CN114085015A - 井下作业油泥砂减量控制设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了井下作业油泥砂减量控制设备及其使用方法，属于油泥砂无害化处理技术领域，井下作业油泥砂减量控制设备包括分离罐、设置在分离罐内的搅拌刀、设置在搅拌刀下方的滤网以及驱动搅拌刀转动的电机，分离罐上端设有油泥砂入口和第一液体入口，分离罐的侧壁设有油品出口和液体出口，且液体出口位于油品出口的下方，分离罐下端设有泥砂出口，分离罐的底壁还设有超声波发生器，以在超声波作用下将位于分离罐底部的泥砂与油品分离，使得位于油泥砂中的油品上浮至油泥上方，保证油泥砂中的油品尽可能多地被分离并排出分离罐，避免沉淀后的油泥砂中仍然含有较多油品便直接排出分离罐导致的资源浪费和环境污染。

Description

井下作业油泥砂减量控制设备及其使用方法

技术领域

本申请属于油泥砂无害化处理技术领域，尤其涉及井下作业油泥砂减量控制设备及其使用方法。

背景技术

油泥砂是原油开采炼制环节中产生的重要污染物之一，其组份非常复杂，包含水包油、油包水及悬浮固体杂质等，是一种性质极其稳定的体系，并含有大量老化原油、沥青质、蜡质、胶体、固体悬浮物、盐类、腐蚀产物、细菌等，同时包含生产过程中投加的凝聚剂、缓蚀剂、阻垢剂等水处理剂，不但污染了大片土地，更严重的是，随着时间的推移，其逐步向地层深度渗透,导致对地下及地表水资源的污染,对土壤自身的微生物和土壤植物生态系统产生危害，直接对人类和自然环境造成威胁。

近年来随着全球环保意识的提高，很多产油国开始意识到油泥砂对人类生存环境的高危害性，其处理已经成为摆在各国环保部门面前不得不解决的一个难题。

目前，油泥砂的处理方法通常是将油泥砂注入到分离罐中，并用搅拌刀将油泥砂和高温水或复合药剂进行混合，混合完全后搅拌刀停止转动，而后油泥砂在分离罐内静置，由于油品相对泥砂和水的比重低，因此泥砂会下沉至分离罐的底部，油品上浮至水的上方，实现三者分离。但经过该种工艺分离后的泥砂中仍然残留有很多的油品，通常含量会在15％-30％，直接排出分离罐后仍然会造成环境污染和资源浪费。为了解决上述问题，通常会将多个分离罐串联起来，上一个分离罐分离出的泥砂再一次经过下一个分离罐分离，成本较高且占用空间较大。

发明内容

本申请提供了一种井下作业油泥砂减量控制设备及其使用方法，以解决上述技术问题中的至少一个技术问题。

本申请所采用的技术方案为：

井下作业油泥砂减量控制设备，包括分离罐、设置在所述分离罐内的搅拌刀、设置在所述搅拌刀下方的滤网以及驱动所述搅拌刀转动的电机，所述分离罐上端设有油泥砂入口和第一液体入口，所述分离罐的侧壁设有油品出口和液体出口，且所述液体出口位于所述油品出口的下方，所述分离罐下端设有泥砂出口，且所述泥砂出口处设有控制所述泥砂出口打开或闭合的阀门，所述分离罐的底壁还设有超声波发生器，以在超声波作用下将位于所述分离罐底部的泥砂与油品分离。

本申请中的所述井下作业油泥砂减量控制设备还具有下述附加技术特征：

所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括与所述超声波发生器连接的控制装置，所述控制装置用于控制所述超声波发生器的输出功率，所述超声波发生器具有第一工作状态和第二工作状态；

在所述第一工作状态，所述控制装置控制所述超声波发生器以第一功率运行第一预设时长；在所述第二工作状态，所述控制装置控制所述超声波发生器以预设平均功率运行第二预设时长；所述第一功率大于预设平均功率，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。

所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括与所述控制装置通信连接的浓度检测器，所述浓度检测器用于检测油泥砂中油品的实时浓度，并将检测出的数据传输给所述控制装置；

在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度下降到第一浓度阈值之前，所述控制装置控制所述超声波发生器以第二功率运行第三预设时长，在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度小于所述第一浓度阈值并大于第二浓度阈值时，所述控制装置控制所述超声波发生器以第三功率运行第四预设时长，其中，所述第二功率大于所述预设平均功率，所述第三功率小于所述预设平均功率，所述第三预设时长和所述第四预设时长的总和小于或等于所述第二预设时长，在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度下降小于所述第二浓度阈值后，所述超声波发生器停止工作。

