CN2381770Y - 岩心洗油装置 - Google Patents

Abstract

一种岩心洗油装置,它主要有洗剂室(19)、岩心室(34)、冷凝室(5)、仪表、管路等部分,它除具有常压、加温加压、淋洗等洗油方式外,还有温压液波动洗;当蒸汽管(40)的控制阀(10)关闭,洗剂蒸汽经虹吸管(31)至岩心室(34),使岩心室(34)的洗剂产生沸腾状波动,温、压随之升高,若控制阀(10)打开,洗剂蒸汽经冷凝室(5)冷凝从滴液管(39)至岩心室(34)滴洗,温、压相应下降,如此反复。此种洗油方式将洗油效率提高30%以上。同时该装置无洗剂散发,操作安全简便。

Description

岩心洗油装置

本实用新型涉及多孔介质的清洗，特别是含石油岩心的清洗装置。

地质岩心清洗质量的好坏、速度的高低将影响岩心资料的测取，甚至影响地质资源的评价。脂肪抽提方式的洗油装置因其对岩心固有的物性影响小、安装操作简便、仪器成本低等优点仍被广泛使用。但它却存在着洗油周期长，如一般含原油样品洗油达到荧光3级至5级通常需要30-40天，它开放式的装卸岩心，造成有害洗剂如苯、二甲苯、甲醇、三氯甲烷等挥发，及易燃洗剂盛于玻璃器皿中直接加热，安全性能差等缺点。为克服其不足，曾有以驱替方法、离心方法、加温加压方法制作的洗油装置，前两种是利用洗剂“驱替”岩心的残油而达到快速洗油的目的，但其最大不足是功能单一、局限性大，不适用于大批岩心的洗油。后者是将岩心置于洗剂室中，加热、冷凝、淋洗均在其中，该装置结构较紧凑，洗油效率也有提高，但也存在着岩心装卸过程中洗剂挥发量大，底层岩心易受污染或因温度高而受损害等不足。

本实用新型的目的是提供一种具有多种洗油方式、洗油效率高及有效减少洗剂挥发和防止脏洗剂污染岩心的岩心洗油装置。

本实用新型的目的是这样实现的：该装置主要由洗济室、岩心室、冷凝室、控制面板、电机、仪表、管路、箱体、支架等组成。洗剂室在下，岩心室居中，冷凝室在上的安装，洗剂室上部有一蒸汽管与冷凝室相通，蒸汽管上装一控制阀，在控制阀至冷凝室的蒸汽管上有一装有溢流阀的溢流管与岩心室相通，冷凝室的下部有一滴液管通至岩心室，岩心室下部有一孔板，有一虹吸管从孔板下面岩心室底部接出，通入洗剂室上部，虹吸管的高度低于滴液管出口、高于溢液管，有一加热器位于岩心室的中下部，控制阀由电机进行开关。工作时，洗剂室加热，洗剂蒸汽经蒸汽管进入冷凝室冷却，冷凝后的洁净洗剂经滴液管至岩心室滴洗岩心，待岩心室洗涤过岩心的洗剂液位达到虹吸高度时，该洗剂被虹吸管吸入返回至洗剂室，重新汽化循环洗涤。此时如将冷凝室上安装的平衡阀打开，则为常压洗油方式，如平衡阀关闭，则为加压加温洗油方式，再若将安装在岩心室下面通往洗剂室的回流阀打开，把岩心室洗涤过岩心的洗剂放尽，则为淋洗方式。如关闭蒸汽管上的控制阀，洗剂室蒸汽经虹吸管进入岩心室，从孔板冒出，使岩心室的洗剂产生沸腾状的波动冲洗岩心，温压也随之升高。当控制阀打开，洗剂蒸汽重新进入冷凝室冷凝，恢复原先的洗油方式，此时，温压相对下降，如此反复，形成本装置特有的温、压、液波动洗油方式。再如岩心室溢流阀打开，岩心室的洗剂始终维持在溢液管的高度，多的即从溢流阀、溢流管流回洗剂室，实现岩心浸泡洗油方式。在洗剂室的洗剂液面上装一集汽罩，集汽罩罩缘与洗剂室内壁留有小缝隙，虹吸管出口在洗剂室的位置是在罩缘之上，防止剧烈沸腾的洗剂从虹吸管进入岩心室污染岩心。若取出岩心室岩心时，先打开岩心室下面安装的回流阀，将岩心室存液排空后接通岩心室的加热器，把岩心和岩心室内容器附着的洗剂烘干，避免装卸岩心时洗剂的大量挥发。

