地下洞库储油扰动系统的制作方法

本发明涉及到石油行业，具体是一种地下洞库储油扰动系统。

背景技术：

石油是工业社会的血液，是关系到国计民生的重要战略物资。为了应对短期石油供应冲击，平抑价格异常拨动，保障国民经济平稳发展，我国实行了战略石油储备制度。在部分战略石油储备基地，开挖有空间巨大的地下洞库，石油可以注入地下洞库中，丰时收入储备，欠时拨出供应市场。石油的主要成分是油质、胶质、沥青质、碳质，不同产地的石油其各个成分的比例也有所不同，但总体而言，粘稠度高、流动性差是石油的基本特性之一。在注入地下洞库后，静置的石油会在重力作用下缓慢沉淀，轻质油上浮，重质油下沉。越接近库低，沉淀下来的石油越黏稠，越难以搅动和泵送，因此每次泵送石油时，均会有相当数量的重质油留存下来。经过有限次注入、泵出的循环后，整个地下洞库就会被沉淀下来的重质油填满，洞库就无法正常容纳新的石油。由于位置特殊，地下洞库也很难对沉淀的重质油进行加温以提高其流动性。中国专利文献cn203648467u于2014年6月18日公开了“改性重油设备”，包括分别用于盛放原料油和成品油的原料罐(2)和成品罐(12)，还包括能够进行微乳化反应的反应釜(10)，所述反应釜(10)分别与原料罐(2)以及一水箱(8)连接，该水箱(8)内盛有水，且与一盛放有微乳化剂的反应剂容器(6)连通，所述反应釜(10)上还设有能够对其加热的加热装置(4)，该反应釜(10)与成品罐(12)之间还连接有高剪切微化机(14)。由于尺寸的巨大和结构的特殊性，决定了该方案中公开的技术方案并不适用于地下储油洞库的石油搅拌作业，也无法将乳化过的石油供应给市场，从成本上来说显然也是难以接受的。

技术实现要素：

本发明需要解决的技术问题是，现有地下洞库储存石油时，缺乏一种可以将石油均匀搅动的装置，从而提供一种地下洞库储油扰动系统，可以高效的提高石油的流动性，避免重质油的沉淀，使洞库内的石油可以被完整的泵送出去。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种地下洞库储油扰动系统，包括洞库，还包括油液循环系统；所述油液循环系统包括油液循环管，油液循环管的上端开口位于库内存储油液的上端，下端开口位于洞库底部；油液循环管上设有油泵。

在本技术方案中，在洞库内配套设计了油液循环系统，通过油泵和油液循环管，将洞库上方的轻质油抽吸至下方再喷涌出来，对沉积在洞库底部的重质油进行冲击搅动。以这种方式来实现洞库内上下油液的混合搅动。由于本方案不会添加其他物质，不会对油品造成污染，因此可以放心使用。同时，本方案结构简单，硬件设备要求低，可实施性很强。通过这样的办法，可以将已经按比重沉淀分层的石油搅动起来，重新混合，以满足设计需要。

作为优选，油液循环管呈环形盘绕在洞库的底部，盘绕区域的油液循环管上间隙的设有开口向上向内的喷油孔。将油液循环管设计为盘绕在洞库底部，将油液循环管上的喷油孔设计为遍布于洞库的底部，可以使喷油孔的作用区域更广，喷射搅动的效果更好。