所述分离罐内还设有与所述控制装置通信连接的液位检测器，所述液位检测器用于检测所述分离罐内分离出的油品的实时液位，并将检测出的数据传输给所述控制装置，且所述控制装置还可控制所述阀门动作；

所述超声波发生器停止工作，并且所述液位检测器检测到所述分离罐内分离出的油品液位低于预设液位阈值时，所述控制装置控制所述阀门动作，以使所述泥砂出口打开并向外排除泥砂。

所述分离罐的底部设有用于在泥砂静置沉淀后向泥砂内注入液体的第二液体入口。

所述超声波发生器呈板状结构，且铺设于所述分离罐的底壁。

所述搅拌刀沿所述分离罐的轴向间隔均匀设有三组，所述滤网包括第一滤网、第二滤网和第三滤网，各所述滤网沿所述分离罐的轴向自上而下排布，且所述第一滤网的孔径大于所述第二滤网的孔径、所述第二滤网的孔径大于所述第三滤网的孔径。

所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括供液组件，所述供液组件包括储液箱、输液泵以及循环泵，所述第一液体入口处设有第一三通管，所述液体出口处设有第二三通管，所述储液箱通过所述输液泵与所述第一三通管其中之一入口连通，所述循环泵的出口与所述第一三通管其中之另一入口连通；所述储液箱与所述第二三通管其中之一出口连通，且所述循环泵的入口与所述第二三通管其中之另一出口连通。

所述第一三通管与所述循环泵连通的入口处设有单向阀，所述单向阀被构造为只允许所述循环泵一侧的液体向所述第一液体入口流动。

本申请还公开了上述井下作业油泥砂减量控制设备的使用方法，包括如下步骤：

1)将油泥砂通过油泥砂入口注入分离罐内；

2)将复合药剂或高温水通过第一液体入口注入分离罐内；

3)电机工作带动搅拌刀转动，油泥砂与复合药剂或高温水在搅拌刀的转动作用下将其混合搅拌均匀，并且较大的泥块在滤网的阻挡作用下不会直接下落至分离罐的底部，被搅拌刀充分粉碎成小颗粒，使得油泥砂处于完全悬浮的状态；

4)电机停止转动，静置一段时间，混合后的油泥砂在复合药剂或高温水的作用下使得泥砂与油品等分离开来，通过油品出口将油品排出分离罐，通过液体出口将复合药剂或高温水排出分离罐；

5)超声波发生器工作，位于分离罐底部的油泥砂在超声波作用下使得泥砂与油品分离，油品漂浮至泥砂上方，并通过油品出口将油品排出分离罐；

6)控制阀门工作，使泥砂出口打开，泥砂在重力作用下通过泥砂出口排出分离罐。

由于采用了上述技术方案，本申请取得的有益效果为：

1.本申请通过在分离罐的上端设置油泥砂入口和第一液体入口，使得油泥砂可以通过油泥砂入口进入到分离罐内，且液体通过第一液体入口也进入到分离罐内，并在搅拌刀的搅拌作用下，使液体与油泥砂充分混合。同时通过在搅拌刀下方设置滤网，使得油泥砂中较大的泥块在滤网的阻挡下在滤网上方停留，并通过搅拌刀进一步搅碎，避免较大的泥块等直接沉淀到分离罐的底部，导致通过泥砂出口排出泥砂时泥块堵住泥砂出口的情况，保证泥沙排出的顺畅性。而且在分离罐的底壁设有超声波发生器，使得沉淀在分离罐底部的油泥砂可以在超声波的作用下将泥砂与油品在空化作用下分离开来，使得位于油泥砂中的油品上浮至油泥上方，保证油泥砂中的油品尽可能多的被分离并排出分离罐，避免沉淀后的油泥砂中仍然含有较多油品便直接排出分离罐导致的资源浪费和环境污染。同时在超声波作用下还可以使沉淀后的油泥砂变的松散，保证油泥砂能够通过泥砂出口顺畅排出分离罐，避免静止沉淀后的油泥砂固化排出不顺畅的情况。

2.作为本申请的一种优选实施方式，通过设置与所述超声波发生器连接的控制装置，且所述控制装置可控制所述超声波发生器的输出功率，使得超声波发生器的功率可以被实时控制，保证超声波发生器运行的稳定性。

