CN112499006B - 干气加热安全环保油井密闭储油装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干气加热安全环保油井密闭储油装置，包括储罐以及其上设有的开敞式天然气干燥器和密闭天然气干燥器，密闭天然气干燥器整体设置在储罐内或者上部安装在储罐外、下部安装在储罐内，密闭天然气干燥器的底部开口并向下延伸连接有密封管体，密封管体的下端开口并与储罐腔连通，密闭天然气干燥器的内腔中上部通过溢流管线与储罐腔连通，且溢流管线上设有受液流作用由密闭天然气干燥器向储罐单向开始的阀门；密闭天然气干燥器的上部通过管线与燃烧器连接。相比现有技术，本发明具有如下优点：采用水封以及连通器原理，能够实现密闭天然气干燥器内的液面达到一定高度时能够自动外溢到储罐腔，消除了因液满导致轻质油进入燃烧器燃烧出现安全以及环保问题的缺陷，实现节能环保、安全可靠的生产。

Description

干气加热安全环保油井密闭储油装置

技术领域

本发明涉及石油开采领域，特别是一种干气加热安全环保油井密闭储油装置，适用于单井、分散小区块油田油井以及不具备进大管网集中储备条件的油井实现集中油液密闭加热储存。

背景技术

本申请人拥有的名称为“油井密闭储油装置”的已授权专利（专利号为201821891961.6），其分离干燥出的天然气产品效果比较理想，但是由于现场天气条件变化复杂，用于二次干燥净化的密闭天然气干燥器内部的轻质油液面不可视，或者现场作业失误等原因，均会导致密闭天然气干燥器内部的轻质油排放回收不及时，部分轻质油会混进燃烧器内燃烧，导致烟囱出现冒黑烟现象，并且也会发生燃烧器烧坏等安全事故。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术存在的因操作不当轻质油容易进入燃烧器而出现安全环保问题的缺陷，提供一种节能环保、安全可靠的干气加热安全环保油井密闭储油装置以及其应用方法。

为了实现上述缺陷，本发明采用以下技术方案：

一种干气加热安全环保油井密闭储油装置，包括储罐以及其顶部设有并与其连通的开敞式天然气干燥器，所述储罐内设有罐状的密闭天然气干燥器，所述密闭天然气干燥器整体设置在储罐内或者上部安装在储罐外、下部安装在储罐内，所述开敞式天然气干燥器内腔的上部通过第一气管线与密闭天然气干燥器的内腔连通；所述储罐的外部设置有燃烧器以及烟囱，所述燃烧器的进口端通过管线与密闭天然气干燥器的内腔上部连接；所述储罐的内腔下部设置有加热盘管，所述燃烧器的出口端与加热盘管的进口端连接，所述加热盘管的出口端与烟囱连接；所述密闭天然气干燥器的底部开口并向下延伸连接有密封管体，所述密封管体的下端开口并与储罐腔连通，所述密闭天然气干燥器的内腔中上部通过溢流管线与储罐腔连通，且所述溢流管线上设有受液流作用由密闭天然气干燥器向储罐单向开始的阀门；所述密闭天然气干燥器的上部通过管线与所述燃烧器连接。

进一步的，所述溢流管线的出口端设有两个分支，其中一个分支并接在所述第一气管线上，另一分支上设有所述的受液流作用由密闭天然气干燥器向储罐单向开启的单向阀门。

进一步的，所述溢流管线在密闭天然气干燥器上的连接位置低于第一气管线在密闭天然气干燥器上的连接位置。

进一步的，所述储罐外设置有卸油管汇，所述卸油管汇上设有至少两个支路，其中至少一个支路的端部伸入到储罐的中部，至少一个支路的端部通过密闭天然气干燥器的内腔伸入到密封管体的下部。

进一步的，所述储罐的内腔下部还设有电加热装置。

进一步的，所述开敞式天然气干燥器为气包状，所述气包底部为敞开式与储罐连通，所述气包中部安装有气液分离组件，所述气包上部为集气腔；所述密闭天然气干燥器为封闭的立式罐体，所述立式罐体通过中部安装的气液分离组件间隔为上部的集气腔和下部的集液腔。

进一步的，所述储罐底部设有应急排污口。

进一步的，所述烟囱内设置有余热加热器，所述余热加热器的进口端通过第二气管线与密闭天然气干燥器的内腔上部连接、出口端通过第三气管线与燃烧器的进口端连接；所述余热加热器与燃烧器之间的第三气管线上设有分支连接火炬或者气网。

