CN208534468U - 一种油水两相驱替分离计量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种油水两相驱替分离计量装置，主要包括分离器，其中分离器通过一体设置的第一容量管、第二容量管、第一连接管和第二连接管以及预先注入到分离器中的水、油，解除了现有技术中为减小误差而加大驱替混合液样品量的问题，实现对驱替混合液中油、水体积的精确计量，同时驱替混合液注入到水中，会进行稀释，也减弱了驱替混合液乳化对实验精准度的影响；此外还通过控制装置、微量恒吸泵和第一光电传感器和第二光电传感器的设置实现了自动化，其中第一光电传感器和第二光电传感器的解除了人眼观测的误差影响，微量恒吸泵的设置则防止了液面下降太快而导致的实验失败，增加了实验的成功率。

Description

一种油水两相驱替分离计量装置

技术领域

本实用新型属于试验用油水驱替分离计量技术领域，尤其涉及一种油水两相驱替分离计量装置。

背景技术

在石油开采中，一次采油通过依靠储层底层压力下降只能开采全部原油中的一部分，随着地层压力的降低，二次采油就需要通过向油层注水或注气的方式将原油从底层中驱替出来。其中注水是最成功的并且应用最广泛的二次采油方法之一，在压力下，水经由注入井被注入到储层岩中，由于水的密度大于原油的密度，注入到储层岩中的水代替原油帮助维持储层压力，并朝着生产井的方向波及驱替石油。而岩心驱替实验则是研究二次驱油方法的重要手段。

物理分离法是利用油、水的密度差或过滤吸附等物理现象使油水分离的方法，主要特点是不改变油的化学性质而将油水分离，主要包括重力分离法、过滤分离法、聚结分离法、气浮分离法、吸附分离法、超滤膜分离法及反渗透分离法等。实验室在做相渗曲线和驱油效率实验过程中需要准确计量岩心饱和的油量和驱替出来的油量及其产液量。市场上存在的实验用油水分离器，其主要原理是混合蒸汽冷凝后，利用油水的重力差进行分离，但是此类实验用油水分离器还存在以下不足：

(1)市面上存在的油水分离器目的是分离油水混合蒸汽，并不能分离油水混合液体；

(2)油水混合物中存在乳化现象，造成无法分离不干净使得后期计量不准确。

(3)为保证实验数据的准确性，需要加大实验中驱替混合液的体积以减弱残留在器壁中的油、水而造成的误差。

因此，针对以上不足，本实用新型急需提供一种油水两相驱替分离计量装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油水两相驱替分离计量装置，用以解决现有技术中不能分离液态油水混合物以及因乳化现象使得分离不彻底而测量不够准确的问题。

本实用新型提供了下述方案：

一种油水两相驱替分离计量装置，包括：控制箱，所述控制箱用于提供安装空间；分离器，所述分离器安装在所述控制箱内，其中所述分离器包括竖直设置的第一容量管、竖直设置的第二容量管，以及接通所述第一容量管和第二容量管的第一连接管和第二连接管；所述第一容量管和第二容量管两端开口，所述第一容量管的下端口为注水口，所述第二容量管的下端口为出水口，所述第一容量管由上至下依次设置有出油管、注油管和驱替混合液入管，所述注水口和所述注油管用于分别注入水、油以形成预设油液面和预设油水分界面；所述出水口和所述出油管外还设置有测量装置。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，还包括控制装置、抽取装置和采集装置，所述抽取装置、所述采集装置分别与所述控制装置电联接，所述抽取装置分别与所述出油管和所述出水口连接，所述采集装置安装在控制箱中，用于采集所述分离器中液面变化并发送到所述控制装置中，用以控制所述抽取装置工作。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述采集装置包括定位管和安装在所述定位管上的第一光电传感器和第二光电传感器；所述定位管与所述第二容量管平行设置，所述第一光电传感器和所述第二光电传感器分别对应所述预设油液面和所述预设油水分界面。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述抽取装置包括两台微量恒吸泵，其中一台所述微量恒吸泵与所述出油管连接，用作微量恒速吸油泵，另一台所述微量恒吸泵与所述出水口连接，用作微量恒速吸水泵。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述第一容量管、所述第二容量管、所述第一连接管、所述第二连接管、所述注油管、所述出油管和所述驱替混合液入管为一体设置。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述第一连接管和所述第二连接管分别与所述第一容量管和所述第二容量管垂直设置。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述注油管、所述出油管、所述驱替混合液入管处均设置有阀门，所述出水口和所述注水口处设置有堵头，用于启闭。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述分离器的材料为玻璃。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述第一容量管和所述第二容量管的下端为弯管设置。