在所述第一工作状态，所述控制装置控制所述超声波发生器以第一功率运行第一预设时长；在所述第二工作状态，所述控制装置控制所述超声波发生器以预设平均功率运行第二预设时长；所述第一功率大于预设平均功率，所述第一预设时长小于所述第二预设时长，使得经过长时间静置后的油泥砂混合物通过超声波的作用被打散，使油泥砂变的松散，便于后续泥砂和油品分离，避免油泥砂固化严重导致后续进行油泥砂分离时，油品不能有效的析出。而且第一功率大于预设平均功率，使得超声波发生器在以第一功率运行时产生的超声波频率较高，可以有效将固化后的油泥砂打散。而后超声波发生器以预设平均功率运行第二预设时长，且预设平均功率小于第一功率，保证泥砂与油品在相较于第一功率较小的情况下被有效分离，避免超声波发生器始终以功率较高的第一功率运行导致泥砂和油品分离后被重新混掺并吸附在净泥砂颗粒上，造成处理后的净泥砂含油率无法达标的情况，同时还能降低能源消耗。此外，所述第一预设时长小于所述第二预设时长，保证了油泥砂可以在较长时间的预设平均功率下分离，实现油品与泥砂的有效分离，提升分离效果。

3.作为本申请的一种优选实施方式，通过设置与所述控制装置通信连接的浓度检测器，所述浓度检测器用于检测油泥砂中油品的实时浓度，并将检测出的数据传输给所述控制装置，使得控制装置可以通过浓度检测器检测到的油品实时浓度对超声波发生器进行实时控制，控制更加精准，而且无需人为进行控制，省去了人工操作，自动化程度较高，提升了用户使用体验。

并且在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度下降到第一浓度阈值之前，所述控制装置控制所述超声波发生器以第二功率运行第三预设时长，在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度小于所述第一浓度阈值并大于第二浓度阈值时，所述控制装置控制所述超声波发生器以第三功率运行第四预设时长，并且所述第二功率大于所述预设平均功率，所述第三功率小于所述预设平均功率，即：随着超声波发生器的工作，油泥砂中的油品也被不断的分离出来，使得油泥砂中油品的浓度不断降低，当油品浓度下降到第一浓度阈值之前，超声波发生器以大于预设平均功率的第二功率运行，保证超声波有足够的频率和振幅使油品与泥砂分离，随着油品的不断分离，当油泥砂中油品浓度小于所述第一浓度阈值并大于第二浓度阈值时，超声波发生器以低于预设平均功率的第三功率运行，在保证油品被有效分离的前提下，避免油品由于过高的超声波振幅和频率重新混掺并吸附在净泥砂颗粒上，超声波发生器通过变换的功率输出变换的振幅和频率，以改善振动分离效果，提升分离效率。

4.作为本申请的一种优选实施方式，通过在分离罐内设置与所述控制装置通信连接的液位检测器，所述液位检测器用于检测所述分离罐内分离出的油品的实时液位，并将检测出的数据传输给所述控制装置，且所述控制装置还可控制所述阀门动作，使得超声波发生器停止工作且将油品通过油品出口排出后，液位检测器可以检测到此时油品液位低于预设液位阈值，即判断出油品已被排出分离罐，并将这一信号数据传输给所述控制装置，而后控制装置控制所述阀门动作以打开所述泥沙出口，使分离后的泥砂通过泥砂出口排出，操作更加方便快捷，无需人工进行操作，避免分离罐内留有油品便打开泥砂出口排泥砂，导致油品流失的情况。

5.作为本申请的一种优选实施方式，通过在分离罐的底部设置第二液体入口，使得泥砂静置沉淀后液体可以通过第二液体入口进入到分离罐内，并与分离罐底部的泥砂混合，从而使泥砂具有一定的流动性，方便后续在超声波作用下将位于所述分离罐底部的泥沙与油品分离，避免静置后的泥砂固化导致超声波工作效率降低甚至失效的情况。

6.作为本申请的一种优选实施方式，通过将超声波发生器设置为呈板状结构，且铺设于所述分离罐的底壁，提高超声波发生器所覆盖的面积，保证位于分离罐底部的泥砂能在周向上均被超声波作用，从而提高油品与泥砂的分离效率和全面性，避免部分泥砂未被超声波作用到导致油品不能与泥砂分离的情况。