作为优选，油泵下游侧的油液循环管上串联有脉冲喷油控制系统；脉冲喷油控制系统包括分别与油液循环管上游方向、下游方向对接的上游接口和下游接口，以及在上游接口和下游接口之间并联的第一控制油路和第二控制油路；第一控制油路和第二控制油路在相对的位置上均串联有弹性球囊，弹性球囊的上游端和下游端分别设有球囊前阀门和球囊后阀门；第一控制油路和第二控制油路之间设有摆动式阀门控制轮，摆动式控制轮包括设于两气囊中间位置的转轴，转轴上固定连接有4个径向延伸的控制臂，控制臂的端部设有磁铁，分别与球囊前阀门和球囊后阀门内设置的磁性开关适配对应；间隔的两控制臂延伸方向相同，且当其中一对控制臂的端部分别与第一控制油路的和第二控制油路其中之一的球囊前阀门、其中另一的球囊后阀门接近时，另一对控制臂的端部远离另一侧的球囊前阀门、球囊后阀门；球囊在充盈状态可推挤与球囊后阀门靠近的控制臂并使之转动。本方案在油液循环管上串联了有脉冲喷油控制系统，以实现将油泵一侧的持续吸取转化为油液循环管下端的脉冲式喷出。由于球囊的弹性形变具有的储能功能，脉冲式喷出的油液流速更急，冲击效果更好。具体结构是使用并联的两个控制油路，分别设有球囊，球囊上下游都设有控制油液流动的磁性阀门。摆动式阀门控制轮上固定的设有分别与4个阀门位置对应的控制臂，控制臂可绕转轴转动，并且球囊充液鼓起后，可以对与本球囊的球囊后阀门对应的控制臂产生推挤作用，使该控制臂端部的磁铁与球囊后阀门的磁铁瞬间分离，分离的惯性使转轴继续转动，推动与本球囊的球囊前阀门对应的控制臂快速接近球囊前阀门，两者的磁铁吸合后关闭球囊前阀门，此时的球囊中的油液就会从球囊后阀门向下游端挤出，形成一个冲击波。在单侧的球囊释放油液的同时，受控制臂的控制，另一侧的球囊后阀门打开，球囊前阀门关闭，对该侧球囊进行充液，充至球囊鼓起后，同样的推动该侧的控制臂转动，球囊前阀门打开，球囊后阀门关闭，将充满的油液挤出，形成另一个冲击波。如此循环不止。这样的设计，可以使匀速的油液流变成脉冲式的冲击，对洞库底部沉积的重质油产生更好的冲击扰动的效果。实际应用中，可以适当调整球囊的位置，使其膨起后对相应的控制臂形成更好的推动作用，从而对控制球囊的前后两个阀门的控制更加灵敏。

作为优选，油液循环管的上端一侧设有高度位置可调节的结构，油液循环管上方的端部固定在漂浮于油液表面的浮子上，端口浸没在油液液面下。为了使油液循环管的上端始终可以吸到最轻质的油液，本方案将油液循环管上方的端部固定在浮子上，可以随液面的升降而升降，就可以始终吸到最上层的油液。

作为优选，所述高度位置可调节的结构为伸缩管或螺旋管。在油液循环管的上端上设计有适合调节高度位置的结构，具体的可以是伸缩管结构，也可以是螺旋管，展开后具有足够长度。

作为优选，洞库的底部为中间低周围高的下凹形状。这样设计的洞库，重质油会更多的沉积在下凹区间内，更便于对该区域集中扰动，可以做到事半功倍。

作为优选，洞库的底部下凹的位置上安装有超声波加热管。超声波加热管用来对周边的重质油进行局部加热，加热后的重质油流动性变好，更容易被油液循环管下方喷射而出的轻质油搅动起来。

作为优选，超声波加热管的排列方式为撑开的伞骨形。伞骨形的结构可以使超声波加热管的整体加热效果均匀。

综上所述，本发明的有益效果是：可以高效的提高石油的流动性，避免重质油的沉淀，使洞库内的石油可以被完整的泵送出去。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是脉冲喷油控制系统的一侧球囊充液时的结构示意图。

