CN112807837A - 一种立式石油过滤器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种立式石油过滤器，属于石油开采分离技术领域。包括立式罐体、风扇搅动装置、固体碾磨装置和鼓泡进气装置。立式罐体上具有进液口、排气口、排油口、排渣口和倾斜过滤网。倾斜过滤网位于立式罐体中部并将立式罐体分隔成固液混合区和气液混合区。风扇搅动装置装配挡板刷，与固体碾磨装置以同心圆形式连接起来。固体碾磨装置中内管壁环绕螺旋叶片，外管与环形空间具有细密滤网口。鼓泡进气装置位于立式罐体底部，每一个气孔布置过滤棉。该立式石油过滤器，能够对固液进行分离，提高油的质量，氮气以冷凝和高温加热的形式循环充入油中，根据油不同的沸点分离轻质油和重质油，更好地实现油类产品生产，降低油的黏度，有利于重油的流动。
Description
技术领域
本发明属于石油处理设备技术领域，特别涉及一种立式石油过滤器。
背景技术
在石油的开采过程中，开采出的原油一般为固液气三相混合液，并含有固体和水分等杂质，通过固液气三相分离器可以对原油中的三相物质进行分离，而固液气三相分离器是油田开发生产过程中最常用的设备之一。
相关技术中的固液气三相分离器一般具有固液分离区、气液分离区和油水分离区，原油进入固液气三相分离器中之后，首先通过过滤网实现固液分离后进入到气液分离区，使气体从液体中析出，将气体通过排气口排出，实现气液分离。之后将经过气液分离后的油水混合物通入到油水分离区中，油水混合物中的原油和水由于密度的不同，通过重力沉降，使得原油和水分离，最后分别对原油和水进行收集，从而达到固液气三相分离的目的。
相关技术中的固液气三相分离器这种通过固液气三相的密度以及饱和度的物理因素进行分离的方式存在分离不彻底、耗时长的问题，特别是油水分离的过程需要较长的沉降时间，粘度大，分离效率低，对后续的收集工作造成很大不便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种立式石油过滤器，重新设计石油过滤器整体结构，使得固液气三相分离同时进行，通过风扇搅动装置以及固体碾磨装置可以有效除去原有中的固体杂质。由于氮气具有良好的稳定性，以氮气为介质，经过高温加压处理，从鼓泡进气区内的进气装置进气，带动原油中轻质油组分以及水分，而后利用沸点的不同实现轻质油、水与氮气的分离，不仅实现了氮气的高效循环利用，同时可以进一步实现石油产品的生产，能够减少原油中杂质的含量，实现了原油的高效分离。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种立式石油过滤器，能够高效提高固液气分离效率，所述技术方案如下：
立式石油过滤器，立式罐体的罐体壁上具有进液口、排油口、排渣口以及排气口，所述排渣口以及排油口位于立式罐体底部，所述立式罐体具有倾斜过滤网，所述倾斜过滤网位于所述立式罐体中部并将所述的立式罐体的内腔分隔成位于所述倾斜过滤网上方的固液混合区和位于所述倾斜过滤网下方的气液混合区。所述气液混合区具有下隔板，所述下隔板位于所受气液混合区底部并将所述气液混合区分隔成气液混合区和鼓泡进气区。所述进液口以及排气口位于所述固液混合区，所述排渣口以及排油口位于所述气液混合区。
冷凝器，所述冷凝器具有混合气体输入口，轻质油输出口和高纯度低温氮气输出口。
加热器，所述加热器具有高纯度低温氮气输入口和高纯度高温氮气输出口。
加压设备，所述加压设备具有高纯度高温氮气输入口和高压高温高纯度氮气输出口。
可选地，所述风扇搅动装置系统由风扇、风扇转动轴、风扇底座和挡板刷以同心轴为配合基准装配在一起，且位于所述固液混合区，风扇、风扇转动轴、风扇底座以及挡板刷为可拆卸部分。
可选地，所述固体碾磨装置位于气液混合区中部，所述固体碾磨装置包括同轴布置的细密滤网口、外管、电机轴和螺旋叶片，所述外管套设在所述电机轴外，所述电机轴的一端连接风扇底座，并与所述的风扇底座以同心轴为配合基准装配在一起。所述电机轴另一端与所述排渣口连通。所述螺旋叶片位于环形空间内，所述外管的管壁上具有细密滤网口。所述外管、电机轴与分配器联通，所述分配器与所述排渣口连通。
可选地，所述鼓泡进气装置位于鼓泡进气区，与所述气液混合区由所述下隔板隔开，所述鼓泡进气装置由进气管道和过滤棉构成。所述进气管道由主管道和支管道构成，所述过滤棉，均匀布置在支管道进气口，由所述的加压设备进行加压充气。