7.作为本申请的一种优选实施方式，通过将所述搅拌刀沿所述分离罐的轴向间隔均匀设有三组，且所述滤网包括第一滤网、第二滤网和第三滤网，各所述滤网沿所述分离罐的轴向自上而下排布，同时所述第一滤网的孔径大于所述第二滤网的孔径、所述第二滤网的孔径大于所述第三滤网的孔径，使得油泥砂被注入到分离罐后，通过第一滤网过滤较大的泥砂被留在第一滤网上，并通过该滤网上方的搅拌刀进行进一步的搅拌粉碎，而后经过第一滤网后在第二滤网上方停留并被上方的搅拌刀进行搅拌粉碎，最后经过第二滤网在第三滤网上方停留并被上方的搅拌刀搅拌粉碎，最后在分离罐底部进行静置沉淀，避免较多较大的泥砂在同一滤网上方聚集导致搅拌刀阻力顺势变大造成电机不能继续转动甚至损坏的情况，保证搅拌刀工作的稳定性。

8.作为本申请的一种优选实施方式，通过使用循环泵使得第一液体入口与所述液体出口实现连通，从而使得静置分离出的液体如高温水、复合药剂等可以通过循环泵再次通入到分离罐中，并与下一次需要分离的油泥砂混合以实现油品与泥砂的分离，省去了将液体抽出分离罐后再向分离罐内注入的繁琐步骤，减少了整机的零部件，降低了制造成本且缩小了占用空间。

9.作为本申请的一种优选实施方式，通过在第一三通管与所述循环泵连通的入口处设置单向阀，且所述单向阀被构造为只允许所述循环泵一侧的液体向所述第一液体入口流动，避免输液泵工作时，液体通过第一三通管流向循环泵的情况，保证液体只能通过第一三通管进入到分离罐中，提高液体流动的稳定性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请一种实施方式下井下作业油泥砂减量控制设备的结构示意图；

图2为图1中A-A的剖视图。

其中，

1-分离罐、11-油泥砂入口、12-第一液体入口、13-泥砂出口、14-阀门、15-第二液体入口、16-油品出口、17-液体出口；2-搅拌刀；3-滤网、31-第一滤网、32-第二滤网、33-第三滤网；4-超声波发生器；5-控制装置；6-浓度检测器；7-液位检测器；8-电机；9-供液组件、91-循环泵、92-输液泵、93-储液箱、94-第一三通管、95-第二三通管。

具体实施方式

为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“周向”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

如图1所示，井下作业油泥砂减量控制设备，包括分离罐1、设置在所述分离罐1内的搅拌刀2、设置在所述搅拌刀2下方的滤网3以及驱动所述搅拌刀2转动的电机8，所述分离罐1上端设有油泥砂入口11和第一液体入口12，所述分离罐1的侧壁设有油品出口16和液体出口17，且所述液体出口17位于所述油品出口16的下方，所述分离罐1下端设有泥沙出口，且所述泥沙出口处设有控制所述泥沙出口打开或闭合的阀门14，所述分离罐1的底壁还设有超声波发生器4，以在超声波作用下将位于所述分离罐1底部的泥沙与油品分离。

本申请通过在分离罐1的上端设置油泥砂入口11和第一液体入口12，使得油泥砂可以通过油泥砂入口11进入到分离罐1内，且液体通过第一液体入口12也进入到分离罐1内，并在搅拌刀2的搅拌作用下，使液体与油泥砂充分混合。同时通过在搅拌刀2下方设置滤网3，使得油泥砂中较大的泥块在滤网3的阻挡下在滤网3上方停留，并通过搅拌刀2进一步搅碎，避免较大的泥块等直接沉淀到分离罐1的底部，导致通过泥砂出口13排出泥砂时泥块堵住泥砂出口13的情况，保证泥沙排出的顺畅性。而且在分离罐1的底壁设有超声波发生器4，使得沉淀在分离罐1底部的油泥砂可以在超声波的作用下将泥砂与油品在空化作用下分离开来，使得位于油泥砂中的油品上浮至油泥上方，保证油泥砂中的油品尽可能多的被分离并排出分离罐1，避免沉淀后的油泥砂中仍然含有较多油品便直接排出分离罐1导致的资源浪费和环境污染。同时在超声波作用下还可以使沉淀后的油泥砂变的松散，保证油泥砂能够通过泥砂出口13顺畅排出分离罐1，避免静止沉淀后的油泥砂固化排出不顺畅的情况。

需要说明的是，本申请对通过第一液体入口12通入的液体不做具体限定，其可以是向分离罐1内通入高温水，并通过搅拌刀2与油泥砂混合均匀，也可以是向分离罐1内通入复合药剂，并通过搅拌刀2与油泥砂混合均匀，由于泥砂的比重最大，因此其会沉降到分离罐1的最底部，油品相对水比重小，油品会漂浮至水的上方，经过静置后，实现油品与泥砂的分离。

