CN113430001A - 一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置及其应用方法 - Google Patents
一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置及其应用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113430001A CN113430001A CN202110871660.7A CN202110871660A CN113430001A CN 113430001 A CN113430001 A CN 113430001A CN 202110871660 A CN202110871660 A CN 202110871660A CN 113430001 A CN113430001 A CN 113430001A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- heating
- separator
- oil
- water outlet
- liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 107
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 130
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 51
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 claims description 40
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 19
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 12
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 10
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims description 8
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 8
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 5
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N [Sr].[Ba] Chemical compound [Sr].[Ba] WOIHABYNKOEWFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G53/00—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more refining processes
- C10G53/02—Treatment of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by two or more refining processes plural serial stages only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D36/00—Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
- B01D36/04—Combinations of filters with settling tanks
- B01D36/045—Combination of filters with centrifugal separation devices
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B36/00—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones
- E21B36/04—Heating, cooling or insulating arrangements for boreholes or wells, e.g. for use in permafrost zones using electrical heaters
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/34—Arrangements for separating materials produced by the well
- E21B43/35—Arrangements for separating materials produced by the well specially adapted for separating solids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/10—Feedstock materials
- C10G2300/1033—Oil well production fluids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G2300/00—Aspects relating to hydrocarbon processing covered by groups C10G1/00 - C10G99/00
- C10G2300/20—Characteristics of the feedstock or the products
- C10G2300/201—Impurities
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cyclones (AREA)
Abstract
本发明提供了一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置,包括加热分离器、旋流分离器和干燥装置；所述加热分离器包括壳体，所述壳体内设有分离区和加热区，所述分离区和加热区连通；所述壳体上设有与分离区连通的出油管和出水管，所述壳体上还设有与加热区连通的进液管；所述加热区的底部连通锥斗，所述锥斗通过回流区与分离区连通；所述锥斗底部连接旋流分离器，所述旋流分离器上设有清水出口和浊水出口，所述清水出口通过回水系统连接进液管，所述浊水出口通过管道连接干燥装置；所述干燥装置通过回水系统连接进液管。本发明可以解决油田电加热器结垢和泥沙沉积的问题，减少采油废水处理的难度、处理费用和减少输油管道的结垢问题。
Description
技术领域
本发明属于油田采用液处理领域，具体涉及一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置。
背景技术
目前中国很多油田已经进入三次采油阶段，采出原油中含水量不少于80%，采油成本不断升高；为有效降低初级采油成本和减少废气排放，油田采油作业区正在推行加热站无人值守，其主要技术是利用电加热技术给采出原油加热，进一步减少燃油、燃气锅炉的二次排放，也为中国将来的碳综合做好准备。但是这项工作在实践中存在着加热器严重结垢和泥沙沉积的问题，必须定期停产检修处理，很多时候还需要将加热器从采用现场拆卸运输到生产厂家进行处理。加热设备经常需要破坏性检修，因为结垢量很大，而且是硫酸盐的钡锶垢，几乎不溶于酸碱，处理起来非常麻烦，目前采用的方法只有破坏式检修。由于垢层的热阻大，严重阻碍传热，造成能源浪费，影响原油加热效果，对后续的原油输送和储存带来不利影响；由于是破坏式检修，对设备本身造成严重损伤；上述问题使油田采油现场的无人值守方式无法继续推进。所以油田井口采出液加热处理领域急需一种加热效率高、不结垢同时自动除砂的电加热设备。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以解决油田电加热器结垢和泥沙沉积的问题，减少采油废水处理的难度、处理费用和减少输油管道的结垢问题的一种油田井口采出液在线加热、除垢和除砂装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，包括加热分离器、旋流分离器和干燥装置；所述加热分离器包括壳体，所述壳体内设有分离区和加热区，所述分离区和加热区连通；所述壳体上设有与分离区连通的出油管和出水管，所述壳体上还设有与加热区连通的进液管；所述加热区的底部连通锥斗，所述锥斗通过回流区与分离区连通；所述锥斗底部连接旋流分离器，所述旋流分离器上设有清水出口和浊水出口，所述清水出口通过回水系统连接进液管，所述浊水出口通过管道连接干燥装置；所述干燥装置通过回水系统连接进液管。
优选地，根据权利要求所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述旋流分离器包括内筒和外筒，所述内筒套设在外筒内，且内筒的两端延伸出外筒外，所述内筒的底部通过回油管路连接出油管；所述内筒内设有带旋转叶片的旋转轴，所述旋转轴连接外力驱动；所述内筒的中段设有旋流分离器，所述外筒的上段与内筒形成清水腔，所述外筒的下段与内筒形成浊水腔，所述清水腔上设有清水出口，所述浊水腔上设有浊水出口；所述清水出口通过回水系统连接进液管，所述浊水出口通过管道连接干燥装置。
优选地，所述内筒的中下段呈斜面的缩颈结构，所述旋流分离器采用多个切线通孔的结构设置在缩颈结构的斜面上。