可选地，所述倾斜过滤网以风扇底座为圆心，360°环绕于所述立式罐体的罐体壁，并以固液混合区一面为凹面。
可选地，所述挡板刷与倾斜过滤网存在间隔，且与所述的固体碾磨轴的外套存在间隔。
可选地，所述立式石油过滤器包括进液口左挡片、进液口右挡片，所述进液口左挡片和进液口右挡片与所述立式罐体的罐体壁固定连接，所述进液口左挡片的板面与所述进液口相互间隔。
可选地，所述进液口左挡片、进液口右挡片和立式罐体的罐体壁布置防腐涂层。
可选地，所述立式石油过滤器包括排气口，所述排气口位于立式罐体的顶部，并连接有气压计，监测所述立式石油过滤器的出口气体压力。
本实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
通过位于立式罐体中部的倾斜过滤网将立式罐体的内腔分隔为倾斜过滤网上方的固液混合区和位于倾斜过滤网下方的气液混合区。原油内的固体杂质由进液口进入到立式罐体的固液混合区，风扇的转动使得固液混合溶液加速流动，同时有利于切碎大块固体杂质。混合油液经过倾斜过滤网过滤后进入位于倾斜过滤网下方的气液混合区，为防止存留在倾斜过滤网上的细小固体杂质堵塞过滤网从而影响石油的过滤效果，挡板刷以圆周运动清扫倾斜过滤网上的杂质，将杂质顺着倾斜过滤网的倾斜角度进入固体碾磨装置。电机轴的螺纹叶片对固体杂质进一步碾磨，有利于使得固体杂质以小体积的形式从排渣管顺利排出，而不堵塞排渣管。固体碾磨装置中，电机轴的螺旋叶片和环形空间形成的流道中流动形成旋流，将固体杂质存留的油份经过离心分离，从细密滤网口排出。为于立式罐体下部的鼓泡进气区，由加压设备对高温氮气进行加压之后经过鼓泡进气口充入到气液混合区，高温氮气可以将油液中的水分蒸发，可以将一部分沸点较低的轻质油转化为气态从立式罐体上部的排气口排出，由于轻质油蒸汽逐渐析出，导致剩下的油液密度增大，黏度增大。而高温氮气的充入还可以增加油液中的含气量和油液温度，使得油液的黏度降低，有利于重质油从排油管排出。由排气管排出的水分、轻质油蒸汽和氮气进入到冷凝器中，根据其各个组分的沸点不同，进行冷凝，从而可以实现油水气的分离。经过冷凝后的氮气以气态的形式充入到加热器中进行高温加热，再经过加压设备进行加压之后继续由鼓泡进气装置对立式罐体中气液混合区进行充气。整个过程中，氮气采用循环工作的方式，节省资源，稳定性好，固液气三相分离同时进行，与相关技术中采用自然沉降的方式进行固油水分离相比，无需长时间等待油水自然分层，提高了固油水分离效率，节省时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1是本发明实施例提供的一种立式石油过滤器的结构系统示意图
附图2是本发明实施例提供的一种风扇搅动装置结构示意图
附图3是本发明实施例提供的一种固体碾磨装置结构示意图
附图4是本发明实施例提供的一种鼓泡进气管的结构示意图
图中：1、立式罐体，2、进液口左挡片，3、进液口，4、进液阀门，5、风扇搅动装置，51、风扇，52、风扇转动轴，53、风扇底座，54、挡板刷，6、固体碾磨装置，61、外管,62、细密滤网口，63、电机轴，64、螺纹叶片，7、鼓泡进气装置，71、过滤棉，72、进气管道，721、主管道，722、支管道，723管道分配器，8、排渣口，9、排渣阀门，10、分配器,11、下隔板，12、罐体底座，13、排油口，14、排油阀门，15、倾斜过滤网，16、罐体壁，17、进液口右挡板，18、排气口，19、排气阀门，20、气压计，21、冷凝器，22、加热器，23、加压设备，24、轻质油处理装置，25、重质油处理装置
具体实施方式：
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种立式石油过滤器的系统示意图。如图1所示，该立式石油过滤器系统图包括立式石油过滤结构、冷凝器28、加热器29和加压设备30。其中，立式石油过滤器包括立式罐体1、风扇搅动装置5、固体碾磨装置6和鼓泡进气区7。其中，立式石油过滤器包括进液口3、排油口20、排渣口15、排气口25和倾斜过滤网22。进液口3和排气口25位于立式罐体1的上部，排渣口15和排油口20位于立式罐体1的下部，立式罐体1具有倾斜过滤网22，倾斜过滤网22位于立式罐体1的中部并将立式罐体1的内腔分隔成位于倾斜过滤网22上方的固液混合区A和位于倾斜过滤网22下方的气液混合区B，进液口3、排气口25位于固液混合区A，排油口20和排渣口15位于气液混合区B。