同时需要说明的是，本申请对分离后的泥砂与油品如何排出分离罐1不做具体限定，其可以是在泥砂与油品静止分离后，先将油品通过油品出口16排出分离罐1，并将水通过液体出口17排出分离罐1，而后启动超声波发生器4，使油品与泥砂进一步分离，如若此时油品的液位不低于油品出口16位置，则可以直接将油品通过油品出口16排出分离罐1，如若此时油品液位低于油品出口16，则可以通过液体出口17向分离罐1内注入水，直到油品液位不低于油品出口16时，停止供液，而后再将油品、水和泥砂排出分离罐1。当然也可以是在泥砂与油品静止分离后，直接打开超声波发生器4进行进一步的泥砂和油品分离，分离后将油品、水和泥砂排出分离罐1。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括与所述超声波发生器4连接的控制装置5，所述控制装置5用于控制所述超声波发生器4的输出功率，所述超声波发生器4具有第一工作状态和第二工作状态；

在所述第一工作状态，所述控制装置5控制所述超声波发生器4以第一功率运行第一预设时长；在所述第二工作状态，所述控制装置5控制所述超声波发生器4以预设平均功率运行第二预设时长；所述第一功率大于预设平均功率，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。

通过设置与所述超声波发生器4连接的控制装置5，且所述控制装置5可控制所述超声波发生器4的输出功率，使得超声波发生器4的功率可以被实时控制，保证超声波发生器4运行的稳定性。

经过超声波的作用使得经过长时间静置后的油泥砂混合物通过超声波的作用被打散，使油泥砂变的松散，便于后续泥砂和油品分离，避免油泥砂固化严重导致后续进行油泥砂分离时，油品不能有效的析出。而且第一功率大于预设平均功率，使得超声波发生器4在以第一功率运行时产生的超声波频率较高，可以有效将固化后的油泥砂打散。本申请对第一功率不做具体限定，优选地，第一功率在13kw-20kw之间，输出频率在30kHz-40kHz之间，保证超声波能够有足够的振幅将固化后的油泥砂打散。

当使用的超声波声强太小时,水“粒子”的位移振幅较小,起不到破乳作用。使用的超声波功率过大，声强超过某一数值时，则会导致已经从泥砂颗粒上剥离的原油重新混掺并吸附在净泥砂颗粒上，造成处理后的净泥砂含油率无法达标，因此在泥砂被打散后，超声波发生器4以预设平均功率运行第二预设时长，且预设平均功率小于第一功率，保证泥砂与油品在相较于第一功率较小的情况下被有效分离，避免超声波发生器4始终以功率较高的第一功率运行导致泥砂和油品分离后被重新混掺并吸附在净泥砂颗粒上，造成处理后的净泥砂含油率无法达标的情况，同时还能降低能源消耗。本申请对预设平均功率不做具体限定，优选地，预设平均功率在2kw-9kw之间，输出频率在8KHz-22KHz之间。

此外，所述第一预设时长小于所述第二预设时长，保证了油泥砂可以在较长时间的预设平均功率下分离，实现油品与泥砂的有效分离，提升分离效果。第一预设时长设置为在两分钟内，第二预设时长10分钟-20分钟。

进一步地，如图1所示，所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括与所述控制装置5通信连接的浓度检测器6，所述浓度检测器6用于检测油泥砂中油品的实时浓度，并将检测出的数据传输给所述控制装置5；

在所述浓度检测器6检测到油泥砂中油品浓度下降到第一浓度阈值之前，所述控制装置5控制所述超声波发生器4以第二功率运行第三预设时长，在所述浓度检测器6检测到油泥砂中油品浓度小于所述第一浓度阈值并大于第二浓度阈值时，所述控制装置5控制所述超声波发生器4以第三功率运行第四预设时长，其中，所述第二功率大于所述预设平均功率，所述第三功率小于所述预设平均功率，所述第三预设时长和所述第四预设时长的总和小于或等于所述第二预设时长，在所述浓度检测器6检测到油泥砂中油品浓度下降小于所述第二浓度阈值后，所述超声波发生器4停止工作。

