CN114439455A - 一种单井拉油系统就地分水回掺系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单井拉油系统就地分水回掺系统及方法，属于原油单井采集技术领域。其技术方案为：它包括储油罐和与储油罐配合使用的游离水罐，储油罐底部与游离水罐底部设置连通管，连通管上设置有排水阀门组件，储油罐与游离水罐之间还设置回掺管，回掺管上设置有回掺组件。本发明的有益效果为：本发明将原油采出液就地分离出一部分游离水，大大降低原油的含水率，而且还能降低原油在加热过程中产生的无效负荷，减少了加热的能源消耗，减轻了后续集输站库存压力，能够有效地节约能源，提高生产效率，降低加热成本。

Description

一种单井拉油系统就地分水回掺系统及方法

技术领域

本发明涉及原油单井采集技术领域，尤其涉及一种单井拉油系统就地分水回掺系统及方法。

背景技术

近几年，随着我国原油开采速度的快速增长，位置较偏远油井的数量越来越多。但是，由于未建立系统的输油管线、开采出的原油无法直接通过管网输运。原油采出液通常先储存在拉油储油罐中，等拉油储油罐装满之后，再由拉油车进行运输。然而，在运输的过程中，由于原油的粘度较大且含蜡量较高，一般采用加热的方式来降低原油粘度，增强其流动性，从而降低输运成本和难度。

此外，我国的大部分油田已经进入了中高含水期，采出液中含水率不断上升。含水率基本位于70%左右，少数高含水区域可达到90%以上。并且，由于水的比热容远大于原油，按照传统的单井拉油罐加热方式，需要消耗大量的热量来加热水，造成了严重的热能浪费。除此之外，原油的含水率高还导致了拉油车的有效拉油量大幅度下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种不仅能够降低原油含水率，还能够降低原油在加热过程中产生的无效负荷、节约能源的单井拉油系统就地分水回掺系统。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种单井拉油系统就地分水回掺系统，包括储油罐，还包括与所述储油罐配合使用的游离水罐，所述储油罐底部与所述游离水罐底部设置连通管，所述连通管上设置有排水阀门组件，所述储油罐与所述游离水罐之间还设置回掺管，所述回掺管上设置有回掺组件。

由所述储油罐至所述游离水罐方向，所述排水阀门组件依次包括：手动阀门一、电动阀门一和手动阀门二。

所述回掺阀门组件包括设置在所述手动阀门和所述储油罐之间的电动阀门二和回掺泵。

所述游离水罐内壁上横向设置有高度方向均布的电加热管。

所述游离水罐底部设置有排污阀。

所述储油罐设置有两个含水仪、温度传感器和液位传感器。

所述游离水罐设置有若干温度传感器和用于分别测量所述游离水罐最高液位和最低液位的液位传感器。

所述储油罐和所述游离水罐之间设置有阀门操作平台；所述游离水罐侧壁上设置排污阀操作平台；所述游离水罐顶部设置有护栏。

为了更好的实现上述发明目的，本发明还提供了一种单井拉油系统就地分水回掺方法，所述方法为：

步骤一：油井采出的原油由进油孔进入储油罐中，通过液位传感器测量储油罐中原油的液面高度，当液面高度达到储油罐承载的最大高度时，触发储油罐的高液位报警，储油罐储油结束；

步骤二：储油罐静置，实现油水分离；

步骤三：将储油罐的下层液体通过连通管排入游离水罐中，当游离水罐的液面达到最大承载高度时，触发游离水罐的高液位报警器，关闭连通管上的阀门，停止储油罐内的液体流入游离水罐中；

步骤四：判断游离水罐中的含油量，

当含水仪测得的含油量大于3000mg/L时，拉油之前，利用谷电对游离水罐中的液体进行加热；将游离水罐中加热后的液体回掺至储油罐中，待储油罐中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，结束回掺，进行拉油；

当含水仪测得的含油量不大于3000mg/L时，将游离水罐中的液体直接通过拉水车排出；拉油之前，对储油罐中的液体进行加热，待储油罐中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，进行拉油；

如此重复上述步骤。

本发明的有益效果为：本发明将原油采出液就地分离出一部分游离水，大大降低原油的含水率，而且还能降低原油在加热过程中产生的无效负荷，减少了加热的能源消耗，减轻了后续集输站库存压力，能够有效地节约能源，提高生产效率，降低加热成本。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例1和 2中游离水罐的电加热管、传感器分布示意图一。

