CN111219179A - 一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，包括罐体和从上到下依次设置在所述罐体内的上研磨组件、下研磨组件、高温空腔、环形集液槽、振动筛组，所述罐体内竖直设有离心杆，所述离心杆上端延伸至罐体上端外，下端设有离心筛，所述离心筛包括直筒筛部、斜筛部、底筛部，所述环形集液槽位于直筒筛部的下方，所述高温空腔顶部设有通气孔，所述罐体上分别设有进料孔、出气孔、进气孔、进液孔、驱动件、排液孔、与罐体内腔底部相通的出液孔，所述驱动件驱动所述振动筛组振动，所述罐体顶部设有离心轴驱动机构，所述罐体外表面上还设有转动轴驱动机构。本发明能很好的混合产出油泥与携带黏性流体，提高其注入性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，属于石油工业设备技术领域。
背景技术
目前我国各大油田在石油的生产开发过程中，均或多或少在生产井中出现了产出的油泥。对于油泥的处理，陆上油田的应用方式较多，可以填埋，可以烧砖等方式(李文浩.油泥砂制备蒸压加气混凝土砌块试验研究[D].山东理工大学,2014；俞坤.油田采出水处理技术现状[C].中国油气田地面工程技术交流大会南宁2013)；而对于海上油田而言，并不能有效的就地处理，但是其高昂的运输费用，又使其不得不就地处理。因此，产出油泥作为调剖剂或者堵剂回注地层成为了目前海上油田油泥处理的一个主攻方向。
对于油泥的处理，不少学者进行了研究，其主要手段就是将产出油泥与黏性携带液进行混合，使其形成稳定的固-液混合物，然后再通过高压泵泵入地层。但是在众多的实际应用过程中虽然取得了一些成果(胡菲菲,李庆,靖波,等.海上含聚油泥处理后泥水的回注[J].化工环保,2015,4:381-385；朱桂林.滨南油田污油泥整体回注综合利用工艺[J].油气地质与采收率,2007(04):92-94.)，但是依然存在严重的注入性问题。混合效果决定了体系的注入能力，应用较多的混合装置主要就是固-液旋转的混合机，但是考虑到产出油泥的分散效果差，往往会应用高温干燥，然后研磨成细小颗粒后再进行分散处理(刘晓瑜,尹先清,王文斌,靖波,张健.含聚油泥处理工艺参数优化及交互作用分析[J].化工环保,2018,38(04):451-455；方健,滕大勇,齐远,田晓白.油田含聚油泥性质及处理技术研究进展[J].当代化工,2019,48(08):1787-1790.)。该类方式的应用占地面积广，需要耗费的人力较大，难以有效的在海上油田进行借鉴应用。只有提高固-液混合体系的注入性，才能确保油泥回注的应用。那么，改善体系的混合效果，延长体系的混合稳定性十分重要，因此，设计了一套一体机，来确保提高体系的混合效果，进而提高其矿场应用效果。
发明内容
本发明主要是克服现有技术中的不足之处，提出一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，使产出油泥的回注处理装置简单化，一体化，节省应用空间和人力成本。
本发明解决上述技术问题所提供的技术方案是：一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，包括罐体和从上到下依次设置在所述罐体内的上研磨组件、下研磨组件、高温空腔、环形集液槽、振动筛组，所述罐体内竖直设有离心杆，所述离心杆上端延伸至罐体上端外，下端设有离心筛，所述离心筛包括直筒筛部、斜筛部、底筛部，所述环形集液槽位于直筒筛部的下方，所述高温空腔顶部设有通气孔，所述罐体上分别设有与罐体内腔顶部相通的进料孔、出气孔和与高温空腔相通的进气孔、与罐体内腔下部相通的进液孔、驱动件、与环形集液槽相通的排液孔、与罐体内腔底部相通的出液孔，所述驱动件驱动所述振动筛组振动，所述罐体顶部设有驱动离芯轴转动的离心轴驱动机构，所述罐体外表面上还设有驱动转动轴转动的转动轴驱动机构。
进一步的技术方案是，所述上研磨组件、下研磨组件均包括若干个并排设置的转动轴和套设在所述转动轴上的圆柱形研磨齿，相邻两个圆柱形研磨齿啮合，所述圆柱形研磨齿上轮齿的截面为三角形。其中通过转动轴的转动，推动油泥物质从进料孔运移到罐体内部，填充满转动轴以上空间后，迫使油泥物质从相邻两个圆柱形研磨齿间研磨下落至下面的圆柱形研磨齿上；下面的转动轴同样是转动，先均匀油泥物质在其上部空间的分布，填充满后，在挤压的作用力下研磨通过下研磨组件。这样会使油泥颗粒粒径达到目标粒径，相对均匀的落入高温空腔，从而达到分散研磨的目的。
进一步的技术方案是，所述高温空腔包括圆锥部、圆筒部，所述通气孔设置在所述圆锥部上。圆锥部的锥面是呈30°的斜面夹角，斜面是光滑的，具有密集的通气孔，内部的高温热气从该气孔冲入罐体内部，加热烘干油泥体系中的水分子；烘干的油泥颗粒在光滑的30°壁面逐渐下滑，通过圆筒部的对流热气进一步烘干，确保水溶液的蒸发，油泥的剩余物质进入离心筛。