图2是本发明实施例提供的一种风扇搅动装置5结构示意图。如附图1和附图2所示，风扇搅动装置5位于固液混合区A，风扇51、风扇转动轴52、风扇底座53和挡板刷54以同心轴为基准进行装配，并且风扇51、风扇转动轴52、风扇底座53和挡板刷54以螺纹镶嵌连接，为可拆卸部分。风扇的转动使得固液混合溶液加速流动，同时也可切碎大块固体杂质。混合油液经过倾斜过滤网过滤后进入位于倾斜过滤网下方的气液混合区。挡板刷以圆周运动清扫倾斜过滤网上的杂质，防止存留在倾斜过滤网上的细小固体杂质堵塞过滤网从而影响石油的过滤效果。
图3是本发明实施例提供的一种固体碾磨装置6结构示意图。固体碾磨装置6是由同轴布置的外管62，电机轴63和螺纹叶片64构成，而外管62布满了细密滤网口61，外管62、电机轴63、螺纹叶片64与风扇转动装置5以同心轴为基准进行装配，其中电机轴靠近固液混合区A一端与风扇转动装置5闭合，而外管62与电机轴63之间的环形空间通过倾斜过滤网22与固液混合区A联通，经过固液分离的固体杂质进入与倾斜过滤网22连通的固体碾磨装置6的环形空间中。由于环形空间中布置有螺纹叶片64，螺纹叶片64在环形空间中限定出螺旋形的流道，同时对环形空间内的固体杂质进行碾磨，固体杂质在重力作用以及电机的转动下在该流道中形成旋流，使得固体杂质表面上残存的油液发生离心分离，提高了油液的分离效率。
图4是本发明实施例提供的一种鼓泡进气管7的结构示意图。进气管道72分为主管道721和支管道722，主管道721一端连接加压设备30，另一端连接管道分配器723，管道分配器723管壁360°存在6个支管道口并于6个支管道722连接，由于管道分配器723与排渣管15错位布置，则管道分配器723上的3对支管长度不一，靠近排渣管15一侧支管对稍长，远离排渣管一侧的支管对稍短，中间的支管对介于两者之间。6个支管723的进气口均布置过滤棉71，并均匀布置在立式罐体1下部的气液混合区C的下隔板18上。确保氮气能够均匀充入气液混合区C，提高石油的流动性以及油气的分离效率。
在本发明实施例中，立式石油过滤器的立式罐体1的内腔被位于中部的倾斜过滤网22分隔成位于倾斜过滤网22上方的固液混合区A和位于倾斜过滤网22下方的气液混合区B，其中进液口3位于固液混合区A的罐壁上，含有固体杂质的油水气三相的原油由进液口3进入立式石油过滤器的立式罐体1中，原油在由进液口3流入到位于中部的倾斜过滤网22上。原油所含的固体杂质过滤在倾斜过滤网22上。由于原油黏度较大并且存在较大固体杂质，风扇51转动不仅可以加速原油在位于倾斜过滤网22上固液混合区A上的流动，还可以打碎较大的固体杂质。原油所含有的固体杂质可能会堵塞倾斜过滤网22，则挡板刷54通过电机的作用以圆周形式进行运动及时清扫倾斜过滤网22上残留的固体杂质，固体杂质则以一定的角度顺着倾斜过滤网22流入固体碾磨装置6中。经过固液分离的固体杂质进入与倾斜过滤网22连通的固体碾磨装置6的环形空间中。由于环形空间中布置有螺纹叶片64，螺纹叶片64在环形空间中限定出螺旋形的流道，同时对环形空间内的固体杂质进行碾磨，固体杂质在重力作用以及电机的转动下在该流道中形成旋流，使得固体杂质表面上残存的油液发生离心分离。通过外管62上的细密滤网口61排出固体碾磨装置6，经过碾磨之后剩于的固体杂质在重力的作用下可以顺利从排渣管14中流出，实现了固液的分离。
在本发明实施例中，氮气作为介质从位于立式石油过滤器下部的鼓泡进气区C充入到气液混合区B，其中鼓泡进气区进气管道72与排渣口15错位布置。如附图4所示,鼓泡进气区C的主管道721分别连通各个支管道722，支管道均匀布置在气液混合区B与鼓泡进气区C的下隔板19上。其中各个支管道722的鼓泡进气口均布置过滤棉71，使得气体可以均匀分散在原油中。氮气以高温高压形式从鼓泡进气区C充入到气液混合区，由于高温氮气的充入使得气液混合区的一部分低沸点的轻质油和水分蒸发，经过立式石油过滤器立式罐体1上部的排气口25排出。气液混合区B剩于部分的原油由于轻质油和水分的蒸发而使得密度增大，黏度增大，不易流动，影响石油流动性。影响石油流动性的因素其中包含温度和游离气体等因素。高温氮气既可以降低剩于部分重油的黏度，同时增加重油内的游离气体含量，提高重油的流动性，使得重油可以顺利从位于立式罐体1下部排油口20排出，在重油处理装置32进行重质石油产品的生成。而高温氮气携带部分轻质油和水分经过立式罐体1上部排气口25排出，进入冷凝器28中，根据轻质油成分、水分和氮气的沸点不同，不同成分的轻质油和液态水一一被液化，在轻质油处理装置31中进行轻质石油产品的生成。高温氮气经过冷凝之后形成高纯度低温氮气进入加热器29中进行加热至高温，而后经过加压设备30进行加压，既实现了氮气的高效循环利用，实现了不同种类的石油产品的生成又实现了油水气分离。
