CN110589931A - 一种浮油收集系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种浮油收集系统,涉及油脂分离技术领域。所述收集系统包括用于抽取抽油井中浮油的抽取装置、用于分离浮油混合物的分离装置、用于提升浮油的提取装置以及控制系统,所述控制系统包括控制器、分离罐水位控制系统、储油池油位控制系统以及浮油混合物提升系统。本发明公开的一种浮油收集系统,能够根据浮油扩散速度、地下水位工况、水界面仪和油界面仪所测量的分离罐中储水层液位和储油层液位的高低,自动判断抽取装置所抽取的混合物是否包含油或气,自动进入相应模式工作,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控,以达到节能、减小运行时间、提供工作效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及油脂分离技术领域,具体涉及一种浮油收集系统。
背景技术
土壤地下水是人类赖以生存的重要资源。但随着国家经济建设的发展,工厂只重视生产不重视环境,使水、气、土壤受到了严重污染,而污染之一是含油污水对地下水的威胁。这些污染区域主要包括油田、餐饮、化工、炼厂、加油站等区域,浮油等污染物不断通过其自身的溶解向土壤和地下水中渗透,使地下水的污染物越来越多并带来了严重危害。
现今市场上存在多种除油装置,但现有的除油装置在对浮油进行收集及分离时,会使油水一起移动,造成油水分离不够干净,且不能或无法长时间根据浮油的高低进行有效调整及高效收集。
因此,如何尽快抽取被浮油污染的地下水并对油水进行快速分离及处理是亟待解决的技术问题。
发明内容
根据本发明的目的提出的一种浮油收集系统,包括抽取装置、提取装置、分离装置、储油池以及控制系统。
所述抽取装置包括浮筒、收集罩、密封管、调整机构、收集管和伸缩管,用于抽取抽油井中的浮油,并跟随油水界面浮动。
所述提取装置设置于分离装置与抽取装置之间,一端连接抽取装置,另一端连接分离装置,所述提取装置与分离装置连接的管道上设置有循环泵;所述提取装置采用射流技术,通过循环泵排送出的高速流体将抽油井中油水混合物提取出来。
所述分离装置包括分离罐,所述分离罐中设置有水界面仪和油界面仪,用于分离油水混合物;所述分离罐通过出油管道与储油池连通,将分离出的浮油排至储油池。
所述控制系统根据水界面仪和油界面仪所测量的分离罐中储水层液位和储油层液位的高低,判断抽取装置所抽取的混合物是否包含油或气,自动进入相应模式工作,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控。
优选的,所述抽取装置中所述浮筒和收集罩均漂浮在水中,所述收集罩罩在所述浮筒浮出水面以上的部分;所述收集罩与浮筒之间通过调整机构连接固定;所述收集罩的下沿与水平面平齐并与所述浮筒之间留有间隙,所述收集罩的下沿与所述浮筒之间的间隙为进油口;所述收集罩的顶部正中央开设有收集罩通孔;所述密封管自上而下竖直穿过所述收集罩通孔并伸入所述浮筒内侧;所述密封管的上端向所述收集罩的上方伸出,下端端部与所述浮筒的内底密封连接固定;所述调整机构匹配位于所述收集罩通孔处;所述收集管自上而下成活动式穿过所述密封管的内孔,其上端伸出所述密封管的顶端上方且匹配安装有上限位挡板,下端向所述浮筒的底部外侧伸出且匹配安装有下限位挡板;通过所述调整机构连接固定的所述收集罩和浮筒沿着所述收集管在所述上限位挡板和下限位挡板之间自由活动;所述收集管的上端端部连接外部真空泵并通过真空泵连接至提取装置中浮油混合物进口;所述伸缩管一端连通所述收集罩的内腔,另一端连通所述收集管的上端。
优选的,所述提取装置包括扩压管以及与扩压管连接的真空气室,所述真空气室上成型有与抽取装置管道连通的浮油混合物进口,所述扩压管远离真空气室的一端成型有与分离罐中储水层管道连通的浮油混合物出口;所述真空气室内设置有喷嘴,所述喷嘴一端设置于扩压管与真空气室连接的一端,另一端与分离罐中储水层管道连通形成高压水进口,所述循环泵设置于分离罐储水层与提取装置中高压水进口之间连接管道上。