本实用新型一是具有多种洗油方式，适用范围广、洗油效率高，特别是其温压液波动洗油方式，因其温度、压力周期性变化及洗剂沸腾状波动冲洗，使岩心内的残油产生吞吐作用，加剧其油分子向洗剂扩散，把洗油效率提高了一大步，洗油时间比脂肪抽提洗油方式缩短了1/3以上；二是具有良好的防洗剂挥发功能，洗油方式的转换均在密闭中进行，并设有岩心烘干装置，减少挥发的洗剂对操作人员的伤害和环境的污染；三是安全性能好，设有限温限压和停水保护装置。下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实用新型结构示意图。

图2是控制阀控制电路原理图。

图3是电机电路原理图。

如图1所示该装置主要有洗剂室19、岩心室34、冷凝室5、及其连接管件、电机11、箱体22、支架8、控制面板、仪表等组成，洗剂室19在下，岩心室34居中安装在箱体22上，冷凝室5在上，用支架8安装于箱体22上，洗剂室19有一蒸汽管40接至冷凝室5中部，在洗剂室19的洗剂液面上装一伞状集汽罩15，其罩缘与洗剂室19内壁间留有小缝隙，罩上部与蒸汽管40入口相接，洗剂室19上面有一限压压力计13和加料口14，侧面装液位计16，下面装一加热板20和底部装一洗剂排污阀21，蒸汽管40上装有一控制阀10，由电机11进行开关，在控制阀10至冷凝室5的蒸汽管40上有一溢流管36与岩心室相通，溢流管36上有一溢流阀37。冷凝室5上部装有多根冷却水管，有冷却水从进口3进，出口4流出。上部装有温控仪2，顶部有一平衡阀1，底部有一放空管6上接放空阀7与洗剂室19相通，下部有一滴液管39通至岩心室34上部，露出出口，装上一个可卸的滴淋岩心用的莲蓬头35，岩心室34底部接出一虹吸管31通至洗剂室19，虹吸管31的高度低于莲蓬头35，高于溢流管36，其出口高度在集汽罩15下缘之上。岩心室34下部、虹吸管31入口之上有一带有许多小孔的孔板26，该孔板近虹吸管31入口处孔径小，远的孔径相对大。岩心室34底部有一回流管25，其一分支装一回流阀24进洗剂室19，另一分支装一回收阀23，用于回收洗剂。岩心室34中部装一取样管28，上有取样阀27，可随时取出岩心室34的洗剂，分析岩心洗净程度。岩心室内有一个用于装存岩心的由金属筛网做成带隔板的岩心篮33，其底离开孔板26，顶部低于莲蓬头35。岩心室34内还装有温控仪30和一加热器29，用于干燥岩心及容器所附着洗剂。

图2是控制阀10的控制电路原理图，由2个时间继电器S₁、S₂，2个中间继电器J₁、J₂及其接点S_1-1、S_2-1、J_1-1、J_2-1和控阀开关K₄、复位开关K₃所组成。图3是电机11的电路原理图，电机11的甲、乙两组线圈通过继电器J₁、J₂常开接点J_1-2、J_2-2只能使其一组接通，其中一组电机为正转，一组为反转，K₁和K₂分别装在行程开关9和12上，当行程开关9或12受到电机11轴上所带的拨块按下而自行断电停止。时间继电器S₁、S₂控制电机11正反转启动时间，也即控制控制阀10的关闭周期。图3中的线圈L和电容C所组成的滤波整形电路是为电机运行提供脉冲电流。

