专利名称：全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种油田中对超稠原油进行超声乳化降粘输送的处理装置。
在石油集输管道技术中，目前主要采用加热和化学方法，对石油进行降粘，以提高石油的流动性，但其缺点是成本高，劳动强度大。遍查中国专利发现有石油采油井强磁防蜡器，该设计主要用于采油井上，而在石油集输管道上，但是对超稠油的处理，效果非常不理想。石油采油井压电式电声波换能器，该专利设计主要考虑适用于采油井，而不宜用于石油输送降粘。一种用于石油管道的超声波降粘器(中国专利90212604.)该专利对大众化的稀油可以处理，但对于凝固点在40℃的石油处理起来则很难达到预计效果。检索了许多期刊，目前还未见我国利用超声波系统对超稠油进行降粘输送的技术报导。对于这类原油，人们普遍采用的加热和化学方法降粘的管道输送办法，这些方法不仅耗能高，基础建设投资大，而且输送工艺复杂，设备选型难。
针对以上提出的问题，本实用新型提供一种全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其目的在于解决对超稠原油进行降粘输送所存在的问题。
本实用新型是通过以下技术方案来加以实现的一种全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其特征在于一个带有流量计的管路一端与水箱联接，另一端与一个带有含水量传感器的缓冲罐联接，然后经过一个带有超声波换能器的乳化器，其出口联接到一个储罐中。
在乳化器的前端设有油泵，与乳化器并联一个带有电磁调节阀的管路。
在乳化器中并列多组乳化器，在乳化器中设置的超声波换能器通过防水屏蔽电缆与控制柜联接。
在乳化器后的管路中设有含水量传感器，然后经过一个加热器联接到储罐中。罐中。
在水箱中设有液位计。
本实用新型具有如下优点及效果1、在乳化器处可并列几组乳化器，处理量可随意调节，适合于工业化处理。
2、控制含水、油温等参数准确，且实现远传打印，确保装置在最经济的含水量、经济的油水混合温度下输送，并能留下原始记录。
3、比加热法、化学法节省了大量的基建投资。
4、工艺简单、易操作、易维护、设备易改造。
5、与加热法相比，节约了大量的能源。
6、与化学法相比废气、废水的处理得到很好解决。
附
图1为本实用新型结构示意图；附图2为本实用新型乳化器中超声波换能器的工作原理图；附图3为本实用新型乳化器中管式超声波换能器的整机工作结构图。
以下结合附图通过实施方式对本实用新型加以具体描述本实用新型是针对于油田中、晚期油井及油田井特殊产能区开采来出的凝点高、粘度大、密度大的超稠油降粘输送中存在的问题，是一种原油超声波输送乳化降粘装置。其特征是大功率可调功率的超声波换能器置于管道式乳化器之中。当油、水混合物(经油泵初混)通过由换能器发出的一定声强、一定频率、一定照射时间、一定温度的情况下，进行超声作用，使油中含水率达到一定比率，从而使原油的粘度下降，以使在管道中远距离输送。缓冲罐9通过含水率传感器(含水量测控器)2及电磁阀8作用可使缓冲罐中的水份保持在设定的含水量范围之内。水箱(1B)为自来水计量箱，通过电磁阀8作用将水加入到水箱1R中，再通过水泵61及电磁阀88通过转子流量计5进入油泵11与油初混，初混后的油水混合物通过乳化器3在其中被大功率超声波换能器照射13并进行细混乳化、乳化降粘后的油水混合物经含水率传感2检测经换热进入储罐10。它是通过自动控排，缓冲缸中水份，在线检测油含水率，自动控制掺水量，含水率越限连锁自动刹车，缺水自动刹车，越限报警，故降诊断的功能系统，在设定一系列参数后装置将自动运行，使超稠油在一定的温度下、一定的掺水率下达到最好的，最经济的管道输送效果。从而提出了优越于常规加热输送工艺，更具有经济效益和应用前景的超稠油输送工艺。
经研究我们认为当用来管道输送超稠油时，只有把超稠油与钢管内壁间的摩擦及超稠油相互间的摩擦，改变为水与管壁间及水与水之间的摩擦，大大降低了管路输送中的摩阻，就可以实现超稠油管道输送的目的。而掺水率的多少为最经济的比例，乳化油的温度多少为最经济输送稳定温度，针对此些问题我们经过认真的摸索和试验研究，给出了超稠油乳化的科学配比，提出超稠油乳化降粘及实现超稠油输送的最佳途径，参见附
图1。
针对这项开创性的工作，我们采集了具有代表性的数据及后期现场实验数据详见表1-4。附表1为典型超稠油一般性质，附表2为典型超稠油乳化性能评价，附表3为典型超稠油理化常数，附表4为含水率对乳化油稳定性的影响。超稠油凝点高、粘度大，在较高的油温下，呈明显的非牛顿性。一种全自动大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其特征在于该装置主要由缓冲罐9，储罐10、油泵11、水泵61，含水量传感器(含水量测控器)21、22、23、24，乳化器3、转子流量计5、液位计74、75、76，电磁阀82、83、85、86、88，电动调节阀41、42、43组成。乳化器3中装有管式压电超声波换能器13，换能器13与控制柜16通过一根屏敝防水电缆14连接，乳化油含水，储罐10、水箱1(B、R)实现远程自动控制。本实用新型的技术方案主要在以下方面为我国的超稠油输送技术做出了一些工作。
