专利名称：原油自动破乳脱水装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种在原油生产过程用物理或化学的方法使油水实现分离的方法及装置，具体地说是一种原油自动破乳装置及其控制方法。
背景技术：
在原油的生产和加工过程中，一道重要的工序就是油水分离，或称脱水，脱水的关键是设法打破结合紧密、规格不一的油包水、水包油的油水乳化结构，这个过程就叫破乳，破乳的方式有多种，如化学破乳、超声破乳等，然后，再设法使混在一起的油或水的颗粒相互分开，各自凝结在一起，最后实现油水分离，称为原油脱水，脱水的方式也有多种，如静电脱水，加温沉降等，最后，生产出满足要求的原油，进入下一道生产工序。
CN 1139232A公开了一种化学脱水微机控制加药装置，微机根据加药量计算出步进电机的转速，从而控制步进电机带动加药泵把应加的药量均匀地混合在水中，再经过高压泵打进管道中与油水混合物混合，从而实现化学破乳。
CN 1171975C公开了一种高频脉冲原油电脱水装置，三相电源经整流电路整流进IGBT变换电路变换形成高频脉冲，再经高频变压器升压后至高频整流器整流后形成高频高压脉冲，从而实现脉冲脱水。
CN1589947A公开了一种顺流和逆流超声波联合作用使油水乳化物破乳的方法及装置，该方案设置了一个与油水管线连接的管道式结构的超声波作用区，在管道式超声波作用区的两端相对各安装一个超声波探头，超声波发生器通过超声波探头发生与油水流动同向的顺流超声波及油水流动反向的逆流超声波，顺流超声波和逆流超声波同时作用于流经同一个超声波作用区内的乳化液，达到使其破乳的目的。
上述公开技术分别提供了用不同工艺实现破乳的方法和装置，但是由于没有考虑采用对工业化破乳、脱水效果的自动评价系统，对于被处理液体(来液)经常发生变化或装置本身工作参数发生漂移不能适时作出相应的反应，进行必要的调整，因而，不能自动保证破乳或脱水的稳定性，满足工业生产的需要。
发明内容
为了解决工业生产过程中，现有各种破乳、脱水的方法和装置，只能被动地破乳或脱水，不能实时地应对被处理液的特征参数(流量、成分、温度等)和装置本身工作状态的变化，不能保证工业生产自动、稳定地运行的问题，本发明的目的是提供一种原油自动破乳脱水装置及其控制方法，通过对来液的特征参数(如流量、成分、温度)的监控和处理后的液体在混存状态下分层状况及溢油含水率、排水含油率等情况的监测，自动生成一套解决方案，在处理液特征参数发生变化或者破乳或脱水装置的工作状态发生漂移时，自动控制破乳或脱水装置调整其工作参数，适应这些变化，使装置处于最佳状态，满足工业化自动生产的需要。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种原油自动破乳脱水的控制方法，由原油输入管道、数据采集单元、数据分析处理单元、数据输出控制单元、破乳发生装置及存贮罐实现，数据采集单元首先采集原油输入管道内待处理液体的流量或含水率或温度特征参量，或者三个特征参量中的任意两种或三种，并将采集到的待处理液体的特征参量传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元的CPU对所采集的数据进行处理，CPU根据所采集的数据产生出控制方案，CPU向数据输出控制单元输出该控制方案，数据输出控制单元根据控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳操作，破乳后的已处理液体被输送到存贮罐内，数据采集单元采集存贮罐内已处理液体的油水分层分布值或溢油含水率或废水含油率状态参数，或者三个状态参数中的任意两种或三种，数据采集单元将所采集的已处理液体的状态参数传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元的CPU对所采集的已处理液体的状态参数进行处理，如果已处理液体的状态参数在规定的范围之内则CPU产生的控制方案不变，如果已处理液体的状态参数不在规定的范围之内，则CPU根据所采集的已处理液体的状态参数及已采集的待处理液体的特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元输出修正后的控制方案，数据输出控制单元根据修正的控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳操作。
本发明还可通过如下措施来实现数据采集单元所采集的存贮罐内已处理液体状态参数不在规定的范围之内，则数据采集单元采集待处理液体的特征参量，如果待处理液体的特征参量波动范围不在允许的数值范围内，则数据分析处理单元的CPU根据所采集的待处理液体的特征参量产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元输出该控制方案，数据输出控制单元根据新的控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳操作，如果待处理液体的特征参量在允许的范围内，则CPU根据已采集的已处理液体的状态参数及已采集的待处理液体的特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元输出修正后的控制方案，数据输出控制单元根据修正的控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳脱水操作。
一种适用于前述原油自动破乳脱水控制方法的破乳装置，设有原油输入管道，破乳装置连接于原油输入管道与存贮罐之间，原油输入管道内设有流量监测探头或含水率监测探头或温度监测探头，或者三个监测探头中的任意两种或三种，存贮罐上安装有混存介质分层情况监测仪或溢油含水率监测仪或废水含油率监测仪，或者三个监测仪中的任意两种或三种，监测探头及监测仪与数据采集单元电连接，数据采集单元经监测探头采集的输入管道内待处理液体的特征参量及存贮罐内已处理液体的状态参数，由数据传输线传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元的CPU对所采集的数据进行处理，CPU输出数字信号给数据输出控制单元，经数据输出控制单元输出电信号控制破乳装置。
本发明破乳装置为超声波破乳装置。
破乳装置还可以为自动加药计量泵。
破乳装置还可以为超声波破乳装置与自动加药计量泵的合并。
混存介质分层情况监测仪为包含多相料位传感器的多相物位监测系统。
