一种原油储罐含水率调控装置的制作方法

本实用新型涉及油气储运技术领域，特别是涉及一种原油储罐含水率调控装置。

背景技术：

原油中含有一定水分，含水率是评价原油质量的重要指标之一。原油在储罐内储存过程中，整个储罐含水率分布会呈现动态变化。水滴沉积过程是个动态过程，从上到下同时沉降，位于顶层原油发生沉降后，原油中的水进入下层原油，其上层没有新的水补充，故随着时间的推移含水率逐渐降低。而在储罐最底层，不断接收上部沉降水滴，其含水率将持续增加，随着含水率的增加，水滴碰撞几率增加，在罐底板附近液层含水率将达到100％，为游离水层。在发油过程中，由于底部的游离水优先进入发油管道，导致发油初始阶段原油含水率超标，影响交接贸易，甚至导致发油作业中断。

对储罐内含水率进行调控，保障发油作业正常进行是亟需解决的一大难题。当前多采用在储罐内安装搅拌泵，对底部油水混合物进行搅拌，促进油水均匀分布，从而降低出口含水率。采用的搅拌泵为动力设备，运行过程中会消耗电能，此外还存在防爆等安全问题。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种原油储罐含水率调控装置。不消耗任何外界能源，利用储罐静压差来排出储罐底部游离水或将底部游离水分散到油相中，从而保证储罐的正常收发油作业。

本实用新型提供了如下方案：

一种原油储罐含水率调控装置，包括：

集水罐，

储罐，所述储罐连接有均与所述储罐内部导通的输水管以及排水管；所述输水管、排水管安装位置均位于靠近所述储罐的底板的罐壁上；

配水管，所述配水管水平布置于所述储罐内，所述配水管一端密闭，另一端延伸至所述储罐外部且与所述输水管相连；

自驱动排水阀，所述自驱动排水阀包括阀体、活塞筒、阀板，所述活塞筒内设置有活塞，所述活塞通过传动杆与所述阀板相连，所述阀板由所述阀体上的缺口伸入阀体内部且可沿所述缺口自由滑动；

其中，所述阀体上连接有排水阀入口管以及排水阀出口管，所述活塞筒连接有高位引压管以及低位引压管；所述排水阀入口管与所述低位引压管连通；所述排水阀入口管与所述排水管相连，所述高位引压管与所述储罐的管壁相连且与所述储罐内部导通，所述排水阀出口管与所述集水罐相连且与所述集水罐内部导通。

优选的：所述输水管上设置有输水阀，所述排水管上设置有泄水阀，所述高位引压管上设置有引压阀。

优选的：所述配水管沿其轴向方向安装有若干个配水头。

优选的：若干个所述配水头均安装在所述配水管的底部，配水头从入口到末端沿轴向方向上孔径依次增大。

优选的：还包括包裹于所述传动杆和阀板外侧的阀罩，所述阀罩用于防止所述传动杆和所述阀板上下运动时介质泄漏到外部。

优选的：所述活塞筒由所述活塞分隔形成上筒室以及下筒室，所述高位引压管与所述上筒室导通，所述低位引压管与所述下筒室导通。

优选的：所述的输水管、高位引压管、排水管均嵌装在储罐罐壁上，各自端面均与所述储罐的罐壁内侧齐平。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