接着给出一种安全环保的油井密闭储油方法，即应用上述干气加热安全环保油井密闭储油装置，具体步骤如下：

1.向所述储罐腔底部注入水，并保持水位位于所述加热盘管之上，此时水进入密封管体并形成水密封；通过所述加热管盘给储罐升温；

2.然后向所述储罐内注入原油，原油即浮于水面之上，伴生气从油中脱出上升流入所述敞式天然气干燥器进行一次气液分离处理，一次气液分离处理后的气体通过第一气管线输送至所述密闭天然气干燥器进行二次干燥，一次气液分离处理后的重质油组分储存于所述储罐中；

3.一次气液分离处理后的气体在所述密闭天然气干燥器经过二次气液分离后，干气上升储存于所述密闭天然气干燥器的上部，轻质油组分沉降于所述密闭天然气干燥器的下部，且底部通过水密封与所述储罐内原油隔绝；

4.随注入所述储罐的原油量的增多，因连通器原理，所述储罐以及密封管体、密闭天然气干燥器内的液位同步上升，同时由于所述密闭天然气干燥器的轻质油组分比重低于所述储罐内重质油组分，因此所述密闭天然气干燥器内的液位高于所述储罐内液位；

5.当所述密闭天然气干燥器内的轻质油组分液位高于溢流管线的位置时，所述单向阀门在液流的作用下打开，轻质油组分便从密闭天然气干燥器内溢流至储罐内；反之，当所述密闭天然气干燥器内的轻质油组分液位低于溢流管线的位置，因无液流作用，所述单向阀门随之关闭；

6.所述干气通过管线引入燃烧器作为燃料燃烧后给加热管盘供热。

进一步的，接通储罐的中部的卸油管汇支路，能够将油液导出罐外；接通密封管体内的卸油管汇支路，能够将水导出罐外。

本发明的技术效果如下：

1、具有原有专利的优点：即采用伴生湿气在罐中罐当中进行多次分离净化干燥成干气的技术，处理后的伴生气由湿变干不用再进行地面流程净化处理，直接进入燃烧器使用，延长了燃烧器使用寿命；地面天然气净化处理设备不必安装，地面工艺流程变短，节约了投资。同时，消除了高寒油区油井冬季生产不安全的因素，降低了操作成本，减少了工人劳动强度，余热回收利用节能效果好，环保效果明显；且整体设备运转更正常，效率提高，轻质油、污油、污水回收利用，减少了资源浪费，提高了产量，增效明显。

2、相比原有专利，还具有如下优点：采用水封以及连通器原理，能够实现密闭天然气干燥器内的液面达到一定高度时能够自动外溢到储罐腔，消除了因液满导致轻质油进入燃烧器燃烧出现安全以及环保问题的缺陷，实现节能环保、安全可靠的生产。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图中：1、进油口；2、储罐；3、开敞式天然气干燥器；4、第一气管线，5、密闭天然气干燥器，6、管线中心管，7、应急排污口，8、卸油管汇，9、第二气管线，10、烟囱，11、余热加热器，12、第三气管线，13、燃烧器，14、气网或火炬，15、密封管体，16、溢流管线，17、单向阀。

具体实施方式

实施例1

参照图1，一种干气加热安全环保油井密闭储油装置，其包括原专利中的如下结构：

储罐2上设有开敞式天然气干燥器3和密闭天然气干燥器5，其中：

开敞式天然气干燥器3设置在储罐2的顶部，开敞式天然气干燥器3为气包状，气包底部为敞开式与储罐腔2连通，气包中部安装有气液分离组件，气包上部为集气腔。密闭天然气干燥器5的上部安装在储罐外、下部安装在储罐2内，密闭天然气干燥器5为封闭的立式罐体，立式罐体通过中部安装的气液分离组件间隔为上部的集气腔和下部的集液腔。开敞式天然气干燥器3内腔的上部通过第一气管线4与密闭天然气干燥器5的侧壁（内部对应集液腔）连接。

储罐2的外部设置有燃烧器13以及烟囱10，储罐2的内腔设置有加热盘管，燃烧器13的出口端与加热盘管的进口端连接，加热盘管的出口端与烟囱10连接；燃烧器的进口端通过气管线与密闭天然气干燥器5的内腔上部连接。