本发明的有益效果是，可以实时地应对被处理液的特征参数(流量、成分、温度等)和装置本身工作状态的变化，通过对来液的特征参数(如流量、成分、温度)的监控和处理后的液体在混存状态下分层状况及溢液含水率、排水含油率等情况的监测，自动生成一套解决方案，在处理液特征参数发生变化或者破乳装置工作状态发生漂移时，能自动控制破乳，调整装置的工作参数，适应这些变化，使装置处于最佳状态，从而满足工业化自动生产的需要。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的控制方法的流程图。
图2是本发明超声波自动破乳装置的结构原理图，也是一种实施例的结构原理图。
图3是本发明自动加药破乳装置的结构原理图，也是一种实施例的结构原理图。
图4是本发明超声波自动破乳装置与自动加药破乳装置结合在一起的结构原理图，也是实施例的结构原理图。
图中1.流量监测探头，2.含水率监测探头，3.温度监测探头，4.流量监测仪，5.原油输入管道，6.超声波探头，7.超声波作用区，8.超声波探头，9.混存介质分层情况监测仪，10.溢油含水率监测仪，11.废水含油率监测仪，12.存贮罐，13.超声波发生器，14.数据输出控制单元，15.超声波发生器，16.数据分析处理单元，17.数据采集单元，18.含水率监测仪，19.温度监测仪，20.变频装置，21.计量泵。
具体实施例方式
实施例一图1、图2所示，破乳装置连接于原油输入管道5与存贮罐12之间，破乳装置采用超声波破乳装置，由探头6、探头8、超声波发生器15、超声波发生器13及超声波作用区7组成，其结构是本领域的普通技术人员所公知的，超声波发生器15、超声波发生器13与数据输出控制单元14电连接，原油输入管道5内设有流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3，流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3分别经流量监测仪4及含水率监测仪18、温度监测仪19与数据采集单元17电连接，存贮罐12上安装有混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11，混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11与数据采集单元17电连接，混存介质分层情况监测仪为包含多相料位传感器的多相物位监测系统，数据采集单元17经监测探头采集的输油管道5内待处理液体的流量、含水率及温度的特征参量及存贮罐12内已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数，由数据传输线传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的数据进行处理，CPU输出数字信号给数据输出控制单元14，经数据输出控制单元14输出信号控制超声波发生器13、超声波发生器15工作状态，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生不同类型的超声波。
多相料位传感器的结构及其工作原理在ZL02110211.2中已经公开，这里不再重复描述数据分析处理单元16是包含物理破乳脱水软件系统的模块，可以将接收到的数据与原存在于存储器中相对应于来液物性相同或相近的破乳参数进行比较处理，形成破乳脱水控制方案，并且将该数据读出给数据输出控制单元14。
数据分析处理单元16首先根据混存介质分层情况监测仪9反馈的数据来决定超声波发生器13、超声波发生器15的工作如果油水分层情况符合要求，则继续原状态控制超声波发生器13、15工作；否则，根据数据分析处理单元16重新调整后的数据来改变超声波发生器13、15的工作状态，重新调整功率电源的电压值、频率值、工作方式，重新调整后的模拟信号直接传输给超声波发生器。
超声波发生器13、15是通过超声波发射方向与液体流动方向相同的探头6和超声波发射方向与液体流动方向相反的探头8共同作用在长度低于3米的管道上。超声波作用区7声场的均匀、作用时间和强度是影响破乳效果最重要的因素，掌握不好，一是导致油水乳化物的重新乳化；一是破乳不成功。
本实施例针对原油输入管道5内原油的流量、含水率及温度相对不变的情况下而实施的自动控制方法数据采集单元17首先经流量监测仪4、含水率监测仪18、温度监测仪19及与之相连的流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3，采集原油输入管道5内待处理液体的流量、含水率及温度特征参量，数据采集单元17将接收到的数据经有序处理后，转化为便于进行系统处理和传输的数字化信号传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的流量、含水率及温度数据由相应的软件系统进行处理，CPU根据所采集的数据产生出相应的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该控制方案，数据输出控制单元14根据控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生出具有一定振幅、频率及工作方式(如连续式工作方式、间歇式工作方式)的超声波，实施对待处理液体的破乳操作，破乳后的已处理液体被输送到存贮罐12内，并在重力的作用下开始分层，其分层情况与破乳或脱水的效果有直接的关系，破乳或脱水效果经安装在存贮罐12上的混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11探知，所探知的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率转化为数字信号，经数据采集单元17传递给以CPU为核心的数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数进行分析处理，如果已处理液体的状态参数在规定的范围之内则CPU产生的控制方案不变，如果已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数不在允许的范围之内，则CPU根据所采集的已处理液体的状态参数及已采集并存贮的待处理液体的流量、含水率及温度特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