通过设置与所述控制装置5通信连接的浓度检测器6，所述浓度检测器6用于检测油泥砂中油品的实时浓度，并将检测出的数据传输给所述控制装置5，使得控制装置5可以通过浓度检测器6检测到的油品实时浓度对超声波发生器4进行实时控制，控制更加精准，而且无需人为进行控制，省去了人工操作，自动化程度较高，提升了用户使用体验。

需要说明的是，本申请对浓度检测器6的结构不做具体限定，作为本申请的一种优选，浓度检测器6可选用湿度传感器，具体地，当超声波发生器4刚开始工作时，由于油泥砂中油品含量较高，因此此时油泥砂中析出油品较多，湿度传感器检测到的湿度也较高，进而判断出油泥砂中油品浓度较高，随着超声波发生器4的不断工作，油泥砂内部包裹的油品不断析出并附着在油泥砂表面，随着油泥砂的进一步震动油品漂浮至油泥上方实现分离，随着油品不断析出和分离，油泥砂表面的湿度不断降低，进而判断出油泥砂中油品浓度的实时变化。

当油品浓度下降到第一浓度阈值之前，超声波发生器4以大于预设平均功率的第二功率运行，优选地，第二功率在5kw-11kw之间，输出频率在10kHz-25kHz之间，保证超声波有足够的频率和振幅使油品与泥砂分离，随着油品的不断分离，当油泥砂中油品浓度小于所述第一浓度阈值并大于第二浓度阈值时，超声波发生器4以低于预设平均功率的第三功率运行，优选地，第三功率在1.5kw-7kw之间，输出频率在6kHz-20kHz之间，在保证油品被有效分离的前提下，避免油品由于过高的超声波振幅和频率重新混掺并吸附在净泥砂颗粒上，超声波发生器4通过变换的功率输出变换的振幅和频率，以改善振动分离效果，提升分离效率。需要说明的是，本申请对第一浓度阈值与第二浓度阈值不做具体限定，第一浓度阈值为油泥砂含油浓度15％，第二浓度阈值为油泥砂含油浓度1.5％。当所述浓度检测器6检测到油泥砂中油品浓度下降小于所述第二浓度阈值后，所述超声波发生器4停止工作，而后便可将分离后将油品、水和泥砂排出分离罐1。

进一步地，如图1所示，所述分离罐1内还设有与所述控制装置5通信连接的液位检测器7，所述液位检测器7用于检测所述分离罐1内分离出的油品的实时液位，并将检测出的数据传输给所述控制装置5，且所述控制装置5还可控制所述阀门14动作；

所述超声波发生器4停止工作，并且所述液位检测器7检测到所述分离罐1内分离出的油品液位低于预设液位阈值时，所述控制装置5控制所述阀门14动作，以使所述泥沙出口打开并向外排出泥沙。

通过在分离罐1内设置与所述控制装置5通信连接的液位检测器7，所述液位检测器7用于检测所述分离罐1内分离出的油品的实时液位，并将检测出的数据传输给所述控制装置5，且所述控制装置5还可控制所述阀门14动作，使得超声波发生器4停止工作且将油品通过油品出口16排出后，液位检测器7可以检测到此时油品液位低于预设液位阈值，即判断出油品已被排出分离罐1，并将这一信号数据传输给所述控制装置5，而后控制装置5控制所述阀门14动作以打开所述泥沙出口，使分离后的泥砂通过泥砂出口13排出，操作更加方便快捷，无需人工进行操作，避免分离罐1内留有油品便打开泥砂出口13排泥砂，导致油品流失的情况。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，所述分离罐1的底壁设有用于在泥砂静置沉淀后向泥砂内注入液体的第二液体入口15。

通过在分离罐1的底壁设置第二液体入口15，使得泥砂静置沉淀后液体可以通过第二液体入口15进入到分离罐1内，并与分离罐1底部的泥砂混合，从而使泥砂具有一定的流动性，方便后续在超声波作用下将位于所述分离罐1底部的泥沙与油品分离，避免静置后的泥砂固化导致超声波工作效率降低甚至失效的情况。

需要说明的是，本申请对超声波发生器4的结构不做具体限定，作为本申请的一种优选，如图1、图2所示，所述超声波发生器4呈板状结构，且铺设于所述分离罐1的底壁。

通过将超声波发生器4设置为呈板状结构，且铺设于所述分离罐1的底壁，提高超声波发生器4所覆盖的面积，保证位于分离罐1底部的泥砂能在周向上均被超声波作用，从而提高油品与泥砂的分离效率和全面性，避免部分泥砂未被超声波作用到导致油品不能与泥砂分离的情况。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，所述搅拌刀2沿所述分离罐1的轴向间隔均匀设有三组，所述滤网3包括第一滤网31、第二滤网32和第三滤网33，各所述滤网3沿所述分离罐1的轴向自上而下排布，且所述第一滤网31的孔径大于所述第二滤网32的孔径、所述第二滤网32的孔径大于所述第三滤网33的孔径。