如上所述油水两相驱替分离计量装置，进一步有优选为，所述出油管位于所述第一连接管上方，所述注油管和所述驱替混合液入管位于所述第一连接管和所述第二连接管之间。

本实用新型与现有技术相比具有以下的优点：

本实用新型所公开的一种油水两相驱替分离装置，主要包括分离器，其中分离器通过一体设置的第一容量管、第二容量管、第一连接管和第二连接管以及预先注入到分离器中的水、油，解除了实验中为减小误差而加大驱替混合液样品量的问题，实现对驱替混合液中油、水体积的计量；同时驱替混合液注入到水中，进行稀释，也减弱了驱替混合液乳化对实验精准度的影响。

附图说明

图1为本实用新型的一种油水两相驱替分离装置的组成结构示意图。

附图说明：

1-第一容量管，2-第二容量管，3-出油管，4-注油管，5-阀门，6-驱替混合液入管，7-注水口，8-微量恒速吸水泵，9-微量恒速吸油泵，10-第二光电传感器，11-定位管，12-第一光电传感器，13-控制箱，14-第一连接管，15-第二连接管，16-出水口。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

如图所示，本实施例公开了一种油水两相驱替分离计量装置，包括:控制箱13，其主要用于提供安装空间，以及为测量实验提供相对稳定的环境；安装于控制箱13中的分离器，分离器呈H型设置，包括第一容量管1、第二容量管2以及接通第一容量管1、第二容量管2的第一连接管14和第二连接管15，第一容量管1和第二容量管2呈竖直设置且两端开口，其中第一容量管1的下端口为注水口7，并与外接软管连接，用于在实验过程中向分离器中注水，第二容量管2的下端口为出水口16，用于将分离器中的水向外排出；在第一容量管1上从上到下还依次设置有出油管3、注油管4和驱替混合液入管6；出水口16和出油管3还分别与测量装置连接，用于分别测量从分离器中排出水量和油量，从而实现水、油的计量。使用时，先通过记号笔或其他标记装置在第一容量管1和第二容量管2上设定预设油液面、预设油水分界面，其中预设油液面要高于第一连接管14和出油管3的位置，预设油水分界面位于第一连接管14和第二连接管15之间并低于注油管4且高于驱替混合液入管6的位置；然后堵住分离器中出水口16、出油管3和驱替混合液入管6，通过外置的注入装置分别通过注水口7和注油管4向分离器中注入水和油，由于水、油密度上的差别，注入到分离器中的水下沉而油漂浮于水上，故优先注水，待水面接近预设的油水分界面时，停止注水并开始注油，并经最终调整使得分离管中油液面和油水分界面与预设油液面和预设油水分界面齐平，静止片刻，则第一连接管14沟通其两端容量管中的油，使第一容量管1和第二容量管2上部的油液面齐平，而第二连接管15则沟通其两端容量管中的水，使得第一容量管1和第二容量管2中的油水分界面齐平，然后封堵注水口7，如此，则准备工作完成。然后缓慢地通过驱替混合液入管6向分离管中注入一定体积的驱替混合液，然后封堵入口，注入驱替混合液的体积不宜过多，以防油水分界面的高度超过第二连接管15，使得第一容量管1和第二容量管2上方的油无法互通；鉴于驱替混合液入管6的位置低于油水分界面，注入到分离管中的驱替混合液会被直接注入到位于分离管下部的水中，通过水的稀释作用然后基于油水密度的关系进行分离，即油会在浮到水面之上，静待片刻待油和水完全分离并静止，由于驱替混合液为油、水混合物，故此时分离管中，油液面和油水分界面相较于预设油液面和预设油水分界面都会升高。打开出水口16和出油管3，开始排出分离管中的水和油，直到油液面和油水分界面分别降到预设位置处时再关闭出油管3和出水口16；上述操作中，鉴于水位于油面的下方，上述先打开出水口16，先进行油水分界面的调整，然后开始油液面的调整，排出的水和油分别进入与出油管3和出水口16连接的测量装置中，进行体积计量。