出修正后的控制方案，数据输出控制单元14根据修正的控制方案，首先改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第一变量(如振幅)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的频率、工作方式)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第一变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第一变量值(如振幅)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如振幅)；然后数据输出控制单元14根据修正的控制方案，改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第二变量(如频率)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的振幅、工作方式)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第二变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第二变量值(如频率)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如频率)；然后数据输出控制单元14根据修正的控制方案，改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第三变量(如工作方式)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的振幅、频率)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第三变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第三变量值(如工作方式)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如工作方式)，所有的控制变量都调整结束后，数据分析处理单元16的CPU根据已存贮的控制变量值(振幅、频率、工作方式)产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该新的控制方案，数据输出控制单元14根据新的控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，从而自动实现了最佳破乳方案。
一般情况下，超声波声强应该控制在0.65W/Cm2～0.8W/Cm2之间；超声波频率在10Khz～25Khz之间比较适宜。根据不同的生产情况，为了延长流动状态下的原油的超声波作用时间，可以设置两个以上的超声波作用区7串联或并联，用来满足物性原油的脱水要求。
实施例二原油输油管管道5内待处理液体的特征参量可以只采集流量、含水率、温度中的一个或任意两个(或者是含有至少一个上述参量的参量组合)，与此相对应流量监测探头1、含水率监测探头2、温度监测探头3及流量监测仪4、含水率监测仪18、温度监测仪19也随之只使用一个或任意两个。同样，存贮罐12内已处理液体的状态参数也可以只采集油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率中的一个或任意两个(或者是含有至少一个上述参量的参量组合)，混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11也随之只使用一个或任意两个。超声波的控制变量也可以是振幅、频率、工作方式中的一种或任意两种。
以只采集待处理液体的流量特征参量、只采集已处理液体油水分层分布值状态参数、控制变量只有振幅为例本发明的组成为破乳装置连接于原油输入管道5与存贮罐12之间，破乳装置采用超声波破乳装置，由探头6、探头8、超声波发生器15、超声波发生器13及超声波作用区7组成，超声波发生器15、超声波发生器13与数据输出控制单元14电连接，原油输入管道5内设有流量监测探头1，流量监测探头1经流量监测仪4与数据采集单元17电连接，存贮罐12上安装有混存介质分层情况监测仪9，混存介质分层情况监测仪9与数据采集单元17电连接，混存介质分层情况监测仪9适时的将存贮罐12内超声破乳后的油水分层情况传输到数据采集单元17，数据采集单元17经流量监测探头1采集的输油管道5内待处理液体的流量的特征参量，由数据传输线传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的待处理液体的流量、已处理液体油水分层数据进行处理，CPU输出数字信号给数据输出控制单元14，经数据输出控制单元14输出电信号控制超声波发生器13、超声波发生器15工作状态，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生不同类型的超声波。
其自动控制方法为数据采集单元17首先经流量监测仪4及与之相连的流量监测探头1采集原油输入管道5内待处理液体的流量特征参量，数据采集单元17将接收到的数据经有序处理后，转化为便于进行系统处理和传输的数字化信号传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的流量数据由相应的软件系统进行处理，CPU根据所采集的数据产生出相应的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该控制方案，数据输出控制单元14根据控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生出具有一定振幅、频率及工作方式(如连续式工作方式、间歇式工作方式)的超声波，实施对待处理液体的破乳操作，破乳后的已处理液体被输送到存贮罐12内，并在重力的作用下开始分层，其分层情况与破乳或脱水的效果有直接的关系，破乳或脱水效果经安装在存贮罐12上的混存介质分层情况监测仪9探知，所探知的油水分层分布值转化为数字信号，经数据采集单元17传递给以CPU为核心的数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值状态参数进行分析