图3为本发明实施例1和2中游离水罐的电加热管、传感器分布示意图二。

图4为本发明实施例1和2中游离水罐的电加热管、传感器分布俯视图。

图5为本发明实施例1和4中储油罐的电加热管、传感器分布示意图。

图6为本发明实施例1、2和6中的控制逻辑图。

图7为本发明实施例3中游离水罐支架的俯视图。

图8为本发明实施例3中游离水罐支架的侧视图。

图9为本发明实施例3中游离水罐排污阀门操作平台的主视图。

图10为本发明实施例3中游离水罐排污阀门操作平台的俯视图。

图11为本发明实施例3中游离水罐顶部护栏的主视图。

图12为本发明实施例3中游离水罐顶部护栏的俯视图。

图13为本发明实施例5中阀门操作平台的主视图。

图14为本发明实施例5中阀门操作平台的俯视图。

其中，附图标记为：1、储油罐护栏；2、储油罐支架；3、储油罐；4、进油阀；5、手动阀门一；6、连通管；7、电动阀门一；8、电动阀门二；9、回掺泵；10、手动阀门二；11、游离水罐；12、排污阀；13、游离水罐支架；14、游离水罐顶部护栏；15、阀门操作平台支撑柱；16、阀门操作平台爬梯；17、阀门操作平台底板；18、阀门操作平台护栏；19、排污阀操作平台护栏；20、排污阀操作平台底板；21、排污阀操作平台爬梯；22、游离水罐爬梯；23、仪表预留孔一；24、人孔一；25、液位传感器；26、人孔二；27、含水仪一；28、含水仪二；29、仪表预留孔二；30、32、34、37、38、39均为电加热管；31、33、35、40、41、42均为温度传感器；36、出水管；43、进油孔；44、观察孔；45、液位传感器；46、47均为温度传感器；48、含水仪三；49、含水仪四；50、罐内加强筋；51、电加热管；52、出油管。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例1 系统

参见图1，本发明是一种单井拉油系统就地分水回掺系统，包括储油罐3，还包括与所述储油罐3配合使用的游离水罐11，所述储油罐3底部与所述游离水罐11底部设置连通管6，所述连通管6上设置有排水阀门组件，所述储油罐3与所述游离水罐11之间还设置回掺管，所述回掺管上设置有回掺组件。

由所述储油罐3至所述游离水罐11方向，所述排水阀门组件依次包括：手动阀门一5、电动阀门一7和手动阀门二10。

所述回掺阀门组件包括设置在所述手动阀门二10和所述储油罐3之间的电动阀门二8和回掺泵9。

所述游离水罐11内壁上横向设置有高度方向均布的电加热管。

所述游离水罐11底部设置有排污阀。

所述储油罐3设置有两个含水仪、温度传感器和液位传感器。

所述游离水罐11设置有若干温度传感器和用于分别测量所述游离水罐11最高液位和最低液位的液位传感器。

所述储油罐3和所述游离水罐11之间设置有阀门操作平台；所述游离水罐11侧壁上设置排污阀操作平台；所述游离水罐11顶部设置有护栏。

实施例2 游离水罐

参见图2-4，在实施例1的基础上，对游离水罐11进一步描述。

游离水罐11的体积V由拉油罐体积V₀及该油井的含水率α来确定，具体为：

；其中1.2为安全系数。

游离水罐11顶部安装1个液位传感器，用于测量游离水罐11中液体的液位；游离水罐11安装2个离罐顶高度分别为500mm和1000mm的含水仪一27和含水仪二28；游离水罐11内部沿纵向水平安装三层电加热管，每层2个，相邻两层的高度差为300mm-700mm，优选为500mm，以能够实现游离水罐11罐体内部液体的均匀加热；游离罐体11中还安装有6个温度传感器，其中3个温度传感器分别靠近三层电加热管，用于测量电加热管附近局部温度，提供保护电加热管高温保护信号，另外3个温度传感器安装在游离水罐内壁上，用于测量罐体内液体温度；游离水罐11顶部安装仪表预留孔一23和仪表预留孔二29，方便以后增加其他仪表；游离水罐11顶部安装人孔一24和人孔二26，用于后续设备检修维护。

实施例3游离水罐的辅助结构

参见图7-12，在实施例1和2的基础上，游离水罐11底部设置有游离水罐支架13，游离水罐支架13依据游离水罐11的实际尺寸进行设定。本实施例提供的游离水罐支架13的结构及尺寸由图8能够看出，其水平横截面为正八边形，边长为1569mm；高度为3000mm。

游离水罐11外围还设置有便于操作排污阀12的操作平台，该操作平台包括：排污阀操作平台护栏19、排污阀操作平台底板20和排污阀操作平台爬梯21，其中排污阀操作平台护栏高度为500-1000mm，优选为800mm。