进一步的技术方案是，所述离心筛包括直筒筛部、斜筛部、底筛部。由离心轴驱动机构驱动离心轴转动，进而带动离心筛旋转，可调整的转速条件；离心筛通过高速离心旋转分离油泥中的剩余液体，液体处于上部，颗粒处于下部。其中，直筒筛部、斜筛部、底筛部的网径是依次增大，直筒筛的材质是具备亲油能力的材质，能够进一步加速油与颗粒的分离，吸附的原油在离心作用下直筒筛部离心出，进入环形集液槽；较小的颗粒从斜筛部筛出，而较大的颗粒则从底筛部筛出。
进一步的技术方案是，所述环形集液槽的内侧面为倾斜面，其内侧面的端面与直筒筛部的底部位于同一水平线，甩出的含油液体部分在收到在环形集液槽内；并从罐体上的排液孔流出。
进一步的技术方案是，所述环形集液槽的宽度与离心筛与罐体内壁之间的间须宽度相等。
进一步的技术方案是，所述振动筛组包括上振动筛、中振动筛、下振动筛，所述上振动筛的网径为1mm，横向振动频率为50Hz；中振动筛的网径为0.8mm，横向振动频率为80Hz；下振动筛的网径为0.6mm，横向振动频率为100Hz。剩余的固体颗粒进入振动筛组的上振动筛，根据其振动频率逐步分散下落粒径，三级分离，使其颗粒均匀分布在圆形的筛网上，形成小颗粒下落速度快，大颗粒后下落速度慢的分散下落状态，最后均匀落入罐体底部。
进一步的技术方案是，所述罐体的下部为45°角的椎体，所述进液孔与罐体内壁切线的夹角为45°，通过呈45°的角度射流而入的黏性流体，形成旋流界面与不断落入的颗粒接触混合，大颗粒的缓慢下落，也避免了其快速沉降。
本发明具有以下有益效果：本发明通过上述设计得到的海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，能很好的混合产出油泥与携带黏性流体，而且占地面积小，功能一体化，降低了人工成本，提高了油泥的注入性能，从而提高了其矿场应用效果。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是进液孔与罐体内壁夹角的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做更进一步的说明。
实施例1
如图1-2所示，本发明的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，包括罐体1和从上到下依次设置在所述罐体1内的上研磨组件、下研磨组件、高温空腔3、环形集液槽4、振动筛组，所述罐体1内竖直设有离心杆6，所述离心杆6上端延伸至罐体1上端外并通过轴承固定在所述罐体1的上端，下端设有离心筛7；
所述离心筛7包括直筒筛部、斜筛部、底筛部，其中直筒筛部、斜筛部、底筛部的网径是依次增大的，所述环形集液槽4位于直筒筛部的下方，
如图1所示，所述高温空腔3包括向下的圆锥部、圆筒部，所述圆锥部上设有向上通气的通气孔8，并且通气孔8是向罐体1中心喷热气，温度在110℃，保证蒸发产出油泥中的水份；
所述罐体1上分别设有与罐体1内腔顶部相通的进料孔9、出气孔10和与高温空腔3相通的进气孔11、与罐体1内腔下部相通的进液孔12、驱动件、与环形集液槽4相通的排液孔14、与罐体1内腔底部相通的出液孔17，所述驱动件驱动所述振动筛组振动，
其中上研磨组件、下研磨组件的结构均相同，均是包括16个并排设置的转动轴2和套设在所述转动轴2上的圆柱形研磨齿13，相邻两个圆柱形研磨齿13啮合，所述圆柱形研磨齿13上轮齿的截面为三角形；其中为了便于更好的研磨油泥，罐体1在安装上研磨组件、下研磨组件的内腔部分设为正方形；
所述罐体顶部设有驱动离芯轴转动的离心轴驱动机构，所述罐体外表面上还设有驱动转动轴转动的转动轴驱动机构；
所述振动筛组包括上振动筛5、中振动筛15、下振动筛16，所述上振动筛5的网径为1mm，横向振动频率为50Hz；中振动筛15的网径为0.8mm，横向振动频率为80Hz；下振动筛16的网径为0.6mm，横向振动频率为100Hz；频率与网径的结合，其目的是为了促进不同颗粒的分离与分散，细小颗粒提前掉入下层。
其中为了更好的收集到离心筛7上从直筒筛部离心出的液体，优选的实施方式是，所述环形集液槽4的内侧面为倾斜面，其内侧面的端面与直筒筛部的底部位于同一水平线，所述环形集液槽4的宽度与离心筛7与罐体1内壁之间的间须宽度相等。
如图1和2所示，所述罐体的下部为45°角的椎体，所述进液孔12与罐体1内壁切线的夹角为45°。