优选的,所述分离罐上、中、下三层分别为储油层、浮油混合物层、储水层,储油层上端设置出油管道,并通过出油管道连通储油池,储水层下端设置有出水管道。
优选的,所述控制系统包括控制器、分离罐水位控制系统、储油池油位控制系统以及浮油混合物提升系统。
所述分离罐水位控制系统包括用于测量分离罐中储水层液位的水界面仪以及设置于出水管道上的排水电磁阀,所述水界面仪与排水电磁阀分别与控制器电连接,在水界面仪所测储水层液位超过分离罐高度的10%时,控制器控制排水电磁阀开启进行排水,直至储水层液位低于分离罐高度的10%时,关闭排水电磁阀停止排水。
所述储油池油位控制系统包括用于测量储油池中油量的液位传感器以及设置于储油池出口的排油泵,所述液位传感器与排油泵分别与控制器电连接,在所述液位传感器所检测的储油池中油量超过设定阈值时,控制器控制排油泵排出储油池中浮油,直至储油池中油量低于预设阈值时关闭排油泵。
所述浮油混合物提升系统包括用于测量分离罐中储水层液位的水界面仪、用于测量分离罐中储油层液位的油界面仪以及设置于分离罐储水层与提取装置之间连接管道上的循环泵,所述水界面仪、油界面仪、循环泵分别与控制器电连接。
优选的,所述浮油混合物提升系统根据抽取装置中进油口与油井中油水分界面之间间隙的大小分成两种工作模式,在控制器中预设定对应模式下的循环泵工作的间隔时间Tj和抽取时间Tc,根据水界面仪和油界面仪所测量的分离罐中储水层液位和储油层液位的高低,判断抽取装置所抽取的混合物是否包含油或气,切换对应工作模式。
优选的,工作模式一:通过对抽取装置中调整机构的调整,使得浮油抽取装置的进油口高于油水分界面,实现只抽浮油,再抽一部分气,不抽水。
优选的,工作模式二:通过对抽取装置中调整机构的调整,使得浮油抽取装置的进油口低于油水分界面,实现抽油后,再抽浮油混合物。
优选的,各工作模式下抽油间隔时间智能调整方式为:
当Tcys-Δ<Tcy<Tcys+Δ时,Tj不变,按照初始值设定执行Tj=TjL;
当Tcy>Tcys+Δ且Tj<TjH时,Tj按步在一定范围内增加;
当Tcy<Tcys-Δ且Tj>TjL时,Tj按步在一定范围内减小;其中Tcy为抽油时间;Tcys为抽油时间设定值;Tj为间隔时间;TjL为间隔时间下限设定值;TjH为间隔时间上限设定值。
与现有技术相比,本发明公开的一种浮油收集系统的优点是:
(1)本发明根据浮油扩散速度、地下水位工况、水界面仪和油界面仪所测量的分离罐中储水层液位和储油层液位的高低,自动判断抽取装置所抽取的混合物是否包含油或气,自动进入相应模式工作,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控,以达到节能、减小运行时间、提供工作效率的目的。
(2)本发明通过设置分离罐水位控制系统、储油池油位控制系统以及浮油混合物提升系统实现了油水分离过程中排水、排油以及浮油抽取的自动控制,定时、定量抽油、抽水、水油分开,提高油水分离的效率与自动化。
(3)本发明采用射流原理实现浮油混合物的提升,利用了物料自身的能量进行浮油提升,不再另外增加辅助能量,节能、简捷、辅助设备少、省空间。
(4)本发明中抽取装置能够实现界面自动跟踪,保证抽取口位于抽油井界面平齐或之上,实现浮油抽取,高效、便捷。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见的,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域中的普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明公开的一种浮油收集系统的结构图。
图2为抽取装置结构图。
图3为提取装置结构图。
图4为本发明公开的一种浮油收集系统的主程序流程图。
图5为分离罐水位控制流程图。
图6为储油池油位控制流程图。
图7为系统模块控制系统流程图。
图8为智能参数调整模块系统流程图。
图9为模式一流程图。
图10为模式二流程图。