在上述实施例中，初始油液面、初始油水分界面的高度以及注入驱替混合液后抽取油、水使其高度回到原来的高度这一过程中，都需要人为进行分离管中液面高度的监测，但是人为监测容易造成实验误差，影响实验的准确性。为了解决这一问题，本实施例设置了一套自动控制装置，用于实现上述液面的自动观测，其包括控制装置、采集装置和抽取装置，其中采集装置和抽取装置分别与控制装置电联接，此处，控制装置用作中央处理器，采集装置用作监测装置，安装在分离器旁边，时刻监测分离管中的液面变化，并在液面趋于稳定后向控制装置发送信号，控制装置接收并处理上述信号后，给抽取装置发送抽取信号，抽取装置作为执行装置，与出油管3和出水口16连接，用于分别向外抽取水和油。

在上述实施例中，采集装置包括定位管11和安装在定位管11上的第一光电传感器12和第二光电传感器10，其中定位管11设置在分离器一侧并与第一容量管1平行设置，第一光电传感器12和第二光电传感器10可拆卸地安装在定位管11上并可在定位管11上上下滑动，且安装之后的第一光电传感器12和第二光电传感器10的检测头与第一容量管1垂直设置，即使其发射的光线垂直进入第一容量管1和第二容量管2中并与液面平行，分别监测油液面和油水分界面。进行准备工作时，在对应预设油液面和预设油水分界面的位置固定第一光电传感器12和第二光电传感器10，使其平齐，即将第一光电传感器12和第二光电传感器10作为预设油液面和预设油水分界面，然后向分离管中注入水和油，使其到达预设油液面和预设有水分界面的位置，此处，注入水和油的过程中，第一光电传感器12和第二光电传感器10分别进入工作状态，时刻监测液面的变化，并在液面达到指定位置时给控制装置发送信号，以通过控制装置提醒液面已到达标高，注入停止；当分离器中注入的驱替混合液分离完成并开始抽取作业时，第一光电传感器12和第二光电传感器10开始工作，随着抽取作业的进行，油液面和油水分界面的高度也慢慢降低，待油液面或油水分界面降低到初始位置时给控制装置发送信号，以通过控制装置提醒液面已到达标高，同时控制装置给抽取装置发送停止抽取的信号以停止作业。

上述装置尺寸和容量都比较小，因此，打开出油管3和出水口16后，液面会飞速降低，所留下的反应时间较短，会使得实验失败。为解决这一问题，本实施例中的抽取装置为两台微量恒吸泵，其中一台与出油管3连接，用作微量恒速吸水泵8，另一台与出水口16连接，用作微量恒速吸油泵9。使用时，微量恒吸泵以较小的抽取速率抽取分离器中的油、水，留出足够的反应时间，以防实验失败。进一步的，微量恒吸泵通过一组啮合的齿轮带动同步的两个缸体同时做上下往复运动，一个缸体吸液，另一个缸体向测量装置排液，双缸通过机械结构同步起来，实现连续不断同步运动，实现液面和计量的平衡，即液面下降的量即为微量恒吸泵排出的也液体量。当油液面或油水分界面降到初始位置时，控制装置分别给两台微量恒吸泵发送停止工作指令，以指令其停止工作。

在本实施例中，第一容量管1、第二容量管2、第一连接管14、第二连接管15、注油管4、出油管3和驱替混合液入管6为一体设置。

在本实施例中，第一连接管14和第二连接管15分别与第一容量管1和第二容量管2垂直设置。第一连接管14和第二连接管15沟通了两容量管，起到了保持两边液面平衡的作用，同时又鉴于两容量管中有两种不同的介质，因此，为更好的保证流通，则两个连接管两端的高度相同，在两点之间的众多连线中，优先使用直线，即两连接管垂直于第一容量管1和第二容量管2设置。

