提高整体的分离效率，防止出现设定区域产品混合导致分离失效，解决了现有分离系统对分离时不能对分离过程进行控制，对于突发的意外情况不能采取有效的控制，使得分离的效率低，容易造成分离后的产品混合的问题。
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—电磁阀四；2—进料管；3—挡板；4—控制箱；5—电磁阀二；6—油液检测仪；7—出气管；8—捕雾器；9—液体管；10—溢流板；11—漏水孔；12—防涡器二；13—电磁阀三；14—水分检测仪；15—出水管；16—盛油箱；17—防涡器一；18—出油管；19—电磁阀一；20—初级过滤板；21—罐体。
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，一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，包括内部中空的罐体21，所述罐体21中设置有初级过滤板20，初级过滤板20折弯后端面与罐体21的内壁固定，初级过滤板20和罐体21的内壁面形成封闭区域，初级过滤板20和罐体21形成的封闭区域中设置有挡板3，挡板3的两端分别与初级过滤板20固定，罐体21外部设置有进料管2，进料管2一端穿过罐体21与封闭区域连通，并且进料管2设置在封闭区域内部的端头设置在挡板3的顶端和底端之间，挡板3和进料管2设置在封闭区域内部的端头呈30°至60°的夹角，进料管2上设置有电磁阀四1，电磁阀四1能够完全切断进料管2，电磁阀四1设置在罐体21外部，罐体21中设置有内部中空且顶端开口的盛油箱16，盛油箱16的底端与罐体21内壁底端存在间隙，盛油箱16中设置有出油管18，出油管18一端穿过盛油箱16和罐体21后设置在罐体21的下方，盛油箱16中设置有水分检测仪14，水分检测仪14设置在盛油箱16的内壁底端面上，出油管18上设置有电磁阀一19，电磁阀一19能够完全切断出油管18，电磁阀一19设置在罐体21外部，罐体21的顶端设置有出气管7，出气管7与罐体21内部连通，出气管7与罐体21的连通处设置有捕雾器8，捕雾器8密封出气管7与罐体21内部连通的端口，出气管7上设置有电磁阀二5，电磁阀二5能够完全切断出气管7，电磁阀二5设置在罐体21外部，罐体21的底端设置有出水管15，出水管15与罐体21内部连通，且出水管15与罐体21的连通处位于盛油箱16的下方，罐体21中设置有油液检测仪6，油液检测仪6靠近出水管15设置在罐体21中的端头，并且油液检测仪6设置在该端头的上方，出水管15上设置有电磁阀三13，电磁阀三13能够完全切断出水管15，电磁阀三13设置在罐体21外部，罐体21的顶端安装有控制箱4，控制箱4同时与电磁阀四4、电磁阀一19、电磁阀三13、油液检测仪6和水分检测仪14连接；所述罐体21中设置有溢流板10，溢流板10的底端与罐体21内壁底端无缝连接，溢流板10的侧壁与罐体21的对称侧壁无缝连接，溢流板10的顶端与罐体21的内壁顶端存在间隙，溢流板10设置在盛油箱16和出水管15之间，溢流板10中开设有漏水孔11，且漏水孔11靠近罐体21的底端，溢流板10的顶端设置在盛油箱16的顶端下方。溢流板10如同将罐体21隔离为两个腔室，在靠近进料管2的腔室中上层为原油，下层为水，水通过漏水孔11流入到另一个腔室，便于出水管15。在进料管2中设置有电磁阀四1，电磁阀四1与控制箱4连接，进料管2中通入开采出来的待分离混合物，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，在初级过滤板20中进行过滤，由于高度差的关系，混合物从进料管2中流出时有很大的流速，对初级过滤板20的冲击很大，破坏过滤层的结构，所以设置了挡板3来抵抗冲击，混合物落入到初级过滤板20后动能减弱，才能够实现最大化的过滤，从初级过滤板20中过滤出来的混合物，气体上升在罐体的空腔最顶层，通过捕雾器8捕捉，液滴重新滴落到罐体21中，气体通过出气管7排出，由于油的比重小于水，油浮于水面，使得油能够进入到盛油箱16中被出油管18排出，水通过漏水孔11进入到另一个腔室后被出水管15排出，油液检测仪6和水分检测仪14都是现有的设备，市场上能够直接购买得到，油液检测仪6用于检测其接触到的油，水分检测仪14用于检测其接触到的水，由于气体的上升，在出油管18和出水管15中的气体几乎可以忽略不计，当水分检测仪14中检测到水分浓度超过设定值时，证明盛油箱16的内部含有大量的水分，此时出油管18排出的油以及不能保证纯度了，水分检测仪14及时将信息反馈到控制箱4，然后电磁阀三13关闭，以保证之前分离出的油的纯净度，及时切断后续分离对之前分离的混合，找出原因后重新打开阀门，当油液检测仪6检测到油浓度超过设定值时，证明出水管15中排出的水中已经含有原油，油液检测仪6及时将信息反馈到控制箱4，然后电磁阀一19关闭，以保证之前分离出的水的纯净度，及时切断后续分离对之前分离的混合，找出原因后重新打开阀门，同时在上述电磁阀关闭时电磁阀4也要随之关闭，停止向罐体21中通入混合物，使得罐体21中不会出现体积超出预定值，找出原因后重新打开阀门，该系统通过内置传感器对设定区域内的成分进行监测，提高整体的分离效率，防止出现设定区域产品混合导致分离失效，解决了现有分离系统对分离时不能对分离过程进行控制，对于突发的意外情况不能采取有效的控制，使得分离的效率低，容易造成分离后的产品混合的问题。
所述挡板3和进料管2设置在封闭区域内部的端头呈45°的夹角。经过试验得知，挡板在和进料管2设置在封闭区域内部的端头的最佳角度为45°。30°和60°也可以实现，但是效果不如45°好。