示例性地，在一种可能实现的方式中，对于冷凝器28、加热器29和加压设备30，只要在冷凝器28中实现轻质油、水和氮气的分离，并且加热器29和加压设备30对低温氮气进行加热加压即可，本发明实施例对此不作限定。
以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种立式石油过滤器，其特征在于，该系统包括：立式石油过滤器，立式罐体(1)的罐体壁(23)上具有进液口(3)、排油口(20)、排渣口(15)以及排气口(25)，所述排渣口(15)以及排油口(20)位于立式罐体(1)底部，所述立式罐体(1)具有倾斜过滤网(22)，所述倾斜过滤网(22)位于所述立式罐体(1)中部并将所述的立式罐体(1)的内腔分隔成位于所述倾斜过滤网(22)上方的固液混合区(A)和位于所述倾斜过滤网(8)下方的气液混合区(B)；所述气液混合区(B)具有下隔板(19)，所述下隔板(19)位于所受气液混合区(B)底部并将所述气液混合区(B)分隔成气液混合区(B)和鼓泡进气区(C)；所述进液口(3)以及排气口(25)位于所述固液混合区(A)，所述排渣口(15)以及排油口(20)位于所述气液混合区(B)冷凝器(28)，所述冷凝器(28)具有混合气体输入口，轻质油输出口和高纯度低温氮气输出口；加热器(29)，所述加热器(29)具有高纯度低温氮气输入口和高纯度高温氮气输出口；加压设备(30)，所述加压设备(30)具有高纯度高温氮气输入口和高压高温高纯度氮气输出口。
2.根据权利要求1所述的一种立式石油过滤器，其特征在于：风扇搅动装置系统(5)由风扇(51)、风扇转动轴(52)、风扇底座(53)和挡板刷(54)以同心轴为配合基准装配在一起，且位于所述固液混合区(A)，风扇(51)、风扇转动轴(52)、风扇底座(53)以及挡板刷(54)为可拆卸部分。
3.根据权利要求1所述的一种立式石油过滤器，其特征在于，固体碾磨装置(6)位于气液混合区(B)中部，所述固体碾磨装置(6)包括同轴布置的细密滤网口(61)、外管(62)、电机轴(63)和螺旋叶片(64)，所述外管(62)套设在所述电机轴(63)外，所述电机轴(63)的一端连接风扇底座(53)，并与所述的风扇底座(53)以同心轴为配合基准装配在一起；所述电机轴(63)另一端与所述排渣口(15)连通；所述螺旋叶片(64)位于环形空间内，所述外管(62)的管壁上具有细密滤网口(61)；所述外管（62）、电机轴(63)与分配器(17)联通，所述分配器(17)与所述排渣口(15)连通。
4.根据权利要求1所述的一种立式石油过滤器，其特征在于，鼓泡进气装置(7)位于鼓泡进气区(C)，与所述气液混合区(B)由所述下隔板(19)隔开，所述鼓泡进气装置(7)由进气管道(72)和过滤棉(71)构成；所述进气管道(72)由主管道(721)和支管道(722)构成，所述过滤棉(71)，均匀布置在支管道(722)进气口，由所述的加压设备(30)进行加压充气。
5.根据权利要求1所述的一种立式石油过滤器，其特征在于，倾斜过滤网(22)以风扇底座(53)为圆心，360°环绕于所述立式罐体(1)的罐体壁(23)，并以固液混合区(A)一面为凹面。
6.根据权利要求1所述的一种立式石油过滤器，其特征在于，挡板刷(54)与倾斜过滤网(22)存在间隔，且与所述的固体碾磨轴(6)的外套(62)存在间隔。
7.根据权利要求1所述的一种立式石油过滤器，其特征在于，所述立式石油过滤器包括进液口左挡片(2)、进液口右挡片(24)，所述进液口左挡片(2)和进液口右挡片(24)与所述立式罐体(1)的罐体壁(23)固定连接，所述进液口左挡片(2)的板面与所述进液口(4)相互间隔。
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