处理，如果已处理液体的油水分层分布值状态参数在规定的范围之内则CPU产生的控制方案不变，如果已处理液体的油水分层分布值状态参数不在允许的范围之内，则CPU根据所采集的已处理液体的油水分层分布值状态参数及已采集并存贮的待处理液体的流量特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出修正后的控制方案，数据输出控制单元14根据修正的控制方案，改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的振幅，修正振幅后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，数据分析处理单元16的CPU对所采集存贮罐12内已处理液体的油水分层分布值状态参数进行分析处理，判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新调整振幅，直止已处理液体的油水分层分布值状态参数达到了最优，并存贮该振幅值，数据分析处理单元16的CPU根据已存贮的振幅值产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该新的控制方案，数据输出控制单元14根据新的控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，从而自动实现了最佳破乳方案。
实施例三如图1、图2所示，本实施例自动破乳装置的结构组成与实施例一相同。
本实施例针对待处理液特征参量(流量、含水率、温度)波动较大的情况而实施的控制方法数据采集单元17首先经流量监测仪4、含水率监测仪18、温度监测仪19及与之相连的流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3，采集原油输入管道5内待处理液体的流量、含水率及温度特征参量，数据采集单元17将接收到的数据经有序处理后，转化为便于进行系统处理和传输的数字化信号传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的流量、含水率及温度数据由相应的软件系统进行处理，CPU根据所采集的数据产生出相应的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该控制方案，数据输出控制单元14根据控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生出具有一定振幅、频率及工作方式(如连续式工作方式、间歇式工作方式)的超声波，实施对待处理液体的破乳操作，破乳后的已处理液体被输送到存贮罐12内，并在重力的作用下开始分层，其分层情况与破乳或脱水的效果有直接的关系，破乳或脱水效果经安装在存贮罐12上的混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11探知，所探知的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率转化为数字信号，经数据采集单元17传递给以CPU为核心的数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数进行分析处理，如果已处理液体的状态参数在规定的范围之内则CPU产生的控制方案不变，如果已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数不在允许的范围之内，则数据采集单元17采集待处理液体的流量、含水率及温度特征参量，如果待处理液体的特征参量波动范围不在允许的数值范围内，则数据分析处理单元16的CPU根据所采集的待处理液体的流量、含水率及温度特征参量产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该控制方案，数据输出控制单元14根据新的控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生出具有一定振幅、频率及工作方式(如连续式工作方式、间歇式工作方式)的超声波，实施对待处理液体的破乳操作，直止待处理液体流量、含水率及温度特征参量波动范围在允许的幅度内，当待处理液体的特征参量的波动幅度在允许的范围内，则CPU根据所采集的已处理液体的状态参数及已采集并存贮的待处理液体的流量、含水率及温度特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出修正后的控制方案，数据输出控制单元14根据修正的控制方案，首先改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第一变量(如振幅)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的频率、工作方式)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第一变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第一变量值(如振幅)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如振幅)；然后数据输出控制单元14根据修正的控制方案，改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第二变量(如频率)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的振幅、工作方式)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第二变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第二变量值(如频率)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如频率)；然后数据输出控制单元14根据修正的控制方案，改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第三变量(如工作方式)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的振幅、频率)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第三变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第三变量值(如工作方式)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如工作方式)，所有的控制变量都调整结束后，数据分析处理单元16的CPU根据已存贮的控制变量值(振幅、频率、工作方式)产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该新的控制方案，数据输出控制单元14根据新的控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，从而自动实现了最佳破乳方案。