通过本实用新型，可以实现一种原油储罐含水率调控装置，在一种实现方式下，该装置可以包括集水罐，储罐，所述储罐连接有均与所述储罐内部导通的输水管以及排水管；所述输水管、排水管安装位置均位于靠近所述储罐的底板的罐壁上；配水管，所述配水管水平布置于所述储罐内，所述配水管一端密闭，另一端延伸至所述储罐外部且与所述输水管相连；自驱动排水阀，所述自驱动排水阀包括阀体、活塞筒、阀板，所述活塞筒内设置有活塞，所述活塞通过传动杆与所述阀板相连，所述阀板由所述阀体上的缺口伸入阀体内部且可沿所述缺口自由滑动；其中，所述阀体上连接有排水阀入口管以及排水阀出口管，所述活塞筒连接有高位引压管以及低位引压管；所述排水阀入口管与所述低位引压管连通；所述排水阀入口管与所述排水管相连，所述高位引压管与所述储罐的管壁相连且与所述储罐内部导通，所述排水阀出口管与所述集水罐相连且与所述集水罐内部导通。本申请提供的装置，结构简单，制作成本低，储罐内游离水沉积到一定高度后能自动排水，或将沉积水重新分散到原油中，防止从储罐发送原油含水率达不到标准。通过自动排放储罐底部沉积的游离水和将游离水重新和罐内原油进行掺混，可大幅降低发油作业原油含水率，保证储罐正常生产。同时对储罐改造简便，实现了含水率自动调控，能大幅度降低人工作业成本，具有广阔的应用前景。

当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种原油储罐含水率调控装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的自驱动排水阀的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的排水作业示意图；

图4是本实用新型实施例提供的配水作业示意图。

图中：1、输水管；2、配水管；3、输水阀；4、配水头；5、自驱动排水阀；6、集水罐；7、泄水阀；8、高位引压管；9、低位引压管；10、驱动活塞；11、活塞筒；12、传动杆；13、阀板；14、阀罩；15、阀体；16、排水阀入口管；17、排水阀出口管；18、排水管；19、引压阀；20、储罐。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参见图1、图2、图3、图4，为本实用新型实施例提供的一种原油储罐含水率调控装置，如图1、图2所示，该装置包括集水罐6，

储罐20，所述储罐20连接有均与所述储罐20内部导通的输水管1以及排水管18；所述输水管1、排水管18安装位置均位于靠近所述储罐20的底板的罐壁上；

配水管2，所述配水管2水平布置于所述储罐20内，所述配水管2一端密闭，另一端延伸至所述储罐20外部且与所述输水管1相连；

自驱动排水阀5，所述自驱动排水阀5包括阀体15、活塞筒11、阀板13，所述活塞筒11内设置有活塞10，所述活塞10通过传动杆12与所述阀板13相连，所述阀板13由所述阀体15上的缺口伸入阀体15内部且可沿所述缺口自由滑动；

其中，所述阀体15上连接有排水阀入口管16以及排水阀出口管17，所述活塞筒11连接有高位引压管8以及低位引压管9；所述活塞筒11由所述活塞10分隔形成上筒室以及下筒室，所述高位引压管8与所述上筒室导通，所述低位引压管9与所述下筒室导通。所述排水阀入口管16与所述低位引压管9连通；所述排水阀入口管16与所述排水管18相连，所述高位引压管8与所述储罐20的管壁相连且与所述储罐20内部导通，所述排水阀出口管17与所述集水罐6相连且与所述集水罐内部导通。

进一步的，所述输水管1上设置有输水阀3，所述排水管18上设置有泄水阀7，所述高位引压管8上设置有引压阀19。所述配水管2沿其轴向方向安装有若干个配水头4。若干个所述配水头4均安装在所述配水管2的底部，配水头4从入口到末端沿轴向方向上孔径依次增大。

进一步的，还包括包裹于所述传动杆12和阀板13外侧的阀罩14，所述阀罩14用于防止所述传动杆和所述阀板上下运动时介质泄漏到外部。所述的输水管、高位引压管、排水管均嵌装在储罐罐壁上，各自端面均与所述储罐的罐壁内侧齐平。

本申请提供的一种原油储罐含水率调控装置，主要由输水管1、配水管2、排水管18、自驱动排水阀5以及集水罐6组成，输水管1入口安装在靠近储罐20的底板的罐壁上，出口与配水管2的入口相连，配水管2位于储罐20内中上部，水平布置，配水管2沿其轴向方向安装有若干个配水头4；排水管18入口设在靠近罐底板处的罐壁上，排水管18出口与自驱动排水阀入口管16相连，排水阀出口管17与集水罐6相连通，排水管18靠近储罐20罐壁一侧安装有泄水阀7。