所述捕雾器8连接有液体管9，液体管9与捕雾器8连通，液体管9设置在罐体21内部，液体管9设置在溢流板10和盛油箱16之间。捕雾器8将液滴捕捉后通过液体管9通入到罐体21中进行油水分离。
所述盛油箱16朝向进料管2的侧壁顶端内凹形成通槽，通槽与盛油箱16的内壁和外壁连通。由于原油是浮于水面，为了使得原油便于进入到盛油箱16中，所以设置了通槽，并且通槽的底面设置在溢流板10的上方，这样能够最大化地保证进入盛油箱16的原油达到最大化。
所述出油管18设置在盛油箱16内部的端口处设置有防涡器一17，防涡器一17完全覆盖该端口，水分检测仪14设置在防涡器一17的下方；所述出水管15设置在罐体21内部的端口处设置有防涡器二12，防涡器二12完全覆盖该端口，油液检测仪6靠近防涡器二12且设置在防涡器二12的上方。防涡器是现有的设备，市场上能够直接购买得到，防涡器是防止液体流出时产生涡旋的仪器。在本方案中设置防涡器，避免出油管18或出水管15在排出原油或水时产生漩涡，对罐体21内部造成涡流的现象发生。并且为了使得油液检测仪6和水分检测仪14监测到的成本能够准确，对于油液检测仪6和水分检测仪14在防涡器上的位置设定需要进行符合要求的设计，本方案的设计是符合设计要求，能够完全监测到位。
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 (4)
1.一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，其特征在于：包括内部中空的罐体（21），所述罐体（21）中设置有初级过滤板（20），初级过滤板（20）折弯后端面与罐体（21）的内壁固定，初级过滤板（20）和罐体（21）的内壁面形成封闭区域，初级过滤板（20）和罐体（21）形成的封闭区域中设置有挡板（3），挡板（3）的两端分别与初级过滤板（20）固定，罐体（21）外部设置有进料管（2），进料管（2）一端穿过罐体（21）与封闭区域连通，并且进料管（2）设置在封闭区域内部的端头设置在挡板（3）的顶端和底端之间，挡板（3）和进料管（2）设置在封闭区域内部的端头呈30°至60°的夹角，进料管（2）上设置有电磁阀四（1），电磁阀四（1）能够完全切断进料管（2），电磁阀四（1）设置在罐体（21）外部，罐体（21）中设置有内部中空且顶端开口的盛油箱（16），盛油箱（16）的底端与罐体（21）内壁底端存在间隙，盛油箱（16）中设置有出油管（18），出油管（18）一端穿过盛油箱（16）和罐体（21）后设置在罐体（21）的下方，盛油箱（16）中设置有水分检测仪（14），水分检测仪（14）设置在盛油箱（16）的内壁底端面上，出油管（18）上设置有电磁阀一（19），电磁阀一（19）能够完全切断出油管（18），电磁阀一（19）设置在罐体（21）外部，罐体（21）的顶端设置有出气管（7），出气管（7）与罐体（21）内部连通，出气管（7）与罐体（21）的连通处设置有捕雾器（8），捕雾器（8）密封出气管（7）与罐体（21）内部连通的端口，罐体（21）的底端设置有出水管（15），出水管（15）与罐体（21）内部连通，且出水管（15）与罐体（21）的连通处位于盛油箱（16）的下方，罐体（21）中设置有油液检测仪（6），油液检测仪（6）靠近出水管（15）设置在罐体（21）中的端头，并且油液检测仪（6）设置在该端头的上方，出水管（15）上设置有电磁阀三（13），电磁阀三（13）能够完全切断出水管（15），电磁阀三（13）设置在罐体（21）外部，罐体（21）的顶端安装有控制箱（4），控制箱（4）同时与电磁阀四（1）、电磁阀一（19）、电磁阀三（13）、油液检测仪（6）和水分检测仪（14）连接；所述罐体（21）中设置有溢流板（10），溢流板（10）的底端与罐体（21）内壁底端无缝连接，溢流板（10）的侧壁与罐体（21）的对称侧壁无缝连接，溢流板（10）的顶端与罐体（21）的内壁顶端存在间隙，溢流板（10）设置在盛油箱（16）和出水管（15）之间，溢流板（10）中开设有漏水孔（11），且漏水孔（11）靠近罐体（21）的底端，溢流板（10）的顶端设置在盛油箱（16）的顶端下方；所述挡板（3）和进料管（2）设置在封闭区域内部的端头呈45°的夹角；所述捕雾器（8）连接有液体管（9），液体管（9）与捕雾器（8）连通，液体管（9）设置在罐体（21）内部，液体管（9）设置在溢流板（10）和盛油箱（16）之间。
2.根据权利要求1所述的一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，其特征在于：所述盛油箱（16）朝向进料管（2）的侧壁顶端内凹形成通槽，通槽与盛油箱（16）的内壁和外壁连通。
3.根据权利要求1所述的一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，其特征在于：所述出油管（18）设置在盛油箱（16）内部的端口处设置有防涡器一（17），防涡器一（17）完全覆盖该端口，水分检测仪（14）设置在防涡器一（17）的下方；所述出水管（15）设置在罐体（21）内部的端口处设置有防涡器二（12），防涡器二（12）完全覆盖该端口，油液检测仪（6）靠近防涡器二（12）且设置在防涡器二（12）的上方。
4.根据权利要求1所述的一种基于对油气开采中使用的高效三相分离系统，其特征在于：所述出气管（7）上设置有电磁阀二（5），电磁阀二（5）能够完全切断出气管（7），电磁阀二（5）设置在罐体（21）外部。
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