实施例四图1、图3所示，本实施例采用化学破乳方法，化学破乳装置本身是本领域的普通技术人员所公知的，计量泵21的出药口与原油输入管道5的内腔相连通，计量泵21将化学破乳剂注入到原油输入管道5内与原油混合后进入存贮罐12内，计量泵21经变频装置20与数据输出控制单元14电连接，原油输入管道5内设有流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3，流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3分别经流量监测仪4及含水率监测仪18、温度监测仪19与数据采集单元17电连接，存贮罐12上安装有混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11，混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11与数据采集单元17电连接，混存介质分层情况监测仪为包含多相料位传感器的多相物位监测系统。数据采集单元17经监测探头采集的输油管道5内待处理液体的流量、含水率及温度的特征参量及存贮罐12内已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数，由数据传输线传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的数据进行处理，CPU输出数字信号给数据输出控制单元14，经数据输出控制单元14输出电信号经变频装置20控制计量泵21工作状态，使计量泵21向原油输入管道5内定量注入化学破乳剂。
数据分析处理单元16是包含化学破乳软件系统的模块，可以将接收到的数据与原存在于存储器中相对应于来液物性相同或相近的破乳参数进行比较处理，形成相对应的破乳控制方案，并且将该数据读出给数据输出控制单元14。
数据分析处理单元16首先根据混存介质分层情况监测仪9反馈的数据来决定计量泵21的工作如果油水分层情况符合要求，则继续原状态经变频装置20控制计量泵21工作；否则，根据数据分析处理单元16重新调整后的数据来改变计量泵21的工作状态，重新调整计量泵21输出化学破乳剂的速度，重新调整后的模拟信号直接传输给变频装置20。
本实施例针对原油输入管道5内原油的流量、含水率及温度相对不变的情况下而实施的自动控制方法数据采集单元17首先经流量监测仪4、含水率监测仪18、温度监测仪19及与之相连的流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3，采集原油输入管道5内待处理液体的流量、含水率及温度特征参量，数据采集单元17将接收到的数据经有序处理后，转化为便于进行系统处理和传输的数字化信号传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的流量、含水率及温度数据由相应的软件系统进行处理，CPU根据所采集的数据产生出相应的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该控制方案，数据输出控制单元14根据控制方案经变频装置20控制计量泵21工作，使计量泵21以一定的输出速度向原油输入管道5内输送化学破乳剂，实施对待处理液体的破乳操作，破乳后的已处理液体被输送到存贮罐12内，并在重力的作用下开始分层，其分层情况与破乳或脱水的效果有直接的关系，破乳或脱水效果经安装在存贮罐12上的混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11探知，所探知的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率转化为数字信号，经数据采集单元17传递给以CPU为核心的数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数进行分析处理，如果已处理液体的状态参数在规定的范围之内则CPU产生的控制方案不变，如果已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数不在允许的范围之内，则CPU根据所采集的已处理液体的状态参数及已采集并存贮的待处理液体的流量、含水率及温度特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出修正后的控制方案，数据输出控制单元14根据修正的控制方案，经变频装置20改变计量泵21的加药量，修正后的加药量在原油输入管道5内实施对待处理液的破乳，数据分析处理单元16的CPU继续采集已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数并进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新调整计量泵21的加药量，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该加药量，数据分析处理单元16的CPU根据已存贮的加药量产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该新的控制方案，数据输出控制单元14根据新的控制方案经变频装置20控制计量泵21工作，从而自动实现了最佳破乳方案。