游离水罐11顶部还设置有游离水罐顶部护栏14以及游离水罐爬梯22，同样，游离水罐顶部护栏14高度为500-1000mm，优选为800mm。

实施例4储油罐

参见图5，在实施例1-3的基础上，储油罐3顶部设置有离罐顶高度分别为500mm和1000mm的含水仪一48和含水仪二49、温度传感器46、温度传感器47和液位传感器45。另外，储油罐3顶部还设置有观察孔44，用于观察罐内情况。

储油罐3内设置有罐内加强筋50，电加热管51。

实施例5阀门操作平台

参见图13-14，在实施例1-4的基础上，储油罐3和游离水罐11之间设置有阀门操作平台，便于操作手动阀门一5和手动阀门二10的实现排水过程的控制以及阀门的检修。该阀门操作平台的高度与游离水罐的排污阀操作平台高度相等。

实施例6 电控

参见图6，在实施例1-5的基础上，所有温度传感器、液位传感器、含水仪和电动阀门都与PLC（图6中显示为“智能控制柜”）电控连接，由PLC进行控制并增加信号远传系统；具体的：

抽油系统开始之前,打开进油阀4,关闭手动阀门一5、电动阀门一7、电动阀门二8和手动阀门二10,将原油抽入储油罐3中，通过液位传感器45得到储油罐3中原油的液面高度，当液面高度达到储油罐3的最大高度时，触发储油罐3高液位报警，PLC控制抽油机停止抽油；关闭进油阀4，对储油罐3进行静置；在储油罐3中静置分层后，先开启手动阀门一5和手动阀门二10，再开启电动阀门一7，转移储油罐3底部的水到游离水罐11中。通过液位传感器25测得游离水罐11中的液面高度达到最大高度时，触发游离水罐11高液位报警器，远程控制关闭电动阀门一7,手动关闭手动阀门一5和手动阀门二10，停止转移。

实施例7 方法

在实施例1-6的基础上，本发明还提供了一种单井拉油系统就地分水回掺方法，所述方法为：

步骤一：油井采出的原油由进油孔43进入储油罐3中，通过液位传感器45测量储油罐3中原油的液面高度，当液面高度达到储油罐3承载的最大高度时，触发储油罐3的高液位报警，储油罐3储油结束；

步骤二：储油罐3静置，实现油水分离；

步骤三：将储油罐3的下层液体通过连通管6排入游离水罐11中，当游离水罐11的液面达到最大承载高度时，触发游离水罐11的高液位报警器，关闭连通管上的阀门，停止储油罐3内的液体流入游离水罐11中；

步骤四：判断游离水罐11中的含油量，

当含水仪测得的含油量大于3000mg/L时，拉油之前，利用谷电对游离水罐11中的液体进行加热；将游离水罐11中加热后的液体回掺至储油罐3中，待储油罐3中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，结束回掺，进行拉油；

当含水仪测得的含油量不大于3000mg/L时，将游离水罐11中的液体直接通过拉水车排出；拉油之前，对储油罐3中的液体进行加热，待储油罐3中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，进行拉油。

实施例8 方法

在实施例1-7的基础上，本发明还提供了一种单井拉油系统就地分水回掺方法，所述方法为：

步骤一：抽油系统开始之前,打开进油阀4,关闭手动阀门一5、电动阀门一7、电动阀门二8和手动阀门二10,油井采出的原油由进油孔43进入储油罐3中，通过液位传感器45测量储油罐3中原油的液面高度，当液面高度达到液位传感器45测得的储油罐3承载的最大高度时，触发储油罐3的高液位报警，关闭进油阀4，储油罐3储油结束；

步骤二：储油罐3静置，实现油水分离；

步骤三：打开手动阀门一5、电动阀门一7和手动阀门二10，将储油罐3的下层液体通过连通管6排入游离水罐11中，当液位传感器25测得的游离水罐11的液面达到最大承载高度时，触发游离水罐11的高液位报警器，关闭手动阀门一5、电动阀门一7和手动阀门二10，停止储油罐3内的液体流入游离水罐11中；

步骤四：判断游离水罐11中的含油量，

当含水仪测得的含油量大于3000mg/L时，拉油之前，利用谷电对游离水罐11中的液体进行加热；打开电动阀门二8，将游离水罐11中加热后的液体通过回掺泵9回掺至储油罐3中，待储油罐3中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，结束回掺，进行拉油；

当含水仪测得的含油量不大于3000mg/L时，打开排污阀12，将游离水罐11中的液体直接通过出水管36排出到拉水车；拉油之前，对储油罐3中的液体进行加热，待储油罐3中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，打开进油阀4，原油通过出油管52流入拉油车，进行拉油。