图中的数字或字母所代表的零部件名称为:
1-抽取装置;11-浮筒;12-收集罩;13-进油口;14-调整机构;15-收集管;16-密封管;17-上限位挡板;18-下限位挡板;19-伸缩管;2-提取装置;21-浮油混合物出口;22-喷嘴;23-扩压管;24-高压水进口;25-浮油混合物进口;26-真空气室;3-分离装置;31-分离罐;4-储油池;5-水界面仪;6-液位传感器;7-排水电磁阀;8-循环泵;9-排油泵;10-油界面仪。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做简要说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,均属于本发明保护的范围。
图1-图10示出了本发明较佳的实施例,分别从不同的角度对其进行了详细的剖析。
如图1所示的一种浮油收集系统,包括用于抽取抽油井中浮油的抽取装置1、用于分离浮油混合物的分离装置3、用于提升浮油的提取装置2以及控制系统。该控制系统根据水界面仪5和油界面仪10所测量的分离罐31中储水层液位和储油层液位的高低,判断抽取装置1所抽取的混合物是否包含油或气,自动进入相应模式工作,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控。
分离装置3选择不限,本发明选用分离罐31,其结构、原理为本领域公知的,在此不做赘述。由于不同物质密度不同、比重不同,该分离罐31上、中、下三层分别为储油层、浮油混合物层、储水层,储油层上端设置出油管道,并通过出油管道连通一储油池4,储水层下端设置有出水管道。当分离罐31中油层高度增加至溢流口时,储油层中的油通过出油管道自动流入储油池4中,在储油池4液位传感器6测量到储油池4中油量达到控制器预设阈值时,控制器输出控制信号至排油泵9,将储油池4中油输出至去罐车。在分离装置3分离油水之前,位于抽油井中的抽取装置1把井中浮在液面的油抽上来(含少量水),实现第一次的油水分离,两次油水分离,分离效果更好。
如图2所示,抽取装置1包括浮筒11、收集罩12、密封管16、调整机构14、收集管15和伸缩管19。其中浮筒11、收集罩12、密封管16、调整机构14和伸缩管19一起构成浮动机构,该浮动机构的平均密度要大于油的密度且小于水的密度,以使浮动机构可以在油水分离界面一定范围内漂浮动,跟踪油水分离界面。
浮筒11和收集罩12均漂浮在水中,收集罩12罩在浮筒11浮出水面以上的部分。收集罩12与浮筒11之间通过调整机构14连接固定。收集罩12的下沿与水平面平齐并与浮筒11之间留有间隙,收集罩12的下沿与浮筒11之间的间隙为进油口13。
收集罩12的顶部正中央开设有收集罩12通孔,密封管16自上而下竖直穿过收集罩12通孔并伸入浮筒11内侧,其上端向收集罩12的上方伸出,下端端部与浮筒11的内底密封连接固定。
调整机构14匹配位于收集罩12通孔处,收集管15自上而下成活动式穿过密封管16的内孔,其上端伸出密封管16的顶端上方且匹配安装有上限位挡板17,下端向浮筒11的底部外侧伸出且匹配安装有下限位挡板18。上限位挡板17和下限位挡板18用于固定浮筒11上下限浮动的行程,起到限制浮筒11及收集罩12的行程,保护、引导的作用,保护伸缩管19在行程范围内受力,防止损坏伸缩管19,浮动机构沿收集管15升降。通过调整机构14连接固定的收集罩12、浮筒11沿着收集管15在上限位挡板17和下限位挡板18之间自由活动。
收集管15的上端端部连接外部真空泵并通过真空泵连接至提取装置2中浮油混合物进口。使用真空泵抽吸来自收集管15中收集的浮油时,液面下降,会在收集罩12周围形成泄降环,负压吸引浮油往收集罩汇集,以利于浮油收集。