实施例五如图1、图4所示，本实施例采用化学破乳方法与超声波破乳方法的合并使用，超声波破乳装置连接于原油输入管道5与存贮罐12之间，由探头6、探头8、超声波发生器15、超声波发生器13及超声波作用区7组成，超声波发生器15、超声波发生器13与数据输出控制单元14电连接，计量泵21的出药口与原油输入管道5的内腔相连通，计量泵21将化学破乳剂注入到原油输入管道5内与原油混合后进入存贮罐12内，计量泵21经变频装置20与数据输出控制单元14电连接，原油输入管道5内设有流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3，流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3分别经流量监测仪4及含水率监测仪18、温度监测仪19与数据采集单元17电连接，存贮罐12上安装有混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11，混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11与数据采集单元17电连接，混存介质分层情况监测仪为包含多相料位传感器的多相物位监测系统，数据采集单元17经监测探头采集的输油管道5内待处理液体的流量、含水率及温度的特征参量及存贮罐12内已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数，由数据传输线传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的数据进行处理，CPU输出数字信号给数据输出控制单元14，经数据输出控制单元14输出信号控制超声波发生器13、超声波发生器15工作状态，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生不同类型的超声波，在控制超声波发生器13、15工作的同时，CPU输出信号给数据输出控制单元14，经数据输出控制单元14输出电信号经变频装置20控制计量泵21工作状态，使计量泵21向原油输入管道5内定量注入化学破乳剂。
数据分析处理单元16是包含化学破乳软件系统及物理破乳脱水软件系统的模块，可以将接收到的数据与原存在于存储器中相对应于来液物性相同或相近的破乳参数进行比较处理，形成相对应的破乳控制方案，并且将该数据读出给数据输出控制单元14，从而同时实现超声波破乳及化学破乳操作。
本实施例针对原油输入管道5内原油的流量、含水率及温度相对不变的情况下而实施的自动控制方法数据采集单元17首先经流量监测仪4、含水率监测仪18、温度监测仪19及与之相连的流量监测探头1及含水率监测探头2、温度监测探头3，采集原油输入管道5内待处理液体的流量、含水率及温度特征参量，数据采集单元17将接收到的数据经有序处理后，转化为便于进行系统处理和传输的数字化信号传递给数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的流量、含水率及温度数据由相应的软件系统进行处理，CPU根据所采集的数据产生出相应的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该控制方案，数据输出控制单元14根据控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，使与之相连的超声波探头8及超声波探头6在超声波作用区7内产生出具有一定振幅、频率及工作方式(如连续式工作方式、间歇式工作方式)的超声波，实施对待处理液体的超声波破乳操作，同时数据输出控制单元14根据控制方案经变频装置20控制计量泵21工作，使计量泵21以一定的输出速度向原油输入管道5内输送化学破乳剂，实施对待处理液体的化学破乳操作，破乳后的已处理液体被输送到存贮罐12内，并在重力的作用下开始分层，其分层情况与破乳或脱水的效果有直接的关系，破乳或脱水效果经安装在存贮罐12上的混存介质分层情况监测仪9及溢油含水率监测仪10、废水含油率监测仪11探知，所探知的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率转化为数字信号，经数据采集单元17传递给以CPU为核心的数据分析处理单元16，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数进行分析处理，如果已处理液体的状态参数在规定的范围之内则CPU产生的控制方案不变，如果已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数不在允许的范围之内，则CPU根据所采集的已处理液体的状态参数及已采集并存贮的待处理液体的流量、含水率及温度特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出修正后的控制方案，数据输出控制单元14根据修正的控制方案，首先改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第一变量(如振幅)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的频率、工作方式)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第一变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第一变量值(如振幅)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如振幅)；然后数据输出控制单元14根据修正的控制方案，改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第二变量(如频率)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的振幅、工作方式)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第二变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第二变量值(如频率)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如频率)；然后数据输出控制单元14根据修正的控制方案，改变超声波发生器15、超声波发生器13产生的超声波的第三变量(如工作方式)，同时锁定超声波的其它变量(如超声波的振幅、频率)，修正后