优选地，所述干燥装置包括进料装置，所述进料装置连接至少两个干燥过滤器，所述干燥过滤器的顶部和底部分别通过出风管和进风管连接出风系统和送风系统，所述干燥过滤器通过回水系统连接进液管。
优选地，所述分离区内设有水平管分离器，所述水平管分离器两侧设置有排泥通道，所述水平管分离器包括若干层平行的水平管，所述每层平行水平管包括若干组倒V型的弹性金属薄板，所述金属薄板采用四根立柱支撑和固定在分离区内。
优选地， 所述加热区内设有斜板加热器，所述斜板加热器包括加热板片，所述加热板片与水平面之间的夹角采用30°～60°，所述加热板片的长度采用0.8-1.2m。
优选地，所述加热板片之间设有刮板，所述刮板与加热板片相接触，所述刮板通过超声传振杆与设置在壳体外的第一超声换能器驱动连接。
优选地，所述刮板采用弹性薄钢板的材质，且刮板两侧采用折边的结构，所述刮板两侧的折边与加热板片的相接触。
优选地，所述干燥过滤器包括干燥器外壳，所述干燥器外壳内设有干燥器滤网，所述干燥过滤网的滤网采用不锈钢材质，所述滤网的过滤孔径采用2～5微米。
一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置的应用方法，其特征在于，步骤如下：
S1:原油通过进入加热分离器内，经过斜板加热器加热再通过挡板和锥斗进行初步分离，将污垢和泥沙等大颗粒杂质沉积在锥斗里面，原油和水经过挡板通道到达水平管分离器；
S2:在水平管分离器里的原油沿着若干层平行的多组倒V字型弹性金属薄板的水平方向流动，根据浅池分离原理，多组倒V字型弹性金属薄板之间的距离设置在25mm左右，原油内的小颗粒沉积物的排出方向与原油流动方向相互垂直，它们之间互不干扰，使固体和液体及油和水之间分离；固体和液体的混合物通过重力沉积到加热区连通的锥斗内；
S2:经过水平管分离器处理后的原油到达加热分离器的末端后，基本可以将油水进行分离，通过加热分离器上的出油管和出水管进行排出
S3：锥斗里的沉积混合物通过管道进入旋流分离器的内筒内，安装在的旋流器入口上方旋转驱动器驱动旋转叶片促使内筒内的混合物高速旋转，此时比重大的物质通过离心作用被甩在边缘，当混合物达到旋流分离器位置时，混合物在管道变成锥形缩颈形状，处在边缘的大比重物质就会沿着斜线通孔流动到内筒和外筒中间腔体里面，由于分离到内筒和外筒中间腔体里面的液体还是处在旋流状态，这样就会使这个腔体的液体上下产生不同的浓度，上部为清水腔，下部浊水腔，清水腔里的清液通过清水出口和管道进入进液管里面，清水腔里的清液里面含有大量的结垢物质的晶种，起到预结垢和防垢的作用；浊水腔的液体通过浊水出口和管道进入到干燥装置；
S4:干燥装置设有左右两组干燥器滤网，上游来的含有颗粒物的浊水通过干燥装置的进料装置的三通阀控制首先进入左侧干燥器滤网，进料过程中在自动控制系统的控制下，左侧干燥器滤网内部不通风，只有过滤；过滤出来的液体通过回水系统注入到进液管和出水管，因为该液体里有大量垢质微粒，是很好的晶种原料，有很好的防垢除垢作用；
当左侧的干燥器滤网快满时，将含有颗粒物的浊水通过进料装置的三通阀自动切换到右侧的干燥器滤网里，此时与干燥器滤网连接的送风系统和出风系统启动，干燥的空气将两组干燥器滤网里面的水分带走，当干燥到一定程度时，自动排出或发信号通知人工清理，然后等待下一次的进料过滤和干燥；左右两个干燥器交替过滤和干燥。
本发明以不结垢换热器为基础，进行相关方面的改进和完善，再配套相关在线自动除垢技术设备，可以解决油田电加热器结垢和泥沙沉积的问题，实现无人值守；而且就地可以分离出采出原油中60%以上的不含油的地下采出水，这种水可以直接注入地下，这样接可以有效解决油田回注水管线由于多种地下水混合造成严重结垢的问题，同时也减少了采油废水处理的难度和处理费用；另外，本发明还能够有效的减少输油管道的结垢问题。
本发明与现有技术相比有益效果如下：
1、斜板加热器采用的加热元件为板片式，加热板片之间设置了刮板，在每个加热板片上施加了超声波能量，确保了加热器在长期稳定运行中高效对原油加热，而且彻底避免各种污垢和泥沙沉积的不良影响。
2、斜板加热器采用的加热板倾斜布置，在不影响加热的基础上具有固液分离的作用。
3、采用了具有超声能量的水平管分离技术，不但能够高效的进行固液分离，而且可以促进油水的分离。可以将分离处理的部分水直接注入地下，节省了注水处理成本。
4、采用了有源动力旋流分离器技术，强化了固液分离和油水分离效果。
5、采用了三段式晶种技术，不但确保本发明装置在运行过程不结垢，也能保证后面的管路不结垢或少结垢。
6、采用了两个干燥器用空气交替干燥的方式，确保了采油井口废物处理的零排放。
7、本发明装置系统由三个独立功能的模块组成，可以联合应用，也可以独立应用，根据现场具体情况，也可以灵活组合应用。
8、本发明装置系统是撬装设备，现场安装应用方便，运行中免维护，为无人值守加热站提供了技术和设备保证。