在本实施例中，作为优选方案，为了防止油液中含有的有机物质腐蚀分离器，分离器采用玻璃材质制作而成，且不局限于此，还可以为其他耐腐蚀材料。此外，为方便随时控制分离管中各入口和出口，本实施例中还设置了阀门5和堵头，同理为防止腐蚀，阀门5和堵头选用不锈钢或木质材料。

在本实施例中，第一容量管1和第二容量管2的下端为弯管设置。弯管的设置用于缓和出水口16处液体的流出造成液面的变化，使液面趋于平稳，有利于液面的监测。

在本实施例中，出油管3位于第一连接管14上方，注油管4和驱替混合液入管6位于第一连接管14和第二连接管15之间。

与现有技术相比，本实用新型所公开的一种油水两相驱替分离装置具有以下的优点：

1、本实用新型中，分离器通过一体设置的第一容量管1、第二容量管2、第一连接管14和第二连接管15和预先注入到分离器中的水、油，解除了实验中为减小误差而加大驱替混合液样品量的问题，实现对驱替混合液中油、水体积的计量；同时驱替混合液注入到水中，进行稀释，也减弱了驱替混合液乳化对实验精准度的影响；

2、本实用新型中，还设置了控制装置、微量恒吸泵和第一光电传感器12和第二光电传感器10，上述结构的设置使本装置实现了自动化，其中第一光电传感器12和第二光电传感器10的解除了人眼观测的误差影响，微量恒吸泵的设置则防止了液面下降太快而导致的实验失败，增加了实验的成功率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，包括：

控制箱，所述控制箱用于提供安装空间；

分离器，所述分离器安装在所述控制箱内，其中所述分离器包括竖直设置的第一容量管、竖直设置的第二容量管，以及接通所述第一容量管和第二容量管的第一连接管和第二连接管；所述第一容量管和第二容量管两端开口，所述第一容量管的下端口为注水口，所述第二容量管的下端口为出水口，所述第一容量管由上至下依次设置有出油管、注油管和驱替混合液入管，所述注水口和所述注油管用于分别注入水、油以形成预设油液面和预设油水分界面；所述出水口和所述出油管外还设置有测量装置。

2.根据权利要求1所述油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，还包括控制装置、抽取装置和采集装置，所述抽取装置、所述采集装置分别与所述控制装置电联接，所述抽取装置分别与所述出油管和所述出水口连接，所述采集装置安装在控制箱中，用于采集所述分离器中液面变化并发送到所述控制装置中，用以控制所述抽取装置工作。

3.根据权利要求2所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，

所述采集装置包括定位管和安装在所述定位管上的第一光电传感器和第二光电传感器；所述定位管与所述第二容量管平行设置，所述第一光电传感器和所述第二光电传感器分别对应所述预设油液面和所述预设油水分界面。

4.根据权利要求2所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，

所述抽取装置包括两台微量恒吸泵，其中一台所述微量恒吸泵与所述出油管连接，用作微量恒速吸油泵，另一台所述微量恒吸泵与所述出水口连接，用作微量恒速吸水泵。

5.根据权利要求1所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，所述第一容量管、所述第二容量管、所述第一连接管、所述第二连接管、所述注油管、所述出油管和所述驱替混合液入管为一体设置。

6.根据权利要求5所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，所述第一连接管和所述第二连接管分别与所述第一容量管和所述第二容量管垂直设置。

7.根据权利要求1所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，所述注油管、所述出油管、所述驱替混合液入管处均设置有阀门，所述出水口和所述注水口处设置有堵头，用于启闭。

8.根据权利要求5所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，所述分离器的材料为玻璃。

9.根据权利要求1或2所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，所述第一容量管和所述第二容量管的下端为弯管设置。

10.根据权利要求1或2所述的油水两相驱替分离计量装置，其特征在于，所述出油管位于所述第一连接管上方，所述注油管和所述驱替混合液入管位于所述第一连接管和所述第二连接管之间。