伸缩管19一端连通收集罩12的内腔,另一端连通收集管15的上端。具体的,伸缩管19为对称倾斜设置的两根,每根伸缩管19一端连接收集罩12的顶部并与收集罩12内腔连通,另一端连接于位于上限位挡板17上方的收集管15上端并与收集管15连通。该伸缩管19用于将收集罩12收集的浮油导入收集管15中,该伸缩管19与收集管15软连接,使浮筒11在行程范围内在浮力作用下自由移动。通过对称设置两根伸缩管19,可以保证浮动机构保持平衡,配合浮动机构在上限位挡板17和下限位挡板18之间即上下限位之间自由活动,达到收集油的作用。当本发明井下浮油收集装置插入油水分离界面范围内时,上限位挡板17和下限位挡板18可以保证本发明井下浮油收集装置上下浮动范围,保护伸缩管19不被损坏,且本发明井下浮油收集装置与伸缩管19伸缩量匹配一致。
如图3所示,提取装置2包括扩压管23以及与扩压管23连接的真空气室26,真空气室26上成型有与抽取装置1管道连通的浮油混合物进口25,扩压管23远离真空气室26的一端成型有与分离罐31中储水层管道连通的浮油混合物出口21。真空气室26内设置有喷嘴22,喷嘴22一端设置于扩压管23与真空气室26连接的一端,另一端与分离罐31中储水层管道连通形成高压水进口24,分离罐31与提取装置2中高压水进口24之间管道上设置有循环泵8。循环泵8工作过程中产生高压形成的高压流体经由高压水进口24后进入提取装置2,经由提取装置2中的喷嘴22高速喷出,使压力能转化为速度能,在喷嘴22出口区域形成真空,从而将抽取装置1所抽取的浮油混合物和分离罐31储水层的水吸引出来,两股介质在扩压管23内进行混合及能量交换,并使速度能还原成压力能,最后一起从浮油混合物出口21被排出至地面的分离罐31中。
如图4所示,控制系统包括控制器、分离罐水位控制系统、储油池油位控制系统以及浮油混合物提升系统,该浮油混合物提升系统包括系统模块控制系统和智能参数调整模块系统。控制器将数据共享至综合管理平台,再通过网络将各浮油收集系统的数据共享给远程监测站。
如图5所示,分离罐水位控制系统包括用于测量分离罐31中储水层液位的水界面仪5以及设置于出水管道上的排水电磁阀7,水界面仪5与排水电磁阀7分别与控制器电连接,在水界面仪5所测储水层液位超过分离罐31高度的10%时,控制器控制排水电磁阀7开启进行排水,直至储水层液位低于分离罐31高度的10%时,关闭排水电磁阀7停止排水。
如图6所示,储油池油位控制系统包括用于测量储油池4中油量的液位传感器6以及设置于储油池4出口的排油泵9,液位传感器6与排油泵9分别与控制器电连接。首先于控制器中根据储油池4的容积预设油量阈值,在液位传感器6所测量的储油池4中油量超过设定阈值时,传递信号至控制器,控制器控制排油泵9工作,将储油池4中浮油排放至去罐车,直至液位传感器6所测量储油池4中油量低于预设阈值时,关闭排油泵9。
如图7-10所示,浮油混合物提升系统包括用于测量分离罐31中储水层液位的水界面仪5、用于测量分离罐31中储油层液位的油界面仪以及循环泵8,水界面仪5、油界面仪10与循环泵8分别与控制器电连接。循环泵8按周期自动启停,循环工作,并根据水界面仪5所测量的储水层液位和油界面仪10所测量的储油层液位的高低,判断抽取装置1所抽取的混合物是否包含油或气,自动进入相应模式工作,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控。
具体的,浮油混合物提升系统根据抽取装置1中进油口13与油井中油水分界面之间间隙的大小分成两种工作模式,在控制器中预设定对应模式下的循环泵8工作的间隔时间Tj和抽取时间Tc,并根据水界面仪5和油界面仪10所测量的分离罐31中储水层液位和储油层液位的高低,判断抽取装置11所抽取的混合物是否包含油或气,切换对应工作模式,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控,达到节能、降耗的效果。
工作模式一:通过对抽取装置1中调整机构14的调整,使得浮油抽取装置1的进油口13高于油水分界面,实现只抽浮油,再抽一部分气,不抽水。
工作模式二:通过对抽取装置1中调整机构14的调整,保证浮油抽取装置1的进油口13低于油水分界面,实现抽油后,再抽浮油混合物。