附图说明
图1为本发明提出的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置原理流程系统图；
图2为本发明提出的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置的水平管分离器结构示意图。
图中序号如下：
1、加热分离器；1.1、壳体；1.2、水平管分离器；1.3、斜板加热器；1.4、刮板；1.5、第一超声换能器；1.6、超声传振杆；1.7、挡板；1.8、锥斗；1.9、出油管；1.10、出水管；1.11、进液管；2、旋流分离器；2.1、旋流器入口；2.2、旋转叶片；2.3、清水腔；2.4、第二超声换能器；2.5、旋流分离器；2.6、浊水腔；2.7、旋流器出口；2.8、清水出口；2.9、浊水出口；2.10、旋转驱动器；2.11、回油管路；3、干燥装置；3.1、进料装置；3.2、干燥器外壳；3.3、干燥器滤网；3.4、送风系统；3.5、出风系统；3.6、回水系统。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1所示，为本发明公开的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置， 包括加热分离器1、旋流分离器2、干燥装置3；
加热分离器1包括壳体1.1、水平管分离器1.2、斜板加热器1.3、刮板1.4、第一超声换能器1.5、超声传振杆1.6、挡板1.7、锥斗1.8、出油管1.9、出水管1.10和进液管1.11；
所述壳体1.1内设有分离区和加热区，分离区与加热区上下设置且连通；壳体1.1内设有垂直安装的挡板1.7，该挡板1.7与壳体1.1的内壁留有间隙，该间隙形成回流区，该回流区的底部连通锥斗1.8，该回流区的顶部连通分离区；所述加热区的底部连通锥斗1.8，所述锥斗1.8通过回流区与分离区连通；所述锥斗1.8底部连接旋流分离器2；出油管1.9和出水管1.10设置在壳体1.1上并与分离区连通，进液管1.11设置在壳体1.1的中部并与加热区连通。
分离区内设有水平管分离器1.2，所述水平管分离器1.2两侧设置有排泥通道，所述水平管分离器1.2包括若干层平行的水平管，如图2所示，所述每层平行水平管包括若干组倒V型的弹性金属薄板，金属薄板由四根立柱支撑和固定，且支撑金属薄板的立柱之间设置有竖直的挡板，用来隔离相邻平行的水平管排泥时的互相干扰。原油沿着水平方向流动，沉积物排出方向和原油流动方向垂直，它们之间基本不干扰。根据浅池分离原理，多组倒V字型弹性金属薄板之间的距离设置在25mm左右，这样其比重不同物质的分离效果要比常规的斜板分离效果好上20倍以上，这种设置非常适合在有限体积空间内强化分离效果。所述金属薄板采用四根立柱支撑和固定在分离区内。
为了进一步强化固和液及油和水之间的分离效果，在水平管金属薄板上施加超声波能量，一是可以加速小颗粒的聚合长大沉积，二是可以加速小油滴的聚合上浮，三是驱动沉积在水平上的沉降快速脱落。
加热区内设有斜板加热器1.3，所述斜板加热器1.3包括加热板片，所述加热板片与水平面之间的夹角采用30°～60°，所述加热板片的长度采用0.8-1.2m。斜板加热器1.3的热源来自于电能，发热元件可以是电阻式加热，也可以是高频加热；加热器的外壳由金属板通过焊接制成，焊接方式可以是电阻焊接，也可以是激光焊接，发热元件和金属外壳有可靠的绝缘隔离，以确保加热器在长期的运行过程中的安全要求。电加热元件具有智能控温和防止干烧等控制功能，同时具有电子、电气设备所必要的各种保护和防护技术和措施，以保证电加热系统长期稳定的运行。斜板加热器1.3的安装方式参照固液分离领域的斜板分离器的方式安装，即加热器的平板面和水平面之间的角度在30°～60°之间，斜板的长度1m左右，斜板的宽度根据处理量确定。
进一步，所述加热板片之间设有刮板1.4，所述刮板1.4与加热板片相接触，所述刮板1.4通过超声传振杆1.6与设置在壳体1.1外的第一超声换能器1.5驱动连接。所述刮板1.4采用整张弹性薄钢板经过切割和向两侧折边制成，且折边的高度要求正好接触到两侧的加热板，并保持一个很轻微的压力，这种制造方式达到了制造工艺简单、运行安全可靠、刮削除垢效果好、对换热板伤害程度小。刮板1.4的刮片竖直布置，管板的运动方向是水平运动，原油的流动方向是由上向下，这样刮板1.4不会对原油流动产生阻力和混流。多个刮板1.4通过支架互相连接，由传动机构驱动水平运行。斜板加热器1.3的端头最外侧，用超声传振杆1.6和加热板片焊接，超声传振杆1.6一端伸出壳体1.1的外面，超声传振杆1.6和壳体1.1之间采用盘根方式密封。