CN111073682A - 一种油田两级脱水系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油田两级脱水处理系统及方法，包括控制柜和两级脱水装置，两级脱水装置包括温度传感器、液位计、压力传感器和电控件，温度传感器、液位计、压力传感器和电控件均与控制柜电连接，控制柜用于根据温度、压力、液位信号报警及控制电控件的启停。在收球筒上设置压力变送器和温度变送器，对站场安全和设备起到保护作用；加药装置增加液位计，随时掌握加药时间；第一加热炉设全自动燃烧器，实现远程自动点火、熄火保护，提高站场人员生产操作安全性；缓冲罐增加了伴生气出口压力远传功能，外输泵增加压力远传、超限报警停泵、两台泵远程切换，紧急关断功能，减少现场人工操作次数；伴生气分离器出口增加双比重排液阀，实现自动排液。

Description

一种油田两级脱水系统和方法

技术领域

本发明属于原油脱水技术领域，具体涉及一种油田两级脱水系统和方法。

背景技术

长庆油田横跨陕、甘、宁三省，面对油田持续稳产带来地面设施的刚性增长与公司劳动用工紧张的突出矛盾，无人值守建设对缓解公司劳动用工紧张形势开辟了新的路径，对油田公司转型升级、现代化建设、有着很强的借鉴意义。

现有的两级脱水站场工艺操作存在以下问题：

（一）设备方面：

1.井场来的含水油进入收球装置，收球装置没有压力显示，若管道堵塞，压力会越来越高，和温度控制功能，此处温度过高，这两种情况均会带来生产隐患；

2.原站场加药装置里面的药剂剩余情况都要人工巡检才能知道是否该加药，药剂用完若没有及时发现，加药装置一直维持搅拌状态，容易造成机器损耗，巡检人员也得多次查看才能把握准确的加药时间；

3.原站内加热炉都需要人工监测水位，人工近距离手动点火或熄火，也没有温度过高保护功能，隐患较多，巡检次数频繁，人员安全无法保障；

4.原缓冲罐没有压力显示，无法确定该压力容器是否正常工作；

5.原外输泵压力若超高，易导致整个外输系统超压，影响上下游站场正常工作；

6.原站场伴生气分离器出口是用闸阀控制凝液排放，工作人员需要每天手动排出凝液，劳动强度大，而且频繁接触凝析液有害身心健康；

7.原站场沉降罐和净化罐的液位都需要人工去上罐测量，安全性不高。

（二）流程方面：

原站场总机关接收来液后加入药剂经过加热炉加温后，进入缓冲罐初步分离脱水，气体去往伴生气分离器，油水混合物继续进入三相分离器进行再次分离脱水，分离出的气体也去往伴生气分离器，油水混合物下一步进入沉降罐和净化罐（或外输缓冲罐）二次脱水净化后外输。油水混合物二次脱水后的效果需要人工取样分析，再决定净化油流程走向（合格直接去外输缓冲，不合格即切换至沉降罐、净化罐7进行大罐脱水再外输）。这样造成分析结果与实际值存在滞后现象，净化油含水率测量不准确，而且人工巡检次数频繁，还要手动开关阀门转换流程，工作量较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油田两级脱水系统，克服现有技术中存在的技术问题。

本发明的另一个目的在于提供一种油田两级脱水方法，节约人力资源，降低员工劳动强度。

为此，本发明提供的技术方案如下：

一种油田两级脱水处理系统，包括控制柜和两级脱水装置，所述两级脱水装置包括温度传感器、液位计、压力传感器和电控件，所述温度传感器、液位计、压力传感器和电控件均与控制柜电连接，所述控制柜包括报警模块，所述控制柜用于根据温度、压力、液位信号报警及控制电控件的启停，所述电控件包括电动阀和泵。

所述两级脱水装置包括通过管线依次连通的收球筒、第一加热炉、缓冲罐、三相分离器、中间罐、外输泵和第二加热炉，所述收球筒和第一加热炉之间通过管线连通有加药装置，所述第一加热炉的进水管线上设有泵一，所述缓冲罐和三相分离器之间设有泵二，所述三相分离器与中间罐之间设有泵三，所述泵一、泵二和泵三均与控制柜电连接。