通过将所述搅拌刀2沿所述分离罐1的轴向间隔均匀设有三组，且所述滤网3包括第一滤网31、第二滤网32和第三滤网33，各所述滤网3沿所述分离罐1的轴向自上而下排布，同时所述第一滤网31的孔径大于所述第二滤网32的孔径、所述第二滤网32的孔径大于所述第三滤网33的孔径，使得油泥砂被注入到分离罐1后，通过第一滤网31过滤较大的泥砂被留在第一滤网上，并通过该滤网3上方的搅拌刀2进行进一步的搅拌粉碎，而后经过第一滤网31后在第二滤网32上方停留并被上方的搅拌刀2进行搅拌粉碎，最后经过第二滤网32在第三滤网33上方停留并被上方的搅拌刀2搅拌粉碎，最后在分离罐1底部进行静置沉淀，避免较多较大的泥砂在同一滤网3上方聚集导致搅拌刀2阻力顺势变大造成电机8不能继续转动甚至损坏的情况，保证搅拌刀2工作的稳定性。

作为本申请的一种优选实施方式，如图1所示，所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括供液组件9，所述供液组件9包括储液箱93、输液泵92以及循环泵91，所述第一液体入口12处设有第一三通管94，所述液体出口17处设有第二三通管95，所述储液箱93通过所述输液泵92与所述第一三通管94其中之一入口连通，所述循环泵91的出口与所述第一三通管94其中之另一入口连通；所述储液箱93与所述第二三通管95其中之一出口连通，且所述循环泵91的入口与所述第二三通管95其中之另一出口连通。

通过使用循环泵91使得第一液体入口12与所述液体出口17实现连通，从而使得静置分离出的液体如高温水、复合药剂等可以通过循环泵91再次通入到分离罐1中，并与下一次需要分离的油泥砂混合以实现油品与泥砂的分离，省去了将液体抽出分离罐1后再向分离罐1内注入的繁琐步骤，减少了整机的零部件，降低了制造成本且缩小了占用空间。当然，第一液体入口12也可以直接通过输液泵92在储液箱93中抽取液体，且液体出口17排出的液体可以直接排入储液箱93内。

进一步地，所述第一三通管94与所述循环泵91连通的入口处设有单向阀，所述单向阀被构造为只允许所述循环泵91一侧的液体向所述第一液体入口12流动。

通过在第一三通管94与所述循环泵91连通的入口处设置单向阀，且所述单向阀被构造为只允许所述循环泵91一侧的液体向所述第一液体入口12流动，避免输液泵92工作时，液体通过第一三通管94流向循环泵91的情况，保证液体只能通过第一三通管94进入到分离罐1中，提高液体流动的稳定性。

本申请还公开了上述井下作业油泥砂减量控制设备的使用方法，包括如下步骤：

1)将油泥砂通过油泥砂入口11注入分离罐1内；

2)将复合药剂或高温水通过第一液体入口12注入分离罐1内；

3)电机8工作带动搅拌刀2转动，油泥砂与复合药剂或高温水在搅拌刀2的转动作用下将其混合搅拌均匀，并且较大的泥块在滤网3的阻挡作用下不会直接下落至分离罐1的底部，被搅拌刀2充分粉碎成小颗粒，使得油泥砂处于完全悬浮的状态；

4)电机8停止转动，静置一段时间，混合后的油泥砂在复合药剂或高温水的作用下使得泥砂与油品等分离开来，通过油品出口16将油品排出分离罐1，通过液体出口17将复合药剂或高温水排出分离罐1；

5)超声波发生器4工作，位于分离罐1底部的油泥砂在超声波作用下使得泥砂与油品分离，油品漂浮至泥砂上方，并通过油品出口16将油品排出分离罐1；

6)控制阀门14工作，使泥砂出口13打开，泥砂在重力作用下通过泥砂出口13排出分离罐1。

本申请中未述及的地方采用或借鉴已有技术即可实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，包括分离罐、设置在所述分离罐内的搅拌刀、设置在所述搅拌刀下方的滤网以及驱动所述搅拌刀转动的电机，所述分离罐上端设有油泥砂入口和第一液体入口，所述分离罐的侧壁设有油品出口和液体出口，且所述液体出口位于所述油品出口的下方，所述分离罐下端设有泥砂出口，且所述泥砂出口处设有控制所述泥砂出口打开或闭合的阀门，所述分离罐的底壁还设有超声波发生器，以在超声波作用下将位于所述分离罐底部的泥砂与油品分离。