伸出壳体1.1的超声传振杆1.6这端焊接第一超声换能器1.5，它接受超声波控制器的超声驱动，将电能转换为功率超声波能量，并通过超声传振杆1.6将该能量传递到斜板加热器1.3每个的每个加热板片上，使加热板片在运行过程中始终保持高频低振幅的波动，当横向运动的刮板在换热板面上移动时，刮板和换热板之间产生每秒1300次以上的微米级碰撞，从而产生很好的防垢除垢效果，能够有效的清除原油在加热过程中沉积在加热板的各种污垢和泥沙，从而保持加热器的长期稳定高效运行。另外，被刮板刮下来的结垢物质会有很多细小的垢质颗粒不会沉降在锥斗1.8里面，而是随波逐流混合在后续的原油之中，细小的垢质颗粒成为结垢的晶种，在水平管分离过程又可以清除一些原油中的成垢物质，还会有一部分细小的垢质颗粒进入到本发明的出口后面的管道里，由于晶种和原油中结垢物质的结合能力远大于管道金属壁和原油中结垢物质的结合力，这样经过本发明加热处理过的原油就具有了一定的防垢效果，如果进一步加大本发明的水平管分离器1.2的体积，完全可以避免原油管道的结垢问题和泥沙沉积问题。
所述旋流分离器2包括金属材质的内筒和外筒；内筒顶部为旋流器入口2.1，内筒底部为旋流器出口2.7，外筒上设置有旋流器清水出口2.8、旋流器浊水出口2.9、第二超声换能器2.4。
内筒套设在外筒内，且内筒的两端均延伸出外筒外，内筒内设有带旋转叶片2.2的旋转轴，旋转轴的顶部连接设置在旋流器入口2.1上方的旋转驱动器2.10，通过旋转驱动器2.10驱动旋转轴旋转（该旋转叶片可以是安装在有外来动力的旋转轴上，也可以镶嵌在内筒的壁面上）；内筒的底部旋流器出口2.7通过回油管路2.11连接出油管1.9；内筒的中下段呈斜面的缩颈结构，所述旋流分离器2.5采用多个切线通孔的结构设置在缩颈结构的斜面上；进一步，外筒上还安装有第二超声换能器2.4,第二超声换能器2.4安装在与内筒上的旋流分离器2.5相对应的位置。进一步，所述缩颈结构的斜面下面一定距离还设置有多个切线通孔。
所述外筒的上段与内筒形成清水腔2.3，所述外筒的下段与内筒形成浊水腔2.6，所述清水腔2.3上设有清水出口2.8，所述浊水腔2.6上设有浊水出口2.9；所述清水出口2.8通过回水系统3.6连接进液管1.11，所述浊水出口2.9通过管道连接干燥装置3。
所述干燥装置3包括进料装置3.1、干燥过滤器、送风系统3.4和出风系统3.5；进料装置3.1是一个三通结构，可以控制上道工序来的浊水走向；进料装置3.1的输出管分别和两组过滤干燥器连接，并采用三通结构控制上道工序来的浊水走向；干燥过滤器包括干燥器外壳3.2，所述干燥器外壳3.2内设有干燥器滤网3.3，干燥器外壳3.2的顶部和底部分别通过出风管和进风管连接出风系统3.5和送风系统3.4，干燥器外3.2底部通过回水系统3.6连接进液管1.11。
进一步，干燥器滤网3.3在干燥器外壳3.2里面要很方便的自由取出和安放，干燥过滤网3.3的滤网采用不锈钢材质，所述滤网的过滤孔径采用2～5微米，具备一定的机械强度。
本发明的应用方法，步骤如下：
S1:原油通过1.11进入加热分离器1内，经过斜板加热器1.3加热再通过挡板1.7和锥斗1.8进行初步分离，将污垢和泥沙等大颗粒杂质沉积在锥斗1.8里面，原油和水经过挡板1.7通道到达水平管分离器1.2；
S2: 在水平管分离器1.2里的原油沿着若干层平行的多组倒V字型弹性金属薄板的水平方向流动，根据浅池分离原理，多组倒V字型弹性金属薄板之间的距离设置在25mm左右，原油内的小颗粒沉积物的排出方向与原油流动方向相互垂直，它们之间互不干扰，使固体和液体及油和水之间分离；固体和液体的混合物通过重力沉积到加热区连通的锥斗1.8内；
S3:经过水平管分离器1.2处理后的原油到达加热分离器1的末端后，基本可以将油水进行分离，通过加热分离器1上的出油管1.9和出水管1.10进行排出；出水管1.10排出的水基本不含油，可以直接注入地下，从而避免不配伍形成严重结垢问题，同时减少联合的废水处理量；假如油田井口没有直接回注水的设施，出油管1.9和出水管1.10只能同时接入输出管道。
S4:锥斗1.8里的沉积混合物通过管道进入旋流分离器2的内筒内，安装在的旋流器入口2.1上方旋转驱动器2.10驱动旋转叶片2.2促使内筒内的混合物高速旋转，此时比重大的物质通过离心作用被甩在边缘，当混合物达到旋流分离器2.5位置时，混合物在管道变成锥形缩颈形状，处在边缘的大比重物质就会沿着斜线通孔流动到内筒和外筒中间腔体里面，当内筒里的旋转流体遇到下面设置的切线通孔时，将上面没有分离的边缘物质进一步分离。由于分离到内筒和外筒中间腔体里面的液体还是处在旋流状态，这样就会使这个腔体的液体上下产生不同的浓度，上部为清水腔2.3，下部浊水腔2.6，清水腔2.3里的清液通过清水出口2.8和管道进入进液管1.11里面，清水腔2.3里的清液里面含有大量的结垢物质的晶种，起到预结垢和防垢的作用；浊水腔2.6的液体通过浊水出口2.9和管道进入到干燥装置3；