所述收球筒上设有温度传感器和第一压力传感器，所述第一加热炉上设有全自动燃烧器和第一液位计，所述缓冲罐上设有第二压力传感器，所述三相分离器上设有第二液位计和第三压力传感器，所述外输泵与第二加热炉之间的管线上设有电动阀，所述外输泵、温度传感器、第一压力传感器、自动燃烧器、第一液位计、第二压力传感器、第二液位计、第三压力传感器和电动阀均与控制柜电连接。

还包括伴生气分离器，所述缓冲罐和三相分离器的气相出口均与伴生气分离器连通，所述伴生气分离器的出液口设有双比重排液阀。

所述三相分离器的排液管线上设有含水分析仪和电动三通阀，所述电动三通阀的两个出口分别连通有管线一和管线二，所述含水分析仪和电动三通阀15均与控制柜电连接；

所述管线一上依次设有中间罐一和外输泵，所述管线二上依次设有中间罐二和外输泵，所述外输泵包括并列设置的外输泵一和外输泵二，所述第二加热炉与外输泵一之间设有第一电动阀，所述第二加热炉与外输泵二之间设有第二电动阀，所述中间罐一为外输缓冲罐，所述中间罐二包括依次设置的沉降罐和净化罐；所述外输泵一、外输泵二、第一电动阀和第二电动阀均与控制柜电连接。

所述加药装置上设有第三液位计，所述加药装置上设有搅拌电机，所述第三液位计和搅拌电机均与控制柜电连接。

所述外输泵一和外输泵二上均设有第四压力传感器，所述中间罐上设有第四液位计，所述第四压力传感器和第四液位计均与控制柜电连接。

一种油田两级脱水方法，使用油田两级脱水系统，站场总机关接收来液后，含水油由收球筒进入第一加热炉加温后，进入缓冲罐初步分离脱水，初步分离脱水后得到的油水混合物进入三相分离器进行再次分离脱水，然后经含水分析仪分析含水率后发送给控制柜，控制柜与设定含水率进行对比，根据对比后含水率是否合格发送信号给电动三通阀控制进入管线一或管线二，同时控制柜启动其中一个外输泵和电动阀，经过中间罐后由外输泵输入第二加热炉，加热后计量外输。

当控制柜与设定含水率进行对比后，油水混合物含水率合格，则油水混合物由电动三通阀的一个出口进入管线一的外输缓冲罐。

当控制柜与设定含水率进行对比后，油水混合物含水率合格，则油水混合物由电动三通阀的另一个出口进入管线二的沉降罐和净化罐进行脱水。

本发明的有益效果是：

本发明提供的这种油田两级脱水，通过在收球筒上设置压力变送器和温度变送器，对站场安全和设备起到保护作用；加药装置增加液位计，员工可随时掌握添加药品的时间，同时降低搅拌电机消耗；第一加热炉设置全自动燃烧器，实现远程自动点火、补水功能，熄火保护、报警、水位远传，低限报警，提高站场人员生产操作安全性；缓冲罐增加了伴生气出口压力远传功能，减少现场人工巡检次数；外输泵增加压力远传、超限报警停泵、两台泵远程切换，紧急关断功能，减少现场人工操作次数；伴生气分离器出口增加双比重排液阀，实现自动排液；降罐和净化罐新增液位监测上传、超限报警，实现罐内液体实时监测减少现场人工巡检次数。

三相分离器出口安装含水分析仪，通过含水分析仪检测油水混合物的含水率，控制柜根据含水率决定油水混合物的走向，分析结果与实际值实时同步，结果准确。整个流程简洁，工艺优化，可靠性强，自动化程度高，且便于操作。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举优选实施例，并结合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一种流程示意图。

图中：

附图标记说明：

1、收球筒；2、第一加热炉；3、缓冲罐；4、三相分离器；5、外输缓冲罐；6、沉降罐；7、净化罐；8、外输泵一；9、外输泵二；10、第二加热炉；11、计量装置；12、加药装置；13、伴生气分离器；14、双比重排液阀；15、电动三通阀；16、含水分析仪；17、泵一；18、泵二；19、泵三；20、温度传感器；21、第一压力传感器；22、全自动燃烧器；23、第一液位计；24、第二压力传感器；25、第二液位计；26、第三压力传感器；27、第三液位计；28、第四压力传感器；29、第四液位计；30、第一电动阀；31、第二电动阀。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