如图2所示，所述的自驱动排水阀5由高位引压管8、低位引压管9、驱动活塞10、活塞筒11、传动杆12、阀板13、阀罩14、阀体15，以及排水阀入口管16和排水阀出口管17组成；驱动活塞10位于活塞筒11内，将活塞筒11的筒体分隔为上筒室和下筒室两部分，驱动活塞10通过传动杆12和阀板13相连，阀板13自由端深入到阀体15的流道内；高位引压管8的一端与活塞筒11的上筒室相连通，另一端安装在储罐20的罐壁上，与罐壁连接点位于泄水阀7的上方一定高度；低位引压管9的一端与活塞筒11的下筒室相连通，另一端与排水管18相连通，阀罩14包覆在传动杆12和阀板13外侧，用于防止传动杆12和阀板13上下运动时介质泄漏到外部。

所述的配水管2的末端封闭，配水头4安装在配水管2的底部，配水头4从入口到末端沿轴向方向上孔径依次增大。

所述的输水管1、高位引压管8、排水管18均嵌装在管道靠近底部的内壁上，其端面与储罐20的内壁齐平，与罐内流体始终保持接触。

本发明工作原理详细说明如下：

如图2-3所示，若选择的作业模式为将沉积到储罐20底部的游离水排放集水罐6中，则关闭配水管2的输水阀3，开启排水管18上的泄水阀7以及高位引压管8上的引压阀19。高位引压管8与罐壁连接处为最高含水位置线。随着原油中的水滴从油相中不断分离，沉降在储罐20底部，底部含水率不断增加，油水界面不断上升。低位引压管9压力高于高位引压管8压力，二者之间的压差可以用下式计算：

ΔP＝ρogH+gHw(ρw-ρo)

式中，ρo，ρw分别由油水密度，kg/m³；Hw为水层距离排水管18与罐壁连接点的高度，m；H为高位引压管8和排水管18与罐壁连接点的高度差，m；g为重力加速度m/s²。

由上式可知，当油水界面上升到高位引压管8与罐壁连接处时，Hw＝H，此时高位引压管8与低位引压管9之间的差压达到最大。因此，储罐20内的流体经低位引压管9进入自驱动排水阀5的下筒室，经高位引压管8进入自驱动排水阀5的上筒室，从而将差压施加在筒体内活塞上下两端。由于下筒室压力高于上筒室，在差压作用下活塞向上运动，通过传动杆12带动阀板13向上运动，从而阀体15内的阀板13向上抬升，储罐20内的游离水经由排水管18进入集水罐6。随着游离水排出，储罐20油水界面下降，直至油水界面降至高位引压管8与罐壁接触点。

在进行发油作业时，由于储罐20底部尚存在部分游离水，会导致刚开始发油时含水率过高。为此，可打开输水阀3，将底部游离水重新提升后，与储罐20中上部缘由进行掺混，从而满足发油作业含水率指标要求。

如图4所示，关闭泄水阀7，开启输水阀3。在差压作用下，底部游离水经输水管1进入配水管2，配水管2上布置有若干配水头4，游离水通过配水头4向下流动从而实现与原油的混合。流经配水头4的流量与配水头4孔径以及配水头4内外差压成正比，由于从配水管2入口到末端配水过程中为沿途泄流过程，配水管2内压力逐渐减低，为保证各个配水头4流出水量基本一致，从配水管2入口到末端沿轴线方向配水头4直径不断增加。

综上，本申请提供的装置，结构简单，制作成本低，储罐内游离水沉积到一定高度后能自动排水，或将沉积水重新分散到原油中，防止从储罐发送原油含水率达不到标准。通过自动排放储罐底部沉积的游离水和将游离水重新和罐内原油进行掺混，可大幅降低发油作业原油含水率，保证储罐正常生产。同时对储罐改造简便，实现了含水率自动调控，能大幅度降低人工作业成本，具有广阔的应用前景。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。