各工作模式下抽油间隔时间智能调整方式为:当抽油时间在预设的抽油时间取值范围之内时,间隔时间不变,按照初始值设定执行间隔时间等于间隔时间下限设定值;当抽油时间大于预设的抽油时间取值范围,且间隔时间小于间隔时间上限设定值时,间隔时间按步在一定范围内增加;当抽油时间小于预设的抽油时间取值范围,且间隔时间大于间隔时间下限设定值时,间隔时间按步在一定范围内减小。即,当Tcys-Δ<Tcy<Tcys+Δ时,Tj不变,按照初始值设定执行Tj=TjL;
当Tcy>Tcys+Δ且Tj<TjH时,Tj按步在一定范围内增加;
当Tcy<Tcys-Δ且Tj>TjL时,Tj按步在一定范围内减小;其中Tcy为抽油时间;Tcys为抽油时间设定值;Tj为间隔时间;TjL为间隔时间下限设定值;TjH为间隔时间上限设定值。
相应的,工作模式一中,当Tc1ys-Δ1<Tc1y<Tc1ys+Δ1时,Tj1不变,按照初始值设定执行Tj1=Tj1L;
当Tc1y>Tc1ys+Δ1且Tj1<Tj1H时,Tj1按步在一定范围内增加;
当Tc1y<Tc1ys-Δ1且Tj1>Tj1L时,Tj1按步在一定范围内减小。
工作模式二中,当Tc2ys-Δ2<Tc2y<Tc2ys+Δ2时,Tj2不变,按照初始值设定执行Tj2=Tj2L;
当Tc2y>Tc2ys+Δ2且Tj2<Tj2H时,Tj2按步在一定范围内增加;
当Tc2y<Tc2ys-Δ2且Tj2>Tj2L时,Tj2按步在一定范围内减小。
循环泵8按以下顺序列工作:启动-持续时间Tc-停止-间隔时间Tj-启动,如此循环,其中,抽取时间Tc、间隔时间Tj由工作方式及条件确定。间隔时间Tj上限根据抽气量、抽油量确定,保证一定的抽取频率,间隔时间Tj下限保证循环泵8不频繁启动。
表1:抽油间隔时间智能调整参数设置表:
序号 | 位号 | 名称 |
1 | L | 液位 |
2 | L1 | 液位控制下限 |
3 | L2 | 液位控制上限 |
4 | Tcy | 抽油时间 |
5 | Tcys | 抽油时间设定值 |
6 | Tcq | 延时抽气时间 |
7 | Tcqs | 延时抽气时间设定值 |
8 | Tc | 抽取时间 |
9 | Tcs | 抽取时间设定值 |
10 | Δ | 抽油区间滞差 |
11 | Tj | 间隔时间 |
12 | TjL | 间隔时间下限设定值 |
13 | TjH | 间隔时间上限设定值 |
表2:模式一参数设置表:
序号 | 位号 | 名称 |
模式- | ||
1 | Tc1y | 模式-抽油时间 |
2 | Tc1ys | 模式-抽油时间设定值 |
3 | Tc1q | 模式-延时抽气时间 |
4 | Tc1qs | 模式-延时抽气时间设定值 |
5 | Tc1 | 模式-抽取时间 |
6 | Tc1s | 模式-抽取时间设定值 |
7 | Δ1 | 模式-抽油区间滞差 |
8 | Tj1 | 模式-间隔时间 |
9 | Tj1L | 模式-间隔时间下限设定值 |
10 | Tj1H | 模式-间隔时间上限设定值 |
表3:模式二参数设置表:
序号 | 位号 | 名称 |
模式二 | ||
1 | Tc2y | 模式二抽油时间 |
2 | Tc2ys | 模式二抽油时间设定值 |
3 | Tc2q | 模式二延时抽气时间 |
4 | Tc2qs | 模式二延时抽气时间设定值 |
5 | Tc2 | 模式二抽取时间 |
6 | Tc2s | 模式二抽取时间设定值 |
7 | Δ2 | 模式二抽油区间滞差 |
8 | Tj2 | 模式二间隔时间 |
9 | Tj2L | 模式二间隔时间下限设定值 |
10 | Tj2H | 模式二间隔时间上限设定值 |
进一步的,该发明中所提及的控制器、排水电磁阀、液位传感器、排油泵以及循环泵,在具体的实施过程中不限型号,能够满足上述功能即可。在本实施例中,优先选用西门子S7-200控制器、MCS50型排水电磁阀、KYCM-F型液位传感器、KCB300齿轮油泵以及2BV2061真空泵,其结构与原理为成熟技术,在此不做赘述。液位传感器6、水界面仪5检测到的模拟量信号发送控制器后,控制器根据工艺要求编好控制程序输出控制信号,控制排水电磁阀7、排油泵9或循环泵8的开关、启停,实现控制目标。