实施例9 附加特征

在实施例1-8的基础上，储油罐3和游离水罐11之间的连通管6保温处理，减少热损失。

此外，阀门操作平台和游离水罐11排污阀操作平台均采用DN32钢管建造，采用100槽钢焊接主框架，表面敷设防滑钢板，40×4扁钢焊接爬梯以及护栏。

游离水罐11上还安装有防雷接地系统，顶端安装避雷针并采用镀锌扁钢引入接地网，地面采用镀锌接地极和镀锌扁钢预设接地网。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种单井拉油系统就地分水回掺系统，包括储油罐（3），其特征在于，还包括与所述储油罐（3）配合使用的游离水罐（11），所述储油罐（3）底部与所述游离水罐（11）底部设置连通管，所述连通管上设置有排水阀门组件，所述储油罐（3）与所述游离水罐（11）之间还设置回掺管，所述回掺管上设置有回掺组件。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，由所述储油罐（3）至所述游离水罐（11）方向，所述排水阀门组件依次包括：手动阀门一（5）、电动阀门一（7）和手动阀门二（10）。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述回掺阀门组件包括设置在所述手动阀门二（10）和所述储油罐（3）之间的电动阀门三（11）和回掺泵（9）。

4.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述游离水罐（11）内壁上横向设置有若干个高度方向均布的电加热管；所述游离水罐（11）底部设置有排污阀。

5.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述储油罐（3）设置有两个含水仪、温度传感器和液位传感器。

6.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述游离水罐（11）设置有若干温度传感器和用于分别测量所述游离水罐（11）最高液位和最低液位的液位传感器。

7.根据权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述储油罐（3）和所述游离水罐（11）之间设置有阀门操作平台；所述游离水罐（11）侧壁上设置排污阀操作平台；所述游离水罐（11）顶部设置有护栏。

8.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述游离水罐（11）的体积V由拉油罐体积V₀及该油井的含水率α来确定，具体为：其中1.2为安全系数。

9.根据权利要求1-8任一项所述的系统，其特征在于，所述系统的回掺方法具体为：

步骤一：油井采出的原油由进油孔（43）进入储油罐（3）中，通过液位传感器（45）测量储油罐（3）中原油的液面高度，当液面高度达到储油罐（3）承载的最大高度时，触发储油罐（3）的高液位报警，储油罐（3）储油结束；

步骤二：储油罐（3）静置，实现油水分离；

步骤三：将储油罐（3）的下层液体通过连通管排入游离水罐（11）中，当游离水罐（11）的液面达到最大承载高度时，触发游离水罐（11）的高液位报警器，关闭连通管上的阀门，停止储油罐（3）内的液体流入游离水罐（11）中；

步骤四：判断游离水罐（11）中的含油量，

当含油量大于3000mg/L时，拉油之前，利用谷电对游离水罐（11）中的液体进行加热；将游离水罐（11）中加热后的液体回掺至储油罐（3）中，待储油罐（3）中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，结束回掺，进行拉油；

当含油量不大于3000mg/L时，将游离水罐（11）中的液体直接通过拉水车排出；拉油之前，对储油罐（3）中的液体进行加热，待储油罐（3）中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，进行拉油；

如此重复上述步骤。

10.一种单井拉油系统就地分水回掺方法，其特征在于，所述方法为：

步骤一：油井采出的原油由进油孔（43）进入储油罐（3）中，通过液位传感器（45）测量储油罐（3）中原油的液面高度，当液面高度达到储油罐（3）承载的最大高度时，触发储油罐（3）的高液位报警，储油罐（3）储油结束；

步骤二：储油罐（3）静置，实现油水分离；

步骤三：将储油罐（3）的下层液体通过连通管排入游离水罐（11）中，当游离水罐（11）的液面达到最大承载高度时，触发游离水罐（11）的高液位报警器，关闭连通管上的阀门，停止储油罐（3）内的液体流入游离水罐（11）中；

步骤四：判断游离水罐（11）中的含油量，

当含油量大于3000mg/L时，拉油之前，利用谷电对游离水罐（11）中的液体进行加热；将游离水罐（11）中加热后的液体回掺至储油罐（3）中，待储油罐（3）中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，结束回掺，进行拉油；

当含油量不大于3000mg/L时，将游离水罐（11）中的液体直接通过拉水车排出；拉油之前，对储油罐（3）中的液体进行加热，待储油罐（3）中液体温度达到可拉油温度50-65^oC时，进行拉油；

如此重复上述步骤。

Images