该装置工作时，先关闭排污阀21、回流阀24、回收阀23、取样阀27、溢流阀37、平衡阀1、放空阀7，平衡阀1出口用软管接至通风柜，启动电机11使控制阀10处于开启状态。卸下岩心室盖板38，取出莲蓬头35和岩心蓝33，装好岩心后放入，装上莲蓬头35，上紧盖板38，在洗剂室19的加料口14，加入洗剂并拧紧，接通冷却水，通过加热板20加热洗剂。假如所选择的是常压洗油方式，则洗剂的蒸汽经集汽罩15进入蒸汽管40到冷凝室5冷却，冷凝后的洁净洗剂经滴液管39至岩心室34从莲蓬头35流出，滴洗岩心，此时，观察冷凝室5的温控仪2，了解冷凝室5的温度情况，如温度高于洗剂凝点的温度，需加大冷却水量，待其温度低于洗剂凝点的温度时才打开平衡阀1(内中微量蒸发余汽通过软管至通风柜高空排放)。如岩心室34洗涤过岩心的洗剂液位达到虹吸高度，该洗剂从底部经虹吸管31排至洗剂室19，沿集汽罩15罩缘与洗剂室19内壁所形成的小缝隙流下，重新蒸发，如此循环，则为常压洗油方式。如将平衡阀1关闭，调节冷却水量，使温度和压力达到一个较优的洗油范围，此则为加温加压洗油方式，在此方式中注意观察温控仪30，调好限压压力计13，防止温、压过高损坏岩心。如若实施淋洗方式，则打开回流阀24，岩心室34的洗剂经回流管25、回流阀24流回洗剂室19，不让岩心室34积存洗剂，使经冷凝室5冷却的清洁洗剂经滴液管39、莲蓬头35源源不断淋洗岩心。如需要泡洗岩心，即需关闭回流阀24，打开溢流阀37，当岩心室34的洗剂液位达到溢流管36的高度时便从溢流管36、溢流阀37流回洗剂室19，由于蒸汽管40管径较大，为使装置紧凑，溢流管直接与蒸汽管40接通，液体沿蒸汽管40管壁流下，不会影响洗剂蒸汽上升，溢流管36的高度低于虹吸管31，高于岩心篮33，故洗剂始终保持在溢流管35的高度浸泡岩心，而还会发生虹吸。如实施该装置所特有的温压液波动洗油方式，即电机11启动关闭控制阀10(此时回流阀24溢流阀37均关闭)，迫使洗剂室19的蒸汽经集汽罩15外缘的缝隙从虹吸管31进入岩心室34底部，再从孔板26冒出，使岩心室34中的洗剂产生沸腾状的波动，冲洗岩心。由于孔板26孔的分布关系及岩心与孔板26有一距离，保证岩心不致被冲刷损坏，当蒸汽从岩心室34中洗剂通过，部分蒸汽液化使洗剂升温，而压力也有升高。岩心经一段沸腾状冲洗后电机11再将控制阀10打开，洗剂室19的蒸汽又重新从蒸汽管40进入冷凝室5，恢复原先的洗心方式，岩心室34的温度、压力也相对下降，如此反复进行。由于其温度压力周期性变化及洗剂沸腾状波动冲洗，使岩心内的残油与洗剂产生吞吐作用，加剧岩心油分子向洗剂扩散，从而提高了洗油效率，经与脂肪抽提洗油方式对比，洗油时间缩短了1/3以上。由于该装置具有多种洗油方式，可根据不同的岩心选择适合的方式而提高工作效率。

控制阀10为蝶形阀，其开关选用双线圈步进电机11执行，并由二个时间继电器和二个中间继电器所组成的电路来控制。如图2所示，先合控阀开关K₄，后合复位开关K₃，此时时间继电器S₁和中间继电器J₁先通电动作，接点J_1-1断开，时间继电器S₂、中间继电器J₂均断路，图3中接点J_1-2闭合电机11的甲线圈通电，转动90°后电机11轴上所带的拨块将行程开关9上的开关K₁压下，致使电机11自行断路，停于控制阀10的关闭位置上，待时间继电器S₁到了设定的时间而动作，断开其接点S_1-1，中间继电器J₁失电其接点J_1-2断开，电机11甲线圈断路，J_1-1闭合，时间继电器S₂和中间继电器J₂导通，接点J_2-1断开，时间继电器S₁失电，J_2-2闭合，电机11乙线圈通电反转90°，电机11轴上的拨块又将行程开关12上的开关K₂压下，电机11自行断电，停于控制阀10的开启位置上。时间继电器S₂又到了设定的时间而动作时，如同时间继电器S₁动作所发生的情况一样，电机11又正转90°，如此反复，使控制阀10在两个时间继电器分别所设定的时间间隔进行开关。时间继电器所设定的时间间隔应根据洗剂室19洗剂的容量和岩心的物性而定，防止控制阀10关闭的时间过长，造成洗剂蒸干或松散岩心受损。