图3是脉冲喷油控制系统的另一侧球囊充液时的结构示意图。

其中：1洞库，2油液循环管，3油泵，4脉冲喷油控制系统，5浮子，6超声波加热管，40磁铁，41上游接口，42下游接口，43第一控制油路，44第二控制油路，45弹性球囊，46球囊前阀门，47球囊后阀门，48转轴，49控制臂。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例为一种地下洞库储油扰动系统。如图1所示，该洞库1的顶端为圆弧形，底部为周围高中间低的近似圆锥形，洞库的底部呈环形盘绕着油液循环管2，盘绕区域的油液循环管上间隙的设有开口向上向内的喷油孔31。油液循环管的另一部分固定延伸至洞库上方，并通过伸缩管连接端部，端部固定在漂浮于油液液面上的浮子5上，开口浸没在油液液面下。油液循环管上安装有油泵，可从油液上方吸油。油泵下游侧的油液循环管上串联有脉冲喷油控制系统4。洞库的底部下凹的位置上安装有超声波加热管6，超声波加热管的排列方式为撑开的伞骨形。

如图2、图3所示，脉冲喷油控制系统包括分别与油液循环管上游方向、下游方向对接的上游接口41和下游接口42，以及在上游接口和下游接口之间并联的左侧的第一控制油路43和右侧的第二控制油路44；第一控制油路和第二控制油路在中部相对的位置上均串联有弹性球囊45，弹性球囊的膨胀鼓起的主方向被限制为向下向中间的方向。弹性球囊的上游端和下游端分别设有球囊前阀门46和球囊后阀门47。第一控制油路和第二控制油路之间设有摆动式阀门控制轮，摆动式控制轮包括设于两气囊中间位置的转轴48，转轴上固定连接有4个径向延伸的控制臂49，控制臂的端部设有磁铁40，分别与球囊前阀门和球囊后阀门内设置的磁性开关适配对应；间隔的两控制臂延伸方向相同，且当其中一对控制臂的端部分别与第一控制油路的和第二控制油路其中之一的球囊前阀门、其中另一的球囊后阀门接近时，另一对控制臂的端部远离另一侧的球囊前阀门、球囊后阀门；球囊在充盈状态可推挤与球囊后阀门靠近的控制臂并使之转动。

本地下洞库储油扰动系统，开启油泵后，油液循环管上端的开口从油液液面下吸取轻质油，送入脉冲喷油控制系统，在脉冲喷油控制系统的左侧，第一控制油路中由于左下方的控制臂端部的磁铁与左侧的球囊后阀门吸合，于此同时，在右侧，第二控制油路中的球囊前阀门被右上方的控制臂端部的磁铁与右侧的球囊前阀门吸合，使油泵泵送来的油液只能灌入左侧的弹性球囊，使左侧的弹性球囊充盈后膨起，膨起的方向向下向左。膨起至足够长时，弹性球囊的端部推动左下侧的控制臂克服磁力向进行逆时针转动，此时控制臂端部的磁铁与左侧的球囊后阀门吸合关系结束，左侧的球囊后阀门打开，同时右上方的控制臂端部的磁铁与右侧的球囊前阀门吸合关系结束，右侧的球囊前阀门也同步打开。由于弹性球囊瞬间推开控制臂时的惯性作用，摆动式控制轮整体逆时针转动，迅速使左上的控制臂端部的磁铁与左侧的球囊前阀门实现吸合，右下控制臂端部的磁铁与右侧的球囊后阀门实现吸合。一方面，左侧弹性球囊内的油液在弹性的挤压下由油液循环管底部的喷油孔迅速喷出，形成强劲的油液流，另一方面，油泵泵送来的油液此时仅能对右侧的弹性球囊进行灌注使之充盈膨起，膨起至可以推动右下侧的控制臂顺时针转动时，则右侧弹性球囊内的油液向下游挤出，形成另一波油液流。上方的脉冲喷油控制系统中，由摆动式阀门控制轮不断往复转动带来对左右两个弹性球囊的交替充盈，再交替将油液挤压出来，对沉积于洞库底部的重质油形成脉冲式冲击，使重质油和泵送下来的轻质油很好的混合在一起。于此同时，开启超声波加热管对沉积于洞库底部的重质油、尤其是位于底部中部下凹区域的重质油进行超声波震荡加热，进一步加大重质油的流动性。最终实现洞库内的轻质油和重质油均匀混合，在需要整体泵送出洞库的时候，不会有大量重质油残存在洞库的底部，保持洞库的有效库容不会缩减。