CN203345496U - 一种油罐自动切水系统 - Google Patents
一种油罐自动切水系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN203345496U CN203345496U CN201320233775.4U CN201320233775U CN203345496U CN 203345496 U CN203345496 U CN 203345496U CN 201320233775 U CN201320233775 U CN 201320233775U CN 203345496 U CN203345496 U CN 203345496U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oil
- water
- water interface
- detector
- oil tank
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 136
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims description 11
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 abstract description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 abstract 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 abstract 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 67
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 66
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- 238000004164 analytical calibration Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000005251 gamma ray Effects 0.000 description 2
- 235000019476 oil-water mixture Nutrition 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 235000012149 noodles Nutrition 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000002569 water oil cream Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有切水系统检测精度不高，可靠性差、结构复杂，使用和维护困难等问题。技术方案：本系统包括油罐、检测单元、控制单元和执行单元；检测单元包括上油水界面检测仪、下油水界面检测仪和水中含油分析仪；上油水界面检测仪与下油水界面检测仪采用斜插式安装于油罐内，水中含油分析仪通过排放管道与油罐相连；管道上安装有阀门；上油水界面检测仪、下油水界面检测仪与水中含油分析仪构成双表联控结构；上油水界面检测仪、下油水界面检测仪与水中含油分析仪的测点端均安装有温度传感器；上油水界面检测仪、下油水界面检测仪与水中含油分析仪均安装有反冲洗装置和定点取样装置，测量探头均涂有防挂料涂层。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种油罐自动切水系统。
背景技术
80年代初国外主要使用基于密度法的机械式切水系统，这种方法结构简单，但缺点是精度低，而且浮球在罐内容易糊头，不适合粘稠的原油。超声波法相对密度法检测精度有所提高，但可靠性和可维护性却没有改观。射线法利用油水对γ射线的线性吸收系数的差别检测油水含量，但油、水对射线的吸收系数仅差20%，因此测量精度不高，而且存在射线辐射、造价高，使用和维修困难等问题。这几种方法已几近淘汰，国外油田已基本不再采用。
目前国内自动切水系统的厂家提供的产品都基于密度法或超声波法，国内还没有生产基于短波吸收法的智能切水系统的厂家。国内油田使用的也多是基于密度法的机械式和超声波式切水系统。
近年来国家对各个行业的节能减排问题越发重视，石化行业中油罐沉积水的排放标准也日益提高。这就对油罐切水系统提出了很高的要求。采用传统切水系统的企业需要对其进行升级改造，改用更先进的短波吸收式系统以满足日益苛刻的排放要求。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有基于密度法的机械式切水系统，精度低，而且浮球在罐内容易糊头，不适合粘稠的原油；超声波法相对密度法检测精度有所提高，但可靠性和可维护性却没有改观；射线法利用油水对γ射线的线性吸收系数的差别检测油水含量，但油、水对射线的吸收系数仅差20%，因此测量精度不高，而且存在射线辐射、造价高，使用和维修困难等问题。
本实用新型采取的技术方案是：
一种油罐自动切水系统，包括油罐、检测单元、控制单元和执行单元；检测单元与油罐相连对油罐内油水界面与污水中微量油的含油量进行检测并将检测结果送入控制单元，控制单元对检测单元送入的结果进行分析并控制执行单元工作；
其中，所述检测单元包括上油水界面检测仪、下油水界面检测仪和水中含油分析仪；所述的上油水界面检测仪与下油水界面检测仪斜插式伸入到油罐内，水中含油分析仪通过排放管道与油罐相连；所述管道上安装有阀门；所述的上油水界面检测仪、下油水界面检测仪与水中含油分析仪构成双表联控结构；所述上油水界面检测仪、下油水界面检测仪与水中含油分析仪的测点端同时安装有反冲洗装置和定点取样装置；