进一步的,水界面仪5和油界面仪10的选择不限,优选磁致伸缩式界面仪,该磁致伸缩式界面仪包括界面变送器和设置于液体表面的浮球。当含水油品注入沉降罐或油水分离器后,由于密度不同,经过沉降,油水界面逐步分离,逐渐形成一个油水界面,油层和水层分属两种不同介质。生产工艺要求准确及时地知道油水界面的位置,以便当水位达到某种限定高度时及时开启排水电磁阀7排水,同时在排水的过程中要实时监控水位的变化;当水位达到低限位时及时关闭排水电磁阀7,以避免油品流失造成浪费和环境污染。本发明选用的是磁致伸缩式界面仪,其由一根硬管或柔性管从灌顶通到底部,带磁钢的浮球沿波导管随液面上下移动。测量时,电流脉冲在磁浮球所在位置导管内的波导管上激发出一个应力脉冲,沿波导管以声速传播到顶部电子盒中的测量部,被转换成电脉冲,根据应力脉冲的传播时间可以测定出液面位置。
综上所述,本发明公开的一种浮油收集系统,根据浮油扩散速度、地下水位工况、水界面仪和油界面仪所测量的分离罐中储水层液位和储油层液位的高低,自动判断抽取装置所抽取的混合物是否包含油或气,自动进入相应模式工作,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控,以达到节能、减小运行时间、提供工作效率的目的。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现和使用本发明。对这些实施例的多种修改方式对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下,在其他实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种浮油收集系统,其特征在于,包括抽取装置(1)、提取装置(2)、分离装置(3)、储油池(4)以及控制系统;
所述抽取装置(1)包括浮筒(11)、收集罩(12)、密封管(16)、调整机构(14)、收集管(15)和伸缩管(19),用于抽取抽油井中的浮油,并跟随油水界面浮动;
所述提取装置(2)设置于分离装置(3)与抽取装置(1)之间,一端连接抽取装置(1),另一端连接分离装置(3),所述提取装置(2)与分离装置(3)连接的管道上设置有循环泵(8);所述提取装置(2)采用射流技术,通过循环泵(8)排送出的高速流体将抽油井中油水混合物提取出来;
所述分离装置(3)包括分离罐(31),所述分离罐(31)中设置有水界面仪(5)和油界面仪(10),用于分离油水混合物;所述分离罐(31)通过出油管道与储油池(4)连通,将分离出的浮油排至储油池(4);
所述控制系统根据水界面仪(5)和油界面仪(10)所测量的分离罐(31)中储水层液位和储油层液位的高低,判断抽取装置(1)所抽取的混合物是否包含油或气,自动进入相应模式工作,并依据设定的抽油时间和抽油量自动调整抽油间隔时间,实现浮油抽取量的自动调控。
2.根据权利要求1所述的一种浮油收集系统,其特征在于,所述抽取装置(1)中所述浮筒(11)和收集罩(12)均漂浮在水中,所述收集罩(12)罩在所述浮筒(11)浮出水面以上的部分;所述收集罩(12)与浮筒(11)之间通过调整机构(14)连接固定;所述收集罩(12)的下沿与水平面平齐并与所述浮筒(11)之间留有间隙,所述收集罩(12)的下沿与所述浮筒(11)之间的间隙为进油口(13);所述收集罩(12)的顶部正中央开设有收集罩(12)通孔;所述密封管(16)自上而下竖直穿过所述收集罩(12)通孔并伸入所述浮筒(11)内侧;所述密封管(16)的上端向所述收集罩(12)的上方伸出,下端端部与所述浮筒(11)的内底密封连接固定;所述调整机构(14)匹配位于所述收集罩(12)通孔处;所述收集管(15)自上而下成活动式穿过所述密封管(16)的内孔,其上端伸出所述密封管(16)的顶端上方且匹配安装有上限位挡板(17),下端向所述浮筒(11)的底部外侧伸出且匹配安装有下限位挡板(18);通过所述调整机构(14)连接固定的所述收集罩(12)和浮筒(11)沿着所述收集管(15)在所述上限位挡板(17)和下限位挡板(18)之间自由活动;所述收集管(15)的上端端部连接外部真空泵并通过真空泵连接至提取装置(2)中浮油混合物进口(25);所述伸缩管(19)一端连通所述收集罩(12)的内腔,另一端连通所述收集管(15)的上端。