S5:干燥装置3设有左右两组干燥过滤器，上游来的含有颗粒物的浊水通过干燥装置3的进料装置3.1的三通阀控制首先进入左侧干燥过滤器的干燥器滤网中，进料过程中在自动控制系统的控制下，左侧干燥器滤网内部不通风，只有过滤；过滤出来的液体通过回水系统3.6注入到进液管1.11和出水管1.10，因为该液体里有大量垢质微粒，是很好的晶种原料，有很好的防垢除垢作用；
当左侧的干燥器滤网快满时，将含有颗粒物的浊水通过进料装置3.1的三通阀自动切换到右侧的干燥过滤器里进行过滤，并启动与干燥过滤器连接的送风系统3.4和出风系统3.5，干燥的空气将两组干燥过滤器的干燥器滤网3.3里面的水分带走，当干燥到一定程度时，自动排出或发信号通知人工清理，然后等待下一次的进料过滤和干燥；左右两个干燥过滤器交替过滤和干燥。
综上所述本发明的有益效果如下：
1、加热元件为板片式，加热板片之间设置了刮板，在每个加热板片上施加了超声波能量，确保了加热器在长期稳定运行中高效对原油加热，而且彻底避免各种污垢和泥沙沉积的不良影响。
2、电加热板倾斜布置，在不影响加热的基础上具有固液分离的作用。
3、采用了具有超声能量的水平管分离技术，不但能够高效的进行固液分离，而且可以促进油水的分离。可以将分离处理的部分水直接注入地下，节省了注水处理成本。
4、采用了有源动力旋流分离器技术，强化了固液分离和油水分离效果。
5、采用了三段式晶种技术，不但确保本发明装置在运行过程不结垢，也能保证后面的管路不结垢或少结垢。
6、采用了两个干燥器用空气交替干燥的方式，确保了采油井口废物处理的零排放。
7、本发明装置系统由三个独立功能的模块组成，可以联合应用，也可以独立应用，根据现场具体情况，也可以灵活组合应用。
8、本发明装置系统是撬装设备，现场安装应用方便，运行中免维护，为无人值守加热站提供了技术和设备保证。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“ 顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、 “第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，包括加热分离器（1）、旋流分离器（2）和干燥装置（3）；
所述加热分离器（1）包括壳体（1.1），所述壳体（1.1）内设有分离区和加热区，所述分离区和加热区连通；所述壳体（1.1）上设有与分离区连通的出油管（1.9）和出水管（1.10），所述壳体（1.1）上还设有与加热区连通的进液管（1.11）；所述加热区的底部连通锥斗（1.8），所述锥斗（1.8）通过回流区与分离区连通；
所述锥斗（1.8）底部连接旋流分离器（2），所述旋流分离器（2）上设有清水出口（2.8）和浊水出口（2.9），所述清水出口（2.8）通过回水系统（3.6）连接进液管（1.11），所述浊水出口（2.9）通过管道连接干燥装置（3）；所述干燥装置（3）通过回水系统（3.6）连接进液管（1.11）。
2.根据权利要求1所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述旋流分离器（2）包括内筒和外筒，所述内筒套设在外筒内，且内筒的两端延伸出外筒外，所述内筒的底部通过回油管路（2.11）连接出油管（1.9）；所述内筒内设有带旋转叶片（2.2）的旋转轴，所述旋转轴连接外力驱动；所述内筒的中段设有旋流分离器（2.5），所述外筒的上段与内筒形成清水腔（2.3），所述外筒的下段与内筒形成浊水腔（2.6），所述清水腔（2.3）上设有清水出口（2.8），所述浊水腔（2.6）上设有浊水出口（2.9）；所述清水出口（2.8）通过回水系统（3.6）连接进液管（1.11），所述浊水出口（2.9）通过管道连接干燥装置（3）。
3.根据权利要求2所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述内筒的中下段呈斜面的缩颈结构，所述旋流分离器（2.5）采用多个切线通孔的结构设置在缩颈结构的斜面上。
4.根据权利要求1所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述干燥装置（3）包括进料装置（3.1），所述进料装置（3.1）连接至少两个干燥过滤器，所述干燥过滤器的顶部和底部分别通过出风管和进风管连接出风系统（3.5）和送风系统（3.4），所述干燥过滤器通过回水系统（3.6）连接进液管（1.11）。
5.根据权利要求1所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述分离区内设有水平管分离器（1.2），所述水平管分离器（1.2）两侧设置有排泥通道，所述水平管分离器（1.2）包括若干层平行的水平管，所述每层平行水平管包括若干组倒V型的弹性金属薄板，所述金属薄板采用四根立柱支撑和固定在分离区内。