2.根据权利要求1所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括与所述超声波发生器连接的控制装置，所述控制装置用于控制所述超声波发生器的输出功率，所述超声波发生器具有第一工作状态和第二工作状态；

在所述第一工作状态，所述控制装置控制所述超声波发生器以第一功率运行第一预设时长；在所述第二工作状态，所述控制装置控制所述超声波发生器以预设平均功率运行第二预设时长；所述第一功率大于预设平均功率，所述第一预设时长小于所述第二预设时长。

3.根据权利要求2所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括与所述控制装置通信连接的浓度检测器，所述浓度检测器用于检测油泥砂中油品的实时浓度，并将检测出的数据传输给所述控制装置；

在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度下降到第一浓度阈值之前，所述控制装置控制所述超声波发生器以第二功率运行第三预设时长，在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度小于所述第一浓度阈值并大于第二浓度阈值时，所述控制装置控制所述超声波发生器以第三功率运行第四预设时长，其中，所述第二功率大于所述预设平均功率，所述第三功率小于所述预设平均功率，所述第三预设时长和所述第四预设时长的总和小于或等于所述第二预设时长，在所述浓度检测器检测到油泥砂中油品浓度下降小于所述第二浓度阈值后，所述超声波发生器停止工作。

4.根据权利要求3所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述分离罐内还设有与所述控制装置通信连接的液位检测器，所述液位检测器用于检测所述分离罐内分离出的油品的实时液位，并将检测出的数据传输给所述控制装置，且所述控制装置还可控制所述阀门动作；

所述超声波发生器停止工作，并且所述液位检测器检测到所述分离罐内分离出的油品液位低于预设液位阈值时，所述控制装置控制所述阀门动作，以使所述泥砂出口打开并向外排除泥砂。

5.根据权利要求1所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述分离罐的底部设有用于在泥砂静置沉淀后向泥砂内注入液体的第二液体入口。

6.根据权利要求1所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述超声波发生器呈板状结构，且铺设于所述分离罐的底壁。

7.根据权利要求1所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述搅拌刀沿所述分离罐的轴向间隔均匀设有三组，所述滤网包括第一滤网、第二滤网和第三滤网，各所述滤网沿所述分离罐的轴向自上而下排布，且所述第一滤网的孔径大于所述第二滤网的孔径、所述第二滤网的孔径大于所述第三滤网的孔径。

8.根据权利要求1所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述井下作业油泥砂减量控制设备还包括供液组件，所述供液组件包括储液箱、输液泵以及循环泵，所述第一液体入口处设有第一三通管，所述液体出口处设有第二三通管，所述储液箱通过所述输液泵与所述第一三通管其中之一入口连通，所述循环泵的出口与所述第一三通管其中之另一入口连通；所述储液箱与所述第二三通管其中之一出口连通，且所述循环泵的入口与所述第二三通管其中之另一出口连通。

9.根据权利要求8所述的井下作业油泥砂减量控制设备，其特征在于，

所述第一三通管与所述循环泵连通的入口处设有单向阀，所述单向阀被构造为只允许所述循环泵一侧的液体向所述第一液体入口流动。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的井下作业油泥砂减量控制设备的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)将油泥砂通过油泥砂入口注入分离罐内；

2)将复合药剂或高温水通过第一液体入口注入分离罐内；

3)电机工作带动搅拌刀转动，油泥砂与复合药剂或高温水在搅拌刀的转动作用下将其混合搅拌均匀，并且较大的泥块在滤网的阻挡作用下不会直接下落至分离罐的底部，被搅拌刀充分粉碎成小颗粒，使得油泥砂处于完全悬浮的状态；

4)电机停止转动，静置一段时间，混合后的油泥砂在复合药剂或高温水的作用下使得泥砂与油品等分离开来，通过油品出口将油品排出分离罐，通过液体出口将复合药剂或高温水排出分离罐；

5)超声波发生器工作，位于分离罐底部的油泥砂在超声波作用下使得泥砂与油品分离，油品漂浮至泥砂上方，并通过油品出口将油品排出分离罐；

6)控制阀门工作，使泥砂出口打开，泥砂在重力作用下通过泥砂出口排出分离罐。

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