所述的上油水界面检测仪、下油水界面检测仪与水中含油分析仪的测点端均安装有温度传感器；所述上油水界面检测仪、下油水界面检测仪与水中含油分析仪的测量探头均涂有防挂料涂层。
为了能解决传统切水系统必须清罐才能进行仪表维护的问题，避免清罐对用户造成的巨大损失，本实用新型设计了反冲洗装置，在仪表检测不灵敏时可以在不清罐的状态下，用蒸汽定期吹扫，使探头表面光洁如初，保持正常的检测精度；本实用新型所述反冲洗装置包括冲洗阀门和蒸汽管，所述蒸汽管的分别与上油水界面检测仪、下油水界面检测仪和水中含油分析仪的测量探头相连通。
为了方便抽样检测和仪表校正，本实用新型设计了定点取样装置，本实用新型所述定点取样装置包括取样阀门和探测管，探测管分别与上油水界面检测仪、下油水界面检测仪和水中含油分析仪的测量探头相连通。本实用新型所述的定点取样装置可通过取样阀门取样化验探头位置的油水含量。
控制单元包括依次相连的A/D转换模块、PLC可编程控制器和D/A转换模块。
执行单元包括电动控制阀或气动控制阀。
采用罐内斜插的安装方式直接监测油水界面，不须带切水罐、回油罐，安装维护方便；所述上油水界面检测仪的长度方向与油罐的中心轴线方向形成的倾斜角度为45°，所述下油水界面检测仪的长度方向与油罐的中心轴线方向形成的倾斜角度为45°。所述上油水界面检测仪与下油水界面检测仪的插入深度可控，可根据用户需要在油罐底部保持任意厚度的水淀层。
有益效果
本实用新型与现有技术相比的有益效果：1、本产品达到了国外同类产品的技术指标：油水面检测仪、油水含量分析仪的检测误差可以分别控制在±0.1%和±3%；温度漂移控制在±0.01％/℃以内。2、油品适应性更广：适用于国内油田开采的原油、和国内石化企业炼制的轻质油和重油。3、安装方便，采用罐内斜插式安装不需额外加装切水罐、回油罐。4、维护方便，防挂料涂层减少了油污粘连探头的机率，同时反冲洗装置可在不清罐的状态下用蒸汽对检测单元探头进行清洗。5、取样方便，定点取样装置方便了对探头位置的混合液进行取样化验。6、价格便宜：我们的系统每套售价约10万人民币，是国外同类产品的1/4。7、该系统可广泛应用于油田计量站；中石油、中石化的炼油厂油品车间、物流部的成品油罐区；煤炼制企业的油品罐区，应用领域非常广泛。
附图说明
图1是本实用新型的的结构示意图。
图2是本实用新型的控制单元的线框图。
其中，1、上油水界面检测仪，2、下油水界面检测仪，3、水中含油分析仪，4、阀门，5、执行单元，6、控制单元。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-附图2和具体实施方式做进一步的描述。
如图1所示，本实用新型的油罐自动切水系统，包括油罐7、检测单元、控制单元6和执行单元5；检测单元与油罐7相连对油罐7内油水界面与污水中微量油的含油量进行检测并将检测结果送入控制单元，控制单元对检测单元送入的结果进行分析并控制执行单元工作；
所述检测单元包括上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2和水中含油分析仪3；所述的上油水界面检测仪1与下油水界面检测仪2斜插式伸入到油罐7内，水中含油分析仪3通过排放管道与油罐7相连；所述管道上安装有阀门4；所述的上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2与水中含油分析仪3构成双表联控结构；所述上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2与水中含油分析仪3的测点端同时安装有反冲洗装置（图中未画出）和定点取样装置（图中未画出）；
本实用新型所采用的上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2和水中含油分析仪3都是基于液体介质对短波吸收的理论来检测油水含量，故称作短波吸收法。其理论原理是：电磁短波(3-30MHz)在通过液体介质时或多或少会被介质所吸收。短波发生器发出的同频短波穿过液体介质前后的能量服从朗伯-贝尔定律。对于油水混合液，短波发生器的入射（I入）、出射（I出）能量满足下式：
式中uocolo和uwcwlw分别代表着油和水的吸收系数、介质浓度和厚度。当传感器尺寸一定时，lo=lw。因uo<<uw，故co的变化对I入影响很小，可设为常数，则式(1)导成如下
从式(2)中可知，探测器发射能量I入只与容器内油中含水量呈指数规律变化。当油水乳化层的含水率变化时，发射器发射功率随之变化，引起发射器内部振荡源电流值的变化，将这个电流经过调零、放大、整形后，作为标准信号反馈输出给控制器；再经过线性化处理，即可实现油水含量的测定。
短波吸收法将电能以电磁波的形式辐射到油水介质中，根据油、水对短波吸收能力的不同来检测油水含量。因为油、水的短波吸收系数相差近40倍（油2.1,水81）,所以该方法测量精度很高。而且它对原油中的含盐率不敏感，测量范围宽，是近年来大势所趋的技术方案。采用该技术的国外公司包括美国的AGAR Corporation和KAM Controls。该技术已经在国际石化行业得到广泛应用。
传统的机械式和国内其他自动切水系统采用回油罐在线监测切水器。这种方式的缺点是：处理慢、容易混层、结构复杂、维护成本很高、施工量大，需要在油罐底部挖将近2米的深坑。本实用新型的油罐自动切水系统（如图1所示）设计结构简单，采用罐内斜插的安装方式直接监测油水界面，不须带切水罐、回油罐，安装维护方便；本实用新型所述的上油水界面检测仪1的长度方向与油罐7的中心轴线方向形成的倾斜角度为45°，本实用新型所述的下油水界面检测仪2的长度方向与油罐7的中心轴线方向形成的倾斜角度为45°。在储罐底部可根据用户要求保留任意厚度的水淀层，使储罐内的油品在水封以上不会排出一滴油，安全可靠，全闭环控制。