6.根据权利要求1所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述加热区内设有斜板加热器（1.3），所述斜板加热器（1.3）包括加热板片，所述加热板片与水平面之间的夹角采用30°～60°，所述加热板片的长度采用0.8-1.2m。
7.根据权利要求5所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述加热板片之间设有刮板（1.4），所述刮板（1.4）与加热板片相接触，所述刮板（1.4）通过超声传振杆（1.6）与设置在壳体（1.1）外的第一超声换能器（1.5）驱动连接。
8.根据权利要求6所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述刮板（1.4）采用弹性薄钢板的材质，且刮板（1.4）两侧采用折边的结构，所述刮板（1.4）两侧的折边与加热板片的相接触。
9.根据权利要求1所述的一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置，其特征在于，所述干燥过滤器包括干燥器外壳（3.2），所述干燥器外壳（3.2）内设有干燥器滤网（3.3），所述干燥过滤网（3.3）的滤网采用不锈钢材质，所述滤网的过滤孔径采用2～5微米。
10.一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置的应用方法，其特征在于，步骤如下：
S1:原油通过（1.11）进入加热分离器（1）内，经过斜板加热器（1.3）加热再通过挡板（1.7）和锥斗（1.8）进行初步分离，将污垢和泥沙等大颗粒杂质沉积在锥斗（1.8）里面，原油和水经过挡板（1.7）通道到达水平管分离器（1.2）；
S2: 在水平管分离器（1.2）里的原油沿着若干层平行的多组倒V字型弹性金属薄板的水平方向流动，根据浅池分离原理，多组倒V字型弹性金属薄板之间的距离设置在25mm左右，原油内的小颗粒沉积物的排出方向与原油流动方向相互垂直，它们之间互不干扰，使固体和液体及油和水之间分离；固体和液体的混合物通过重力沉积到加热区连通的锥斗（1.8）内；
S3:经过水平管分离器（1.2）处理后的原油到达加热分离器（1）的末端后，基本可以将油水进行分离，通过加热分离器（1）上的出油管（1.9）和出水管（1.10）进行排出
S4:锥斗（1.8）里的沉积混合物通过管道进入旋流分离器（2）的内筒内，安装在的旋流器入口（2.1）上方旋转驱动器（2.10）驱动旋转叶片（2.2）促使内筒内的混合物高速旋转，此时比重大的物质通过离心作用被甩在边缘，当混合物达到旋流分离器（2.5）位置时，混合物在管道变成锥形缩颈形状，处在边缘的大比重物质就会沿着斜线通孔流动到内筒和外筒中间腔体里面，由于分离到内筒和外筒中间腔体里面的液体还是处在旋流状态，这样就会使这个腔体的液体上下产生不同的浓度，上部为清水腔（2.3），下部浊水腔（2.6），清水腔（2.3）里的清液通过清水出口（2.8）和管道进入进液管（1.11）里面，清水腔（2.3）里的清液里面含有大量的结垢物质的晶种，起到预结垢和防垢的作用；浊水腔（2.6）的液体通过浊水出口（2.9）和管道进入到干燥装置（3）；
S5:干燥装置（3）设有左右两组干燥器滤网（3.3），上游来的含有颗粒物的浊水通过干燥装置（3）的进料装置（3.1）的三通阀控制首先进入左侧干燥器滤网，进料过程中在自动控制系统的控制下，左侧干燥器滤网内部不通风，只有过滤；过滤出来的液体通过回水系统（3.6）注入到进液管（1.11）和出水管（1.10），因为该液体里有大量垢质微粒，是很好的晶种原料，有很好的防垢除垢作用；
当左侧的干燥器滤网快满时，将含有颗粒物的浊水通过进料装置（3.1）的三通阀自动切换到右侧的干燥器滤网里，此时与干燥器滤网连接的送风系统（3.4）和出风系统（3.5）启动，干燥的空气将两组干燥器滤网（3.3）里面的水分带走，当干燥到一定程度时，自动排出或发信号通知人工清理，然后等待下一次的进料过滤和干燥；左右两个干燥器交替过滤和干燥。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110871660.7A CN113430001A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置及其应用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110871660.7A CN113430001A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置及其应用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113430001A true CN113430001A (zh) | 2021-09-24 |
Family