本发明的工作流程是：油泥由进料孔9进入到罐体1内腔顶部，并落到上层的圆柱形研磨齿13上，同时转动轴驱动机构驱动转动轴2顺时针转动，推动油泥物质从进料孔9运移到罐体1内部，填充满转动轴13以上空间后，然后迫使油泥物质从相邻两个圆柱形研磨齿13间研磨下落至下层的圆柱形研磨齿13上；下面的转动轴2同样由转动轴驱动机构驱动，先均匀油泥物质在其上部空间的分布，填充满后，在挤压的作用力下研磨通过下研磨组件；
再进料的同时通过进气孔11向高温空腔3内注入高温气体，并且高温气体通过通气孔8是向罐体1内腔上部喷射，使得罐体1内腔上部的温度升高，进而对油泥进行烘干，其烘干后的蒸汽从出气孔10排出罐体1；
研磨后的油泥部分直接落到离心筛7内，一部分落到高温空腔3的圆锥部上，由于圆锥部上的通气孔8是向罐体1中心喷气，进而将该部分的油泥吹向离心杆6，并且高温空腔3的圆筒部与离心杆6间的距离小于离心筛7与离心杆6间的距离，确保研磨后的油泥全部进入到离心筛7内；
其中离心杆6带动离心筛7进行离心运动，而落到离心筛7的油泥也进行离心运动，因为直筒筛部、斜筛部、底筛部的网径是依次增大，所以油泥的油从直筒筛部离心出，较小的颗粒从斜筛部筛出，而较大的颗粒则从底筛部筛出；
然后离心出的颗粒落到振动筛组上，振动筛通过振动作用将颗粒分散振入罐体1的下部；
同时通过进液孔12向锥形的罐体1下部注液，因所述进液孔12与罐体1内壁切线的夹角为45°，使得注入后的液体在罐体1下部形成螺旋下落，使得振动后的颗粒与注入液充分的混合。
以上所述，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已通过上述实施例揭示，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些变动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (8)
1.一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，包括罐体(1)和从上到下依次设置在所述罐体(1)内上研磨组件、下研磨组件、高温空腔(3)、环形集液槽(4)、振动筛组，所述罐体(1)内竖直设有离心杆(6)，所述离心杆(6)上端延伸至罐体(1)上端外，下端设有离心筛(7)，所述离心筛(7)包括直筒筛部、斜筛部、底筛部，所述环形集液槽(4)位于直筒筛部的下方，所述高温空腔(3)顶部设有通气孔(8)，所述罐体(1)上分别设有与罐体(1)内腔顶部相通的进料孔(9)、出气孔(10)和与高温空腔(3)相通的进气孔(11)、与罐体(1)内腔下部相通的进液孔(12)、驱动件、与环形集液槽(4)相通的排液孔(14)、与罐体(1)内腔底部相通的出液孔(17)，所述驱动件驱动所述振动筛组振动。
2.根据权利要求1所述的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，所述上研磨组件、下研磨组件均包括若干个并排设置的转动轴(2)和套设在所述转动轴(2)上的圆柱形研磨齿(13)，相邻两个圆柱形研磨齿(13)啮合。
3.根据权利要求2所述的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，所述圆柱形研磨齿(13)上轮齿的截面为三角形。
4.根据权利要求1所述的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，所述高温空腔(3)包括圆锥部、圆筒部，所述通气孔(8)设置在所述圆锥部上。
5.根据权利要求1所述的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，所述环形集液槽(4)的内侧面为倾斜面，其内侧面的端面与直筒筛部的底部位于同一水平线。
6.根据权利要求5所述的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，所述环形集液槽(4)的宽度与离心筛(7)与罐体(1)内壁之间的间须宽度相等。
7.根据权利要求1所述的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，所述振动筛组包括上振动筛(5)、中振动筛(15)、下振动筛(16)，所述上振动筛(5)的网径为1mm，横向振动频率为50Hz；中振动筛(15)的网径为0.8mm，横向振动频率为80Hz；下振动筛(16)的网径为0.6mm，横向振动频率为100Hz。
8.根据权利要求1所述的一种海上油田产出油泥回注地层的体系混合一体机，其特征在于，所述罐体(1)的下部为45°角的椎体，所述进液孔(12)与罐体(1)内壁切线的夹角为45°。
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