当岩心清洗完毕，在取出岩心之前，应打开回流阀24，放净岩心室34内的洗剂后，启动岩心室34中的加热器29，烘干岩心及容器所附着的洗剂，此时打开冷凝室5的放空阀7，使烘干洗剂的蒸汽沿莲蓬头35、滴液管39进入冷凝室5，冷凝的洗剂经放空管6、放空阀7流回洗剂室19，从而减少装卸岩心时有害洗剂的挥发。在洗剂室19外层还有保温材料17和外罩18，岩心室34也同样装有保温材料17和保护外罩32以减少热量的损失。

在洗剂室19上部装有限压压力计13，如超过设定的工作压力值上限即自动切断洗剂室19加热板20的电源；如低于设定的工作压力值下限即自动闭合加热板20的电源。在岩心室34内装有温控仪30，如超过设定的工作温度值上限也自动切断加热板20和加热器29的电源；如低于设定的工作温度值下限也即自动闭合加热板20和岩心室33的加热器29的电源。冷凝室5上的温控仪2温度超过设定值，说明冷却水中断，就自动切断加热板20的电源和报警。

此外，该装置还有废液再生功能。打开岩心室的回收阀23，此时控制阀10开启，平衡阀1、放空阀7、溢液阀37、取样阀27、回流阀24均为关闭状态，岩心室34无岩心。继续将洗剂室19已用过的洗剂加热，使洗剂蒸汽沿蒸汽管40进入冷凝室5冷凝，洁净的洗剂经滴液管39至岩心室34，从回流管25、回收阀23流出回收。若打开排污阀21则可排放高含油的废洗剂，从而减少洗剂的消耗。如更换另一种洗剂，应将放空阀7及排污阀21打开，冷凝室5底部的余液便可放净。

实施例：该装置的洗剂室19、岩心室34、冷凝室5、管路、阀门均由不锈钢做成，工作压力设计为0.3Mpa。洗剂室19的加热板功率4KW，洗剂容量20L，集汽罩15下缘高于液面20mm，虹吸管31出口高于液面60mm，集汽罩15外缘与洗剂室19内壁的缝隙为0.2mm，溢流管36比虹吸管31高度低20mm，岩心室34下部的孔板26正对着虹吸管31的入口处30mm直径范围内无孔。然后孔径由里0.5mm向外增大，最大为5mm，岩心篮33底离孔板26有30至40mm距离，加热器29功率1KW，其温度控制在50至60℃。回流阀24的出口接在虹吸管31的出口端上。如采用温压液波动洗油方式，控制阀10开的时间为5至6分钟，关闭时间为3至4分钟，分别由时间继电器S₁、S₂控制，电机11为双线圈步进式电机，功率15W。

Claims (3)

1、一种岩心洗油装置，它主要有洗剂室、岩心室、冷凝室、控制面板、电机、仪表、管路、箱体、支架等组成，其特征在于洗剂室(19)在下，岩心室(34)居中、冷凝室(5)在上的安装，洗剂室(19)上部有一蒸汽管(40)与冷凝室(5)相通，蒸汽管(40)上装一控制阀(10)，在控制阀(10)至冷凝室(5)的蒸汽管(40)上有一装有溢流阀(37)的溢流管(36)与岩心室(34)相通，冷凝室(5)的下部有一滴液管(39)通至岩心室(34)，岩心室(34)下部有一孔板(26)，有一虹吸管(31)从孔板(26)下面岩心室(34)底部接出通入洗剂室(19)上部，虹吸管(31)的高度低于滴液管(39)出口、高于溢液管(36)，有一加热器(29)位于岩心室(34)的中下部，控制阀(10)由电机(11)进行开关。

2、根据权利要求1所述的岩心洗油装置，其特征在于洗剂室(19)蒸汽管(40)的入口处装一集汽罩(15)，集汽罩(15)位于洗剂液面之上，其边缘与洗剂室(19)内壁有小缝隙，虹吸管(31)的入口高度在罩缘之上。

3、根据权利要求1所述的岩心洗油装置，其特征在于控制阀(10)为蝶形阀。

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