需说明的是，在本发明中，图中的上、下、左、右即视为本说明书中所述的油田两级脱水处理系统的上、下、左、右。

现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

本实施例提供了一种油田两级脱水处理系统，包括控制柜和两级脱水装置，所述两级脱水装置包括温度传感器20、液位计、压力传感器和电控件，所述温度传感器20、液位计、压力传感器和电控件均与控制柜电连接，所述控制柜包括报警模块，所述控制柜用于根据温度、压力、液位信号报警及控制电控件的启停，所述电控件包括电动阀和泵。

本发明通过各传感器和控制柜的配合控制，可提高两级脱水站场生产流程自动化，实现无人值守改造，节约人力资源，降低员工劳动强度。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种油田两级脱水处理系统，所述两级脱水装置包括通过管线依次连通的收球筒1、第一加热炉2、缓冲罐3、三相分离器4、中间罐、外输泵和第二加热炉10，所述收球筒1和第一加热炉2之间通过管线连通有加药装置12，所述第一加热炉2的进水管线上设有泵一17，所述缓冲罐3和三相分离器4之间设有泵二18，所述三相分离器4与中间罐之间设有泵三19，所述泵一17、泵二18和泵三19均与控制柜电连接。

通过控制柜控制泵一17的启停，实现第一加热炉2的自动补水；通过控制柜控制泵二18的启停，实现缓冲罐3自动排液至三相分离器4；通过控制柜控制泵三19的启停，实现三相分离器4自动排液至中间罐。以上控制可通过设置间隔时间启停。

实施例3：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种油田两级脱水处理系统，所述两级脱水装置包括通过管线依次连通的收球筒1、第一加热炉2、缓冲罐3、三相分离器4、中间罐、外输泵和第二加热炉10，所述收球筒1和第一加热炉2之间通过管线连通有加药装置12，所述第一加热炉2的进水管线上设有泵一17，所述缓冲罐3和三相分离器4之间设有泵二18，所述三相分离器4与中间罐之间设有泵三19，所述泵一17、泵二18和泵三19均与控制柜电连接。

所述收球筒1上设有温度传感器20和第一压力传感器21，所述第一加热炉2上设有全自动燃烧器22和第一液位计23，所述缓冲罐3上设有第二压力传感器24，所述三相分离器4上设有第二液位计25和第三压力传感器26，所述外输泵与第二加热炉10之间的管线上设有电动阀，所述外输泵、温度传感器20、第一压力传感器21、自动燃烧器、第一液位计23、第二压力传感器24、第二液位计25、第三压力传感器26和电动阀均与控制柜电连接。

收球筒1运行温度达到40℃时或压力超过0.5MPa时，即停止运行，对站场安全和设备起到保护作用。具体过程为：控制柜接收到温度传感器20的温度信号，并与设定温度进行对比后，如超过40℃，控制柜发出警报，收球筒1停止运行；同理，控制柜接收到第一压力传感器21的压力信号，当压力超过0.5MPa时，控制柜发出警报，收球筒1停止运行。

第一加热炉2上设有全自动燃烧器22和第一液位计23，整个系统运行时，控制柜发送信号给全自动燃烧器22，实现自动点火，同时也可发送信号实现熄火；第一液位计23发送液位信号给控制柜，当第一加热炉2的水位降至液位下限时，控制柜发送信号给泵一17，实现自动补水，提高站场人员生产操作安全性。其中，全自动燃烧器22购自深圳市森能燃烧设备有限公司，型号为BTG 28P。

缓冲罐3上设有第二压力传感器24，第二压力传感器24发送压力信号给控制柜，实现伴生气出口压力远传功能，减少现场人工巡检次数；三相分离器4上设有第二液位计25和第三压力传感器26，实现三相分离器4液位与压力的监测与远传。外输泵与第二加热炉10之间的管线上设有电动阀，通过控制柜发送信号给外输泵和电动阀使脱水后原油进入第二加热炉10加热后计量，最后实现外输。

实施例4：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种油田两级脱水处理系统，还包括伴生气分离器13，所述缓冲罐3和三相分离器4的气相出口均与伴生气分离器13连通，所述伴生气分离器13的出液口设有双比重排液阀14。

通过设置双比重排液阀14，可实现自动排液，降低劳动强度。双比重排液阀14的原理是全自动连续作业，有较重液体就排，无较重液体自动关闭，较轻液体泄漏率为零。双比重排液阀14的型号为HSP32F DN50，购自甘肃红峰机械有限责任公司。