本实用新型所述的上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2与水中含油分析仪3构成双表联控结构；在设计上，采用双表联控的方式：即上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2控制电动控制阀5的同时，安装在排水管道上的水中含油分析仪3也可以控制电动控制阀5作为第二道防线防止油污的跑漏。在使用时，当上油水界面检测仪1与下油水界面检测仪2意外失灵时，水中含油分析仪3可自动控制排水出口电动控制阀5并提示操作人员检查设备。
为了消除由于工作环境的大幅温差引发的检测信号的温度漂移；本实用新型所述的上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2与水中含油分析仪3的检测探头内加装数字温度传感器，控制器内的程序固化了通过温度实验取得的温度补偿系数曲线，控制单元可根据实测温度选取相应地温度补偿系数对拟合曲线进行调整，从而消除了温度对检测精度的影响。成功地将温漂控制在±0.01％/℃以内。
为了可防止探头粘连石蜡等残余物、保持检测精度、并延长使用寿命；本实用新型所述上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2与水中含油分析仪3的测量探头均涂有防挂料涂层。检测探头采用特氟龙涂层和高温工艺制程，厚度仅为0.15mm。所述的特氟龙涂层和高温工艺制程为现有技术的工艺，因此在本实用新型内不做详细的说明。
为了能解决传统切水系统必须清罐才能进行仪表维护问题，避免清罐对用户造成的巨大损失，本实用新型设计了反冲洗装置，在仪表检测不灵敏时可以在不清罐的状态下，用蒸汽定期吹扫，使探头表面光洁如初，保持正常的检测精度；本实用新型所述反冲洗装置包括冲洗阀门和蒸汽管，所述蒸汽管的分别与上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2和水中含油分析仪3的测量探头相连通。
为了方便抽样检测和仪表校正，本实用新型设计了定点取样装置，本实用新型所述的定点取样单元包括取样阀门和至少一根探测管；本实用新型所述探测管分别与上油水界面检测仪1、下油水界面检测仪2和水中含油分析仪3的测量探头相连通。本实用新型所述的定点取样装置可通过取样阀门取样化验探头位置的混合液体中油水中含量。
如图2所示，本实用新型采用的控制单元包括依次相连的A/D转换模块、PLC可编程控制器和D/A转换模块。控制单元有计算和控制两个功能：采用PLC实现对检测到的油水界面、水中含油量等信号进行分析计算，根据分析结果控制执行单元中阀门的开关度。为了提高计算的精度，一方面我们针对油水混合物的两种状态：油包水相和水包油相，设置了合适的拟合点界，确保油水含量全量程的检测精度；另一方面我们预设了多组由8个关键参数组成的参数组，可根据不同油品相应地调整拟合曲线的形状，以提高切水系统的油品适应性。本实用新型所采用的PLC组态技术可与客户的DCS系统相连集中获取数据，实现集中管理、控制。并且我们可以为用户定制控制软件。
本实用新型所述的执行单元包括电动控制阀或气动控制阀。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种油罐自动切水系统，其特征在于：包括油罐（7）、检测单元、控制单元（6）和执行单元（5）；检测单元与油罐（7）相连对油罐（7）内油水界面与污水中微量油的含油量进行检测并将检测结果送入控制单元，控制单元对检测单元送入的结果进行分析并控制执行单元工作；
其中，所述检测单元包括上油水界面检测仪（1）、下油水界面检测仪（2）和水中含油分析仪（3）；所述的上油水界面检测仪（1）与下油水界面检测仪（2）斜插式伸入到油罐（7）内，水中含油分析仪（3）通过排放管道与油罐（7）相连；所述管道上安装有阀门（4）；所述的上油水界面检测仪（1）、下油水界面检测仪（2）与水中含油分析仪（3）构成双表联控结构；所述上油水界面检测仪（1）、下油水界面检测仪（2）与水中含油分析仪（3）的测点端同时安装有反冲洗装置和定点取样装置；
所述的上油水界面检测仪（1）、下油水界面检测仪（2）与水中含油分析仪（3）的测点端均安装有温度传感器；所述上油水界面检测仪（1）、下油水界面检测仪（2）与水中含油分析仪（3）的测量探头均涂有防挂料涂层。
2.如权利要求1所述的油罐自动切水系统，其特征在于：所述反冲洗装置包括冲洗阀门和蒸汽管，所述蒸汽管分别与上油水界面检测仪（1）、下油水界面检测仪（2）和水中含油分析仪（3）的测量探头相连通。
3.如权利要求1所述的油罐自动切水系统，其特征在于：所述定点取样装置包括取样阀门至少一根探测管；所述探测管分别与上油水界面检测仪（1）、下油水界面检测仪（2）和水中含油分析仪（3）的测量探头相连通。
4.如权利要求1所述的油罐自动切水系统，其特征在于：所述控制单元（6）包括依次相连的A/D转换模块、PLC可编程控制器和D/A转换模块。
5.如权利要求1所述的油罐自动切水系统，其特征在于：所述的执行单元（5）包括电动控制阀或气动控制阀。
6.如权利要求1所述的油罐自动切水系统，其特征在于：所述上油水界面检测仪（1）的长度方向与油罐（7）的中心轴线方向形成的倾斜角度为45°，所述下油水界面检测仪（2）的长度方向与油罐（7）的中心轴线方向形成的倾斜角度为45°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320233775.4U CN203345496U (zh) | 2013-04-28 | 2013-04-28 | 一种油罐自动切水系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201320233775.4U CN203345496U (zh) | 2013-04-28 | 2013-04-28 | 一种油罐自动切水系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN203345496U true CN203345496U (zh) | 2013-12-18 |