在上述结构的基础上，本发明又改进了如下结构：

密闭天然气干燥器5的底部开口并向下延伸连接有密封管体15，密封管体15的下端开口并与储罐2内腔连通，密闭天然气干燥器5的内腔中上部通过溢流管16线与储罐2内腔连通，且溢流管线16在密闭天然气干燥器5上的连接位置低于第一气管线在密闭天然气干燥器上的连接位置；溢流管线16上设有受液流作用由密闭天然气干燥器5向储罐2单向开启的阀门，即单向阀17（比如可以采用翻板结构的旋启式止回阀）；密闭天然气干燥器5的上部通过管线与燃烧器13连接。

储罐2外设置有卸油管汇8，卸油管汇8上设有两个支路，其中一个支路的端部伸入到储罐2内腔的中部（油层所在的位置），一个支路的端部通过密闭天然气干燥器5的内腔伸入到密封管体15的下部（水层所在的位置）。储罐2底部设有应急排污口7。

本装置的工作过程是：

（1）向储罐2内腔底部注入水，并保持水位位于加热盘管之上，此时水进入密封管体15并形成水密封；通过加热管盘给储罐2升温；

（2）在抽油泵的作用下原油从地下经进油口1输送到储罐2内，原油即浮于水面之上，伴生气从油中脱出上升流入开敞式天然气干燥器3进行一次气液分离处理，即经干燥器中设置的气液分离组件（气液分离组件可以采用常规的孔板、瓷球、分子筛等，也可以采用伞状多层网片）过滤，滤下的重质油组分自动脱落回到储罐2内部，气上升完成初次干燥处理；

（3）一次气液分离处理后的气体在开敞式天然干燥器3气顶部经第一气管线4内输送到密闭天然气干燥器5内进行二次气液分离后，气体上升经过设置在密闭天然气干燥器5中的气液分离组件（气液分离组件的选择同上）过滤再干燥，干气上升储存于密闭天然气干燥器5的上部，并通过第二气管线9引入燃烧器13作为燃料燃烧后给加热管盘供热；轻质油组分沉降于密闭天然气干燥器5的下部，且底部通过水密封与储罐5内原油隔绝；

（4）随注入储罐2的原油量的增多，因连通器原理，储罐2以及密封管体15、密闭天然气干燥器5内的液位同步上升，同时由于密闭天然气干燥器5的轻质油组分比重低于储罐5内重质油组分，因此密闭天然气干燥器5内的液位略微高于储罐2内液位；

（5）当密闭天然气干燥器5内的轻质油组分液位高于溢流管线16的位置时，单向阀17在液流的作用下自动打开，轻质油组分便从密闭天然气干燥器5内溢流至储罐2内；反之，当密闭天然气干燥器5内的轻质油组分液位低于溢流管线16的位置，因无液流作用，单向阀17随之关闭；

（6）储罐2内的液位到达安全位置时，储罐2内的油通过端部伸入到储罐2内腔的中部的支路进入卸油管汇8装入油罐车内；当原油含水量较高（水位较高）或者储罐整体搬家时，可以通过插入到密封管体15的下部的支路将水及时排出；应急时或者检修时罐内液体可以从底部的应急排污口7排出。

实施例2

一种干气加热安全环保油井密闭储油装置，在实施例1结构的基础上，还包括：储罐2的内腔下部还设有电加热装置；当原油中伴生气较少导致产生的干气导致其燃烧供热不能够满足储罐升温时，可以启动电加热装置作为备用给储罐升温。

本装置的整体工作过程同实施例1，不再赘述。

实施例3

一种干气加热安全环保油井密闭储油装置，在实施例1或2结构的基础上，还包括：烟囱10内设置有余热加热器11（即换热器，采用烟气余热给天然气升温），余热加热器11的进口端通过第二气管线9与密闭天然气干燥器5的内腔上部连接、出口端通过第三气管线12连接；工作时，干气经余热加热器11加温后经第三气管线12输送到燃烧器13内，余热加热器11与燃烧器13之间的第三气管线12上设有分支连接火炬或者气网14；即在保证燃烧器供储罐加热的前提下，多余的气可以进入火炬或者气网。