实施例5：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种油田两级脱水处理系统，所述三相分离器4的排液管线上设有含水分析仪16和电动三通阀15，所述电动三通阀15的两个出口分别连通有管线一和管线二，所述含水分析仪16和电动三通阀15均与控制柜电连接；

所述管线一上依次设有中间罐一和外输泵，所述管线二上依次设有中间罐二和外输泵，所述外输泵包括并列设置的外输泵一8和外输泵二9，所述第二加热炉10与外输泵一8之间设有第一电动阀30，所述第二加热炉10与外输泵二9之间设有第二电动阀31，所述中间罐一为外输缓冲罐5，所述中间罐二包括依次设置的沉降罐6和净化罐7；所述外输泵一8、外输泵二9、第一电动阀30和第二电动阀31均与控制柜电连接。

如图1所示，三相分离器4出口安装含水分析仪16（用来检测净化油的含水率），含水分析仪16后安装电动三通阀15，电动三通阀15有A、B两个出口方向，A方向（管线一）为外输缓冲罐5，B方向（管线二）为沉降罐6，进行二级脱水，再进入净化罐7外输。含水分析仪16检测合格油进入管线一流程，不合格油则连锁切换电动三通阀15进入管线二流程。

三相分离器4出口安装含水分析仪16，通过含水分析仪16检测油水混合物的含水率，控制柜根据含水率决定油水混合物的走向，分析结果与实际值实时同步，结果准确。整个流程简洁，工艺优化，可靠性强，自动化程度高，且便于操作。

其中，外输泵一8和外输泵二9并列设置，可分别设于管线一和管线二，也可共用其中一个。通过控制柜可实现切换（启停外输泵和对应的电动阀），紧急关断功能，减少现场人工操作次数。

所述外输泵一8和外输泵二9上均设有第四压力传感器28，所述中间罐上设有第四液位计29，所述第四压力传感器28和第四液位计29均与控制柜电连接。

外输泵一8和外输泵二9上均设有第四压力传感器28，实现压力远传功能，并设置了超限报警停泵。避免外输泵压力超高，导致整个外输系统超压，影响上下游站场正常工作。

实施例6：

在实施例1的基础上，本实施例提供了一种油田两级脱水处理系统，所述加药装置12上设有第三液位计27，所述加药装置12上设有搅拌电机，所述第三液位计27和搅拌电机均与控制柜电连接。

当加药装置12内药液降至设定值时，控制柜接收到液位信号并对比后发送信号给搅拌电机，使搅拌电机停止搅拌，降低能耗，同时发送警报，提醒加药。

实施例7：

本实施例提供了一种油田两级脱水方法，使用油田两级脱水系统，站场总机关接收来液后，含水油由收球筒1进入第一加热炉2加温后，进入缓冲罐3初步分离脱水，初步分离脱水后得到的油水混合物进入三相分离器4进行再次分离脱水，然后经含水分析仪16分析含水率后发送给控制柜，控制柜与设定含水率进行对比，根据对比后含水率是否合格发送信号给电动三通阀15控制进入管线一或管线二，同时控制柜启动其中一个外输泵和电动阀，经过中间罐后由外输泵输入第二加热炉10，加热后计量外输。

实施例8：

在实施例8的基础上，本实施例提供了一种油田两级脱水方法，当控制柜与设定含水率进行对比后，油水混合物含水率合格，则油水混合物由电动三通阀15的一个出口进入管线一的外输缓冲罐5。

当控制柜与设定含水率进行对比后，油水混合物含水率不合格，则油水混合物由电动三通阀15的另一个出口进入管线二的沉降罐6和净化罐7进行脱水。

本发明适用于两级脱水站场，尤其在油田用工量较大的脱水站、联合站具有较广的应用前景。工艺优化、流程简洁、密闭连续运行、安全可靠性高；站内操作管理点少，降低现场人工操作次数，减少现场人工巡检次数，改造投资较低。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种油田两级脱水处理系统，其特征在于：包括控制柜和两级脱水装置，所述两级脱水装置包括温度传感器（20）、液位计、压力传感器和电控件，所述温度传感器（20）、液位计、压力传感器和电控件均与控制柜电连接，所述控制柜包括报警模块，所述控制柜用于根据温度、压力、液位信号报警及控制电控件的启停，所述电控件包括电动阀和泵。