Family
ID=49745421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201320233775.4U Expired - Lifetime CN203345496U (zh) | 2013-04-28 | 2013-04-28 | 一种油罐自动切水系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN203345496U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103231878A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-07 | 南京工业大学 | 一种油罐自动切水系统 |
| CN106502196A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-15 | 高翔 | 电脱盐设备油水界面在线监测及控制方法和系统 |
-
2013
- 2013-04-28 CN CN201320233775.4U patent/CN203345496U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103231878A (zh) * | 2013-04-28 | 2013-08-07 | 南京工业大学 | 一种油罐自动切水系统 |
| CN106502196A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-03-15 | 高翔 | 电脱盐设备油水界面在线监测及控制方法和系统 |
| CN106502196B (zh) * | 2016-12-02 | 2018-12-14 | 高翔 | 电脱盐设备油水界面在线监测及控制方法和系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3095753B1 (en) | Chemical dosing device and method for dosage metering and control | |
| CN105181568A (zh) | 油气田集输管线腐蚀监测装置及缓蚀剂加注系统 | |
| CN108069156B (zh) | 储油罐盘库切水机器人及其控制方法 | |
| CN1300576C (zh) | 地面电导含水分析仪 | |
| CN103231878B (zh) | 一种油罐自动切水系统 | |
| CN203345496U (zh) | 一种油罐自动切水系统 | |
| CN205333626U (zh) | 取样式原油含水率在线检测仪 | |
| CN104567993A (zh) | 走航式水体探测系统 | |
| CN103244114A (zh) | 一种基于微波技术实时监测气体钻井地层出水的装置 | |
| CN204944978U (zh) | 新型灌浆记录仪比重监测装置 | |
| CN204269640U (zh) | 一种海水检测及采集设备 | |
| CN202066554U (zh) | 一种贮罐随机取样装置 | |
| US11649726B1 (en) | Application method of device for accurately evaluating vertical content distribution of undersea hydrate reservoir | |
| Shuxiang et al. | The technical status of in-line multiphase flow meter in China | |
| CN107014985A (zh) | 多井原油含水率在线分时测量系统及方法 | |
| CN103234985B (zh) | 利用天线谐振频率测量物质含水率的方法及测量装置 | |
| CN107589101B (zh) | 基于紫外荧光法的在线含油污水检测装置 | |
| CN106018172A (zh) | 一种用于在线检测石油含水含油量的方法及装置 | |
| CN206684131U (zh) | 井中轻质非水相液体在线监测自动控制装置 | |
| CN201804123U (zh) | 岩石极化率测量装置 | |
| CN202735187U (zh) | 利用高温法快速测定残余气量的仪器 | |
| Guowang et al. | Research status and development trend of water cut detection methods for crude oil | |
| CN112924475A (zh) | 一种含水率测量传感器及基于短波法的原油含水率检测系统 | |
| CN205300706U (zh) | 微波智能油水界面检测仪 | |
| CN201072407Y (zh) | 水中微量油-碳氢化合物在线检测仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20131218 Effective date of abandoning: 20150225 |
|
| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20131218 Effective date of abandoning: 20150225 |
|
| RGAV | Abandon patent right to avoid regrant |