本装置的整体工作过程同实施例1，不再赘述。

以上所述，仅是本发明的典型实施例，本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案对本发明加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种干气加热安全环保油井密闭储油装置，包括储罐以及其顶部设有并与其连通的开敞式天然气干燥器，所述储罐内设有罐状的密闭天然气干燥器，所述密闭天然气干燥器整体设置在储罐内或者上部安装在储罐外、下部安装在储罐内，所述开敞式天然气干燥器内腔的上部通过第一气管线与密闭天然气干燥器的内腔连通；所述储罐的外部设置有燃烧器以及烟囱，所述燃烧器的进口端通过管线与密闭天然气干燥器的内腔上部连接；所述储罐的内腔下部设置有加热盘管，所述燃烧器的出口端与加热盘管的进口端连接，所述加热盘管的出口端与烟囱连接；其特征在于：所述密闭天然气干燥器的底部开口并向下延伸连接有密封管体，所述密封管体的下端开口并与储罐腔连通，所述密闭天然气干燥器的内腔中上部通过溢流管线与储罐腔连通，且所述溢流管线上设有受液流作用由密闭天然气干燥器向储罐单向开启的阀门；所述密闭天然气干燥器的上部通过管线与所述燃烧器连接；当所述储罐腔底部注入水，并保持水位位于所述加热盘管之上，此时水能够进入密封管体并形成水密封。

2.根据权利要求1所述的干气加热安全环保油井密闭储油装置，其特征在于：所述溢流管线的出口端设有两个分支，其中一个分支并接在所述第一气管线上，另一分支上设有所述的受液流作用由密闭天然气干燥器向储罐单向开启的阀门。

3.根据权利要求1所述的干气加热安全环保油井密闭储油装置，其特征在于：所述溢流管线在密闭天然气干燥器上的连接位置低于第一气管线在密闭天然气干燥器上的连接位置。

4.根据权利要求1所述的干气加热安全环保油井密闭储油装置，其特征在于：所述储罐外设置有卸油管汇，所述卸油管汇上设有至少两个支路，其中至少一个支路的端部伸入到储罐的中部，至少一个支路的端部通过密闭天然气干燥器的内腔伸入到密封管体的下部。

5.根据权利要求1所述的干气加热安全环保油井密闭储油装置，其特征在于：所述储罐的内腔下部还设有电加热装置。

6.根据权利要求1所述的干气加热安全环保油井密闭储油装置，其特征在于：所述开敞式天然气干燥器为气包状，所述气包底部为敞开式与储罐连通，所述气包中部安装有气液分离组件，所述气包上部为集气腔；所述密闭天然气干燥器为封闭的立式罐体，所述立式罐体通过中部安装的气液分离组件间隔为上部的集气腔和下部的集液腔。

7.根据权利要求6所述的干气加热安全环保油井密闭储油装置，其特征在于：所述储罐底部设有应急排污口。

8.根据权利要求1所述的干气加热安全环保油井密闭储油装置，其特征在于：所述烟囱内设置有余热加热器，所述余热加热器的进口端通过第二气管线与密闭天然气干燥器的内腔上部连接、出口端通过第三气管线与燃烧器的进口端连接；所述余热加热器与燃烧器之间的第三气管线上设有分支连接火炬或者气网。

9.一种安全环保的油井密闭储油方法，其特征在于：应用权利要求1-8任一项所述干气加热安全环保油井密闭储油装置，具体步骤如下：

（1）向所述储罐腔底部注入水，并保持水位位于所述加热盘管之上，此时水进入密封管体并形成水密封；通过所述加热盘管给储罐升温；

（2）然后向所述储罐内注入原油，原油即浮于水面之上，伴生气从油中脱出上升流入所述敞式天然气干燥器进行一次气液分离处理，一次气液分离处理后的气体通过第一气管线输送至所述密闭天然气干燥器进行二次干燥，一次气液分离处理后的重质油组分储存于所述储罐中；

（3）一次气液分离处理后的气体在所述密闭天然气干燥器经过二次气液分离后，干气上升储存于所述密闭天然气干燥器的上部，轻质油组分沉降于所述密闭天然气干燥器的下部，且底部通过水密封与所述储罐内原油隔绝；

（4）随注入所述储罐的原油量的增多，因连通器原理，所述储罐以及密封管体、密闭天然气干燥器内的液位同步上升，同时由于所述密闭天然气干燥器的轻质油组分比重低于所述储罐内重质油组分，因此所述密闭天然气干燥器内的液位高于所述储罐内液位；

（5）当所述密闭天然气干燥器内的轻质油组分液位高于溢流管线的位置时，所述单向开启的阀门在液流的作用下打开，轻质油组分便从密闭天然气干燥器内溢流至储罐内；反之，当所述密闭天然气干燥器内的轻质油组分液位低于溢流管线的位置，因无液流作用，所述单向开启的阀门随之关闭；

（6）所述干气通过管线引入燃烧器作为燃料燃烧后给加热盘管供热。

10.根据权利要求9所述的安全环保的油井密闭储油方法，其特征在于：接通储罐的中部的卸油管汇支路，能够将油液导出罐外；接通密封管体内的卸油管汇支路，能够将水导出罐外。

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