2.根据权利要求1所述的一种油田两级脱水系统，其特征在于：所述两级脱水装置包括通过管线依次连通的收球筒（1）、第一加热炉（2）、缓冲罐（3）、三相分离器（4）、中间罐、外输泵和第二加热炉（10），所述收球筒（1）和第一加热炉（2）之间通过管线连通有加药装置（12），所述第一加热炉（2）的进水管线上设有泵一（17），所述缓冲罐（3）和三相分离器（4）之间设有泵二（18），所述三相分离器（4）与中间罐之间设有泵三（19），所述泵一（17）、泵二（18）和泵三（19）均与控制柜电连接。

3.根据权利要求2所述的一种油田两级脱水系统，其特征在于：所述收球筒（1）上设有温度传感器（20）和第一压力传感器（21），所述第一加热炉（2）上设有全自动燃烧器（22）和第一液位计（23），所述缓冲罐（3）上设有第二压力传感器（24），所述三相分离器（4）上设有第二液位计（25）和第三压力传感器（26），所述外输泵与第二加热炉（10）之间的管线上设有电动阀，所述外输泵、温度传感器（20）、第一压力传感器（21）、自动燃烧器、第一液位计（23）、第二压力传感器（24）、第二液位计（25）、第三压力传感器（26）和电动阀均与控制柜电连接。

4.根据权利要求2所述的一种油田两级脱水系统，其特征在于：还包括伴生气分离器（13），所述缓冲罐（3）和三相分离器（4）的气相出口均与伴生气分离器（13）连通，所述伴生气分离器（13）的出液口设有双比重排液阀（14）。

5.根据权利要求2所述的一种油田两级脱水系统，其特征在于：所述三相分离器（4）的排液管线上设有含水分析仪（16）和电动三通阀（15），所述电动三通阀（15）的两个出口分别连通有管线一和管线二，所述含水分析仪（16）和电动三通阀（15）均与控制柜电连接；

所述管线一上依次设有中间罐一和外输泵，所述管线二上依次设有中间罐二和外输泵，所述外输泵包括并列设置的外输泵一（8）和外输泵二（9），所述第二加热炉（10）与外输泵一（8）之间设有第一电动阀（30），所述第二加热炉（10）与外输泵二（9）之间设有第二电动阀（31），所述中间罐一为外输缓冲罐（5），所述中间罐二包括依次设置的沉降罐（6）和净化罐（7）；所述外输泵一（8）、外输泵二（9）、第一电动阀（30）和第二电动阀（31）均与控制柜电连接。

6.根据权利要求2所述的一种油田两级脱水系统，其特征在于：所述加药装置（12）上设有第三液位计（27），所述加药装置（12）上设有搅拌电机，所述第三液位计（27）和搅拌电机均与控制柜电连接。

7.根据权利要求5所述的一种油田两级脱水系统，其特征在于：所述外输泵一（8）和外输泵二（9）上均设有第四压力传感器（28），所述中间罐上设有第四液位计（29），所述第四压力传感器（28）和第四液位计（29）均与控制柜电连接。

8.一种油田两级脱水方法，使用权利要求5所述的油田两级脱水系统，其特征在于：站场总机关接收来液后，含水油由收球筒（1）进入第一加热炉（2）加温后，进入缓冲罐（3）初步分离脱水，初步分离脱水后得到的油水混合物进入三相分离器（4）进行再次分离脱水，然后经含水分析仪（16）分析含水率后发送给控制柜，控制柜与设定含水率进行对比，根据对比后含水率是否合格发送信号给电动三通阀（15）控制进入管线一或管线二，同时控制柜启动其中一个外输泵和电动阀，经过中间罐后由外输泵输入第二加热炉（10），加热后计量外输。

9.根据权利要求8所述的一种油田两级脱水方法，其特征在于：当控制柜与设定含水率进行对比后，油水混合物含水率合格，则油水混合物由电动三通阀（15）的一个出口进入管线一的外输缓冲罐（5）。

10.根据权利要求8所述的一种油田两级脱水方法，其特征在于：当控制柜与设定含水率进行对比后，油水混合物含水率不合格，则油水混合物由电动三通阀（15）的另一个出口进入管线二的沉降罐（6）和净化罐（7）进行脱水。

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