1、在附表1、附表2的参数下，掺水率达20％时，在80℃下，降粘率为90％以上，稳定期为30天以上，这种新工艺装置的研制成功比常规加热输送工艺具有明显的经济效益和应用前景。
2、超稠油乳化降粘装置研究的突破为超稠油输送提供了必要的技术参考依据。
3、超稠油乳化降粘装置研究成功为我国超稠油输送技术达到世界先进水平奠定了基础。
如
图1所示，此套全自动大功率超声波超稠油乳化降粘输送装置，主要由水箱1(B、R)，含水率传感器2(21、22、23、24)(配油含水测控器)、乳化器3、电动调节阀4(41、42、43)、转子流量计5、水泵61、液位计7(74、75、76)电磁阀8(85、86、87、88)，缓冲罐9、储罐10、油泵11组成。各油井采集到的含水量不同的超稠油，通过汽车管道输送到缓冲罐9中在含水量传感器23、24的监控下，进一步将信号传输到已设定参数的主控室中，缓冲罐9中的含水控制在20％以下。由缓冲罐9流出的油经过过滤且通过油流量表计量，通过油泵11加压，与水初混进入乳化器3中。
一定温度的自来水经电磁阀82进入水箱1B，经过电磁阀83进入水箱1R，经液位计74、75、76计量，电磁阀88控制，主控室设定的含水参数由水泵61加压控制，经水流量计5、电动调节阀41、电磁阀85进入油泵11与超稠油进行初混后进入乳化器3中。
进入乳化器3中经油泵11初混的超稠油油水混合物在乳化器3中，被管道式超声波换能器13在设定的声强、照射时间、频率作用下，将油中的水分均匀地混合在油中，而油压、流量、照射时间可通过电动调节阀43调节，经乳化后的乳化油其含水量由含水量传感器21、22监控调节，并由电动调节阀42控制的蒸汽将乳化油加热到一定的温度进入油储罐10中送到用户中去。
如图2所示，乳化器3中设有超声波换能器其工作原理图由220V电源，经过调频、调压后进入功率放大器中进行信号放大，而后由电感进行阻抗匹配后的信号送入换能器中产生一定频率、一定声强的超声波。
如图3所示乳化器3中的超声波发生装置电减震底脚12，换能器7，电缆14，换能器7的输出接口、柜体16、电源输入端17、面板18组成。其电柜体16产生信号由电缆14传送到换能器7上工作产生一定频率，一定功率的超声波。
在乳化器3中设置管式压电超声波换能器13并可多组并列安装，换能器13通过防水屏敝电缆14与电源机柜16相连通过调节机柜16上的面板18上的功率调节钮便可达到最佳乳化效果。
油水混合物通过含水率传感器(含水量测控器)22、21在线测定油中含水率，越线报警，储罐10缓冲罐9缸底水位监测，自动排水，对油水混合物的油温进行越限报警。并对含水、油温、油压进行远传打印。
按以上操作现场采集到的数据经总结分析可确定为超稠油在掺水20％的情况下，80℃温度下，其稳定期大于30天，其状态下输送经济效益最佳，其效果与传统蒸汽加热方法输送，输油压力下降50～80％，节约输送加压油泵的电流30～50％，对石油降粘50～90％，成本为原传统方法的30～50％。本实用新型开创了乳化降粘输送超稠油的新方法。其新颖性、创造性高，具有为我国油田将来之采稠油输送提供宝贵的开创性思路和科学依据，因此，具有重要的推广应用价值。
表1
表2
权利要求1.一种全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其特征在于一个带有流量计(5)的管路一端与水箱(1)联接，另一端与一个带有含水量传感器(23)、(24)的缓冲罐(9)联接，然后经过一个带有超声波换能器的乳化器(3)，其出口联接到一个储罐(10)中。
2.根据权利要求1所述的全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其特征在于在乳化器(3)的前端设有油泵(11)，与乳化器(3)并联一个带有电磁调节阀(43)的管路。
3.根据权利要求1所述的全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其特征在于在乳化器(3)中并列多组乳化器，在乳化器(3)中设置的超声波换能器(13)通过防水屏蔽电缆(14)与控制柜(16)联接。
4.根据权利要求1所述的全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其特征在于在乳化器(3)后的管路中设有含水量传感器(21)、(22)，然后经过一个加热器联接到储罐(10)中。
5.根据权利要求1所述的全自动、大功率超声波乳化超稠油降粘输送装置，其特征在于在水箱(1)中设有液位计(74)、(75)、(76)。
专利摘要本实用新型涉及一种油田中对超稠原油进行超声乳化降粘输送的处理装置。其特征在于:一个带有流量计的管路一端与水箱联接,另一端与一个带有含水量传感器的缓冲罐联接,然后经过一个带有超声波换能器的乳化器,其出口联接到一个储罐中。本实用新型的目的在于解决对超稠原油进行降粘输送所存在的问题。
文档编号F23K5/02GK2424381SQ0021207
公开日2001年3月21日 申请日期2000年6月2日 优先权日2000年6月2日
发明者桑玉元, 栾辉, 黄春梅, 张立平 申请人:桑玉元