的超声波在超声波作用区7内实施对待处理液的破乳，在只调整第三变量的情况下，数据分析处理单元16的CPU对所采集的已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数分别进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新只调整第三变量值(如工作方式)，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该控制变量值(如工作方式)；数据输出控制单元14根据修正的控制方案，经变频装置20改变计量泵21的加药量，修正后的加药量在原油输入管道5内实施对待处理液的破乳，数据分析处理单元16的CPU继续采集已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数并进行分析处理，分别判断其是否达到了最优，如果没有达到最优则重新调整计量泵21的加药量，直止已处理液体的油水分层分布值、溢油含水率及废水含油率状态参数都达到了最优，并存贮该加药量。所有的控制变量都调整结束后，数据分析处理单元16的CPU根据已存贮的控制变量值(振幅、频率、工作方式、加药量)产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元14输出该新的控制方案，数据输出控制单元14根据新的控制方案控制超声波发生器13、超声波发生器15工作，数据输出控制单元14根据新的控制方案经变频装置20控制计量泵21工作，从而自动实现了最佳破乳方案。
权利要求
1.一种原油自动破乳脱水的控制方法，由原油输入管道、数据采集单元、数据分析处理单元、数据输出控制单元、破乳发生装置及存贮罐实现，其特征是数据采集单元首先采集原油输入管道内待处理液体的流量或含水率或温度特征参量，或者三个特征参量中的任意两种或三种，并将采集到的待处理液体的特征参量传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元的CPU对所采集的数据进行处理，CPU根据所采集的数据产生出控制方案，CPU向数据输出控制单元输出该控制方案，数据输出控制单元根据控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳脱水操作，破乳脱水后的已处理液体被输送到存贮罐内，数据采集单元采集存贮罐内已处理液体的油水分层分布值或溢油含水率或废水含油率状态参数，或者三个状态参数中的任意两种或三种，数据采集单元将所采集的已处理液体的状态参数传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元的CPU对所采集的已处理液体的状态参数进行处理，如果已处理液体的状态参数在规定的范围之内则CPU产生的控制方案不变，如果已处理液体的状态参数不在规定的范围之内，则CPU根据所采集的已处理液体的状态参数及已采集的待处理液体的特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元输出修正后的控制方案，数据输出控制单元根据修正的控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳操作。
2.根据权利要求1所述原油自动破乳脱水的控制方法，其特征在于所说的数据采集单元所采集的存贮罐内已处理液体状态参数不在规定的范围之内，则数据采集单元采集待处理液体的特征参量，如果待处理液体的特征参量波动范围不在允许的数值范围内，则数据分析处理单元的CPU根据所采集的待处理液体的特征参量产生出新的控制方案，CPU向数据输出控制单元输出该控制方案，数据输出控制单元根据新的控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳操作，如果待处理液体的特征参量在允许的范围内，则CPU根据已采集的已处理液体的状态参数及已采集的待处理液体的特征参量产生出修正控制方案，CPU向数据输出控制单元输出修正后的控制方案，数据输出控制单元根据修正的控制方案控制破乳装置实施对待处理液体的破乳操作。
3.一种用于权利要求1所述原油自动破乳脱水控制方法的原油自动破乳脱水装置，设有原油输入管道，破乳装置连接于原油输入管道与存贮罐之间，其特征在于原油输入管道内设有流量监测探头或含水率监测探头或温度监测探头，或者三个监测探头中的任意两种或三种，存贮罐上安装有混存介质分层情况监测仪或溢油含水率监测仪或废水含油率监测仪，或者三个监测仪中的任意两种或三种，监测探头及监测仪与数据采集单元电连接，数据采集单元经监测探头采集的输入管道内待处理液体的特征参量及存贮罐内已处理液体的状态参数，由数据传输线传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元的CPU对所采集的数据进行处理，CPU输出数字信号给数据输出控制单元，经数据输出控制单元输出电信号控制破乳装置。
4.根据权利要求3所述的原油自动破乳脱水装置，其特征在于所说的破乳装置为超声波破乳装置。
5.根据权利要求3所述的原油自动破乳脱水装置，其特征在于所说的破乳装置为自动加药计量泵。
6.根据权利要求3所述的原油自动破乳脱水装置，其特征在于所说的破乳装置还可以为超声波破乳装置与自动加药计量泵的合并。
7.根据权利要求3所述的原油自动破乳脱水装置，其特征在于所说的混存介质分层情况监测仪为包含多相料位传感器的多相物位监测系统。
全文摘要
本发明涉及一种原油自动破乳脱水装置及其控制方法，其特征是原油输入管道内设有流量监测探头或含水率监测探头或温度监测探头，或者三个监测探头中的任意两种或三种，存贮罐上安装有混存介质分层情况监测仪或溢油含水率监测仪或废水含油率监测仪，或者三个监测仪中的任意两种或三种，监测探头及监测仪与数据采集单元电连接，数据采集单元经监测探头采集的输油管道内待处理液体的特征参量及存贮罐内已处理液体的状态参数，由数据传输线传递给数据分析处理单元，数据分析处理单元的CPU对所采集的数据进行处理，CPU输出数字信号给数据输出控制单元，经数据输出控制单元输出电信号控制破乳装置。
文档编号B01D17/04GK1769375SQ20051010428
公开日2006年5月10日 申请日期2005年10月10日 优先权日2005年10月10日
发明者王其明, 李春和, 王福文, 周振华, 唐建平, 刘安勋 申请人:威海海和科技有限责任公司