3.根据权利要求3所述的一种浮油收集系统,其特征在于,所述提取装置(2)包括扩压管(23)以及与扩压管(23)连接的真空气室(26),所述真空气室(26)上成型有与抽取装置(1)管道连通的浮油混合物进口(25),所述扩压管(23)远离真空气室(26)的一端成型有与分离罐(31)中储水层管道连通的浮油混合物出口(21);所述真空气室(26)内设置有喷嘴(22),所述喷嘴(22)一端设置于扩压管(23)与真空气室(26)连接的一端,另一端与分离罐(31)中储水层管道连通形成高压水进口(24),所述循环泵(8)设置于分离罐(31)储水层与提取装置(2)中高压水进口(24)之间连接管道上。
4.根据权利要求1所述的一种浮油收集系统,其特征在于,所述分离罐(31)上、中、下三层分别为储油层、浮油混合物层、储水层,储油层上端设置出油管道,并通过出油管道连通储油池(4),储水层下端设置有出水管道。
5.根据权利要求2所述的一种浮油收集系统,其特征在于,所述控制系统包括控制器、分离罐水位控制系统、储油池油位控制系统以及浮油混合物提升系统;
所述分离罐水位控制系统包括用于测量分离罐(31)中储水层液位的水界面仪(5)以及设置于出水管道上的排水电磁阀(7),所述水界面仪(5)与排水电磁阀(7)分别与控制器电连接,在水界面仪(5)所测储水层液位超过分离罐(31)高度的10%时,控制器控制排水电磁阀(7)开启进行排水,直至储水层液位低于分离罐(31)高度的10%时,关闭排水电磁阀(7)停止排水;
所述储油池油位控制系统包括用于测量储油池(4)中油量的液位传感器(6)以及设置于储油池(4)出口的排油泵(9),所述液位传感器(6)与排油泵(9)分别与控制器电连接,在所述液位传感器(6)所检测的储油池(4)中油量超过设定阈值时,控制器控制排油泵(9)排出储油池(4)中浮油,直至储油池(4)中油量低于预设阈值时关闭排油泵(9);
所述浮油混合物提升系统包括用于测量分离罐(31)中储水层液位的水界面仪(5)、用于测量分离罐(31)中储油层液位的油界面仪(10)以及设置于分离罐(31)储水层与提取装置(2)之间连接管道上的循环泵(8),所述水界面仪(5)、油界面仪(10)、循环泵(8)分别与控制器电连接。
6.根据权利要求5所述的一种浮油收集系统,其特征在于,所述浮油混合物提升系统根据抽取装置(1)中进油口(13)与油井中油水分界面之间间隙的大小分成两种工作模式,在控制器中预设定对应模式下的循环泵(8)工作的间隔时间Tj和抽取时间Tc,根据水界面仪(5)和油界面仪(10)所测量的分离罐(31)中储水层液位和储油层液位的高低,判断抽取装置(11)所抽取的混合物是否包含油或气,切换对应工作模式。
7.根据权利要求6所述的一种浮油收集系统,其特征在于,工作模式一:通过对抽取装置(1)中调整机构(14)的调整,使得浮油抽取装置(1)的进油口(13)高于油水分界面,实现只抽浮油,再抽一部分气,不抽水。
8.根据权利要求6所述的一种浮油收集系统,其特征在于,工作模式二:通过对抽取装置(1)中调整机构(14)的调整,使得浮油抽取装置(1)的进油口(13)低于油水分界面,实现抽油后,再抽浮油混合物。
9.根据权利要求7或8所述的一种浮油收集系统,其特征在于,各工作模式下抽油间隔时间智能调整方式为:
当Tcys-Δ<Tcy<Tcys+Δ时,Tj不变,按照初始值设定执行Tj=TjL;
当Tcy>Tcys+Δ且Tj<TjH时,Tj按步在一定范围内增加;
当Tcy<Tcys-Δ且Tj>TjL时,Tj按步在一定范围内减小;其中Tcy为抽油时间;Tcys为抽油时间设定值;Tj为间隔时间;TjL为间隔时间下限设定值;TjH为间隔时间上限设定值。
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