ID=77762578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110871660.7A Pending CN113430001A (zh) | 2021-07-30 | 2021-07-30 | 一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置及其应用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113430001A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115197744A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 一种地面稠油除水和砂屑的系统及其油水分离方法 |
| CN116181307A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 成都伊斯顿过滤器有限公司 | 一种基于天然气开采用的分段式井口除砂器 |
-
2021
- 2021-07-30 CN CN202110871660.7A patent/CN113430001A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115197744A (zh) * | 2022-06-28 | 2022-10-18 | 中国矿业大学 | 一种地面稠油除水和砂屑的系统及其油水分离方法 |
| CN115197744B (zh) * | 2022-06-28 | 2023-09-19 | 中国矿业大学 | 一种地面稠油除水和砂屑的系统及其油水分离方法 |
| CN116181307A (zh) * | 2023-04-27 | 2023-05-30 | 成都伊斯顿过滤器有限公司 | 一种基于天然气开采用的分段式井口除砂器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113430001A (zh) | 一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置及其应用方法 | |
| WO2020199859A1 (zh) | 一种粉料浸出器 | |
| US10413848B2 (en) | Scum concentration device | |
| CN108379905A (zh) | 过滤装置 | |
| CN216919148U (zh) | 一种油田井口采出液在线加热、除垢、除砂装置 | |
| CN207986877U (zh) | 一种处理家庭污水的沉淀装置 | |
| CN109020129A (zh) | 一种污泥干化系统 | |
| NL9000919A (nl) | Werkwijze voor het reinigen van de wanden van warmtewisselaars en warmtewisselaar met middelen voor deze reiniging. | |
| CN109833645B (zh) | 一种油料枯饼萃取系统 | |
| CN209790931U (zh) | 一种油料枯饼萃取系统 | |
| CN217578354U (zh) | 一种高盐废水处理系统 | |
| CN115028222A (zh) | 一种高盐废水处理系统及其处理工艺 | |
| CN109833643B (zh) | 一种油砂萃取系统 | |
| CN101428185B (zh) | 卧式翻转式过滤、洗涤、干燥机 | |
| CN209790933U (zh) | 一种油砂萃取系统 | |
| CN2519102Y (zh) | 原油加热脱水合一装置 | |
| CN211283999U (zh) | 一种移动式垃圾渗漏液处理设备 | |
| CN114042431A (zh) | 一种化工用反应釜 | |
| CN208555469U (zh) | 热循环利用污油土预处理装置 | |
| CN208065889U (zh) | 过滤装置 | |
| CN113023852A (zh) | 旋转填料自清洗油泥渣水分离池 | |
| CN112811742A (zh) | 一种餐厨垃圾发酵液处理装置 | |
| CN217578353U (zh) | 一种高盐废水处理系统的除积料系统 | |
| CN201324555Y (zh) | 新型卧式翻转式过滤、洗涤、干燥机 | |
| CN221141367U (zh) | 一种高效温度可控油气水三相分离器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |