专利名称：油水自动控制分离设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及石油开采领域的油水分离设备，具体涉及ー种油水自动控制分离设备，该设备集分离、气浮、自动控制、加药、混合、消能等功能于一身，是ー种新型的石油提纯设备。
背景技术：
近年来，由于我国石油的大力开采，石油中的含水量与日俱增，而含油量却越来越少。使得各大油田公司面临着石油抽上来后期的油水分离过程中成本大大的提高。以下从我国的陕北油田为例进行进ー步的分析A、天然气陕北地区除了是我国重要的石油产区外，也是我国重要的石油天然气产区。但是因其天然气量相对石油较少，且油井分散、地形复杂等因素造成收集困难，因而， 大部分的天然气在井口就直接燃烧或放空。B、油水分离エ艺及效果分析一、油水分离エ艺參见附图I所示，目前陕北地区的石油开发企业对油水分离采用的设备主要包括砖墙支座01，加温槽02，储油罐03，通气孔04，导油管05以及阀门06等，对于石油的分离和废水的处理方法主要有两个方面(I)将从油井抽上来的油水直接通入储油罐03，由于油的密度小于水的密度，油浮在水面上，由人工开启阀门06，排掉储油罐03下层的水，直至排除时见到石油为止。在冬季，由于陕北的冬季温度在零下20°C左右，因此在冬天必须采用加温槽02来给储油罐03进行加热，以保证储油罐03正常的运转。目前加温所用的能源是煤，其用量为每季度每井点20吨左右。(2)通过管道将各井点油水混合液直接输送到总站，在总站进行油水分离。由于陕北地形的复杂性，采用这种铺设管道输油的企业仍占少数。ニ、油水分离效果分析经过申请人的考察，目前陕北地区的石油开发企业大多存在以下问题(I)油水分离不彻底；(2)石油资源浪费大。(3)冬季加温时所需煤量大。(4)油水分离精度不高，意外事故发生的概率大。(5)石油开采中产生的天然气大都直接排除，从而没有实现经济的效果，也浪费了宝贵的资源。(6)污染环境。
发明内容
针对现有的油水分离的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供ー种新型的油水自动控制分离设备，该设备能够高效的进行油水分离，对石油进行提纯。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案一种油水自动控制分离设备，其特征在干，该设备包括一个圆筒和设备底座，在圆筒内部设有油水分离室和储油罐，并设有油药二次混合槽，该油药二次混合槽是矩形槽；油药二次混合槽与油水分离室之间设有右凸形圆形板倒三角堰；储油罐和油水分离室之间设置有左凸形圆形板倒三角堰；圆筒的顶盖为水平圆形封头，圆形封头中间设置有检查孔，检查孔左侧有排气管，在圆筒内部，位于检查孔右侧有加药间，加药间顶部连接进油管 ；所述的加药间被分为ー级消能室、喇叭ロ加药筒、防溅区和油药初级混合池；其中，一级消能室和喇叭ロ加药筒位于加药间的顶部，一级消能室上端连接进油管，喇叭ロ加药筒连接有双侧旋转叶轮，双侧旋转叶轮上安装有勺型加药叶片；一级消能室内有单侧旋转叶轮，单侧旋转叶轮上安装有后弯式叶片；单侧旋转叶轮和双侧旋转叶轮通过传动皮带相连接；油药初级混合池中心有液药下流管，用于将油水和药物注入到油药二次混合槽；所述的防溅区位于油药初级混合池正上方，用于防止从导油管进入的油水经过单侧旋转叶轮时污染双侧旋转叶轮；经过加药间的油水混合物经过液药下流管注入到二次油药混合槽中；油药二次混合槽内均匀设置半封闭隔板，液药下流管上开有大小均等的溢流孔；在油水分离室装有水位控制球和水位浮球感应端；油水分离室底部均匀铺设有多个布气管，布气管所用气由气浮管经过设备底座连接集气罐供给；在油水分离室底部同时设有废水排出管和手动控制排水管；其中，废水排出管上连接有水位控制阀；储油罐位于油水分离室左侧，在储油罐侧壁上装有油位控制浮球和浮球感应端，储油罐连接排油管和手动控制排油管，其中，排油管装有油位控制阀；加热器供气管位于设备底座中，其供气由集气罐提供，然后经由加热盘供气支管分别供给中央加热盘和高位加热盘。本发明的油水自动控制分离设备具有如下的优点I、将少量的天然气经过集气罐收集，通入油水分离室内，形成气浮エ艺以提高分离效果。2、油水界面浮球的使用利用油水界面浮球始終处于油水分离界面上，根据界面的升降带动浮球的升降，当浮球升高或降低到一定位置时就会触发感应端，感应端将信号传递给液位控制阀，做出开启或关闭阀门的指令，达到自动控制的目的。3、液位控制阀的使用根据油面和界面的升降带动浮球的升降，然后碰触浮球感应端，将信号传递给液位控制阀，液位阀做出开启或关闭阀门的指令，达到自动控制的目的。4、天然气的利用由于陕北温度冬季较低，所以必须要消耗大量的煤，该设备充分利用天然气，使油水分离过程中给予加热，达到节能减排环保的效果。5、药物的主要成分主要包括表面活性剤、分散剂等。利用其分散、乳化、胶溶作用和多泡性结合气浮达到更好的分离效果，从而提高石油的悬浮能力。6、药物投加利用间歇性上油具有的能量转移到一级消能室的单侧旋转叶轮，由单侧旋转叶轮带动双侧旋转叶轮转动实现加药的目的，也避免了药物的浪费。
图I是现有的油水分离设备示意图；图2是本发明的油水自动控制分离设备的结构示意图；图3是图2的俯视图；图4是图2的剖面视图；
图5是图2的左、右凸形圆形板倒三角堰示意图；图6是加药间结构示意图，其中，Ca)是主视图，(b)是(a)的俯视图；图7是气浮管示意图；图8是加热盘供气支管分别供给中央加热盘和高位加热盘的位置图。图中的标号分别表示1、进油管，2、加药间，3、一级消能室，4、单侧旋转叶轮，5、双侦■转叶轮，6、喇叭□加药筒，7、后弯式叶片，8、叶轮固定轴，9、传动皮帯，10、勺型加药叶片，11、液药下流管，12、防溅区，13、油药初级混合池，14、油药ニ级混合槽，15、半封闭隔板，16、溢流孔，17、右凸形圆形板倒三角堰，18、油水分离室，19、布气管，20、气浮孔，21、气浮管，22、布气管支撑柱，23、水位控制浮球，24、水位浮球感应端，25、废水排水管，26、水位控制阀，27、手动控制排水管，28、左凸形圆形板倒三角堰，29、储油罐，30、油位控制浮球，31、油位浮球感应端，32、排油管,33、油位控制阀,34、手动控制排油管,35、加热器供气管,36、加热盘供气支管，37、高位加热盘，38、中央加热盘，39、设备底座，40、排气管，41、检查孔，42、开启板，43、集气罐，44、水平圆形封头，45、圆筒。下面结合附图和实施例对本发明作进ー步说明。
具体实施例方式本发明的油水自动控制设备的主要设计思想是，将油水分离理论，均匀布气理论，自动控制理论，混合及消能理论等有机结合，用油井开采过程产生的天然气，使其得到充分的利用，同时与药物的作用相互结合，进行高效的油水分离，最終达到节能减排的目的。根据油水在一定的条件下互不相容理论，通过气浮的特性及所加药物的基本属性，使油水达到高效的分离，然后根据自动控制系统，将分离的油水排出设备，从而实现设备的循环运转。该设备结构简单布置紧凑，空间利用率高，操作简单。參见图2、图3和图4，本实施例给出ー种油水自动控制分离设备，该设备包括ー个圆筒45和设备底座39，在圆筒45内部从右向左依次设有油水分离室18、储油罐29和油药二次混合槽14，该油药二次混合槽14是矩形槽；油药二次混合槽14与油水分离室18之间设有右凸形圆形板倒三角堰17 ;储油罐29和油水分离室18之间设置有左凸形圆形板倒三角堰28。圆筒45的顶盖为水平圆形封头44,圆形封头44中间为检查孔41 (人孔),检查孔41上有开启板42，检查孔41左侧有排气管40，检查孔41右侧为加药间2。加药间2顶部连接进油管I。
经过加药间2的油水混合物经过液药下流管11注入到油药二次混合槽14中，油药二次混合槽14内均匀设置半封闭隔板15，以增加油药混合时间。液药下流管11开有大小均等的溢流孔16，防止油水为进入油药初级混合区13。经过充分混合的油水和投加的药物经过右凸形圆形板倒三角堰17进入油水分离室18中。油水分离室18底部均匀铺设布气管19，布气管19所用气体由气浮管21经过设备底座39连接至集气罐43供给。油水分离室18底部同时有废水排出管25和手动控制排水管27。油水分离室18内左侧的左凸形圆形板倒三角堰28上装有水位控制浮球23和水位浮球感应端24。油水分离室18左侧为储油罐29，储油罐29左侧外壁上装有油位控制浮球30、油位浮球感应端31、排油管32和手动控制排油管34。排油管32装有油位控制阀33。加热器供气管35位于设备底座39中，其供气由加热器供气管35供气,然后由加热盘供气支管36分别供给中央加热盘38和高位加热盘37。參见图6，加药间2被分为ー级消能室3、喇叭ロ加药筒6、防溅区12和油药初级混合池13 ;其中一级消能室3和喇叭ロ加药筒6位于加药间2的顶部，一级消能室3上端连 接进油管1，喇叭ロ加药筒6连接有双侧旋转叶轮5，双侧旋转叶轮5上安装有勺型加药叶片10 ;—级消能室3内有单侧旋转叶轮4，单侧旋转叶轮4上安装有后弯式叶片7 ;单侧旋转叶轮4和双侧旋转叶轮5均由叶轮固定轴8固定，单侧旋转叶轮4和双侧旋转叶轮5通过传动皮带9相连接；油药初级混合池13中心有液药下流管11，用于将油水和药物注入到油药二次混合槽14。进油管I间歇性上油带动单侧旋转叶轮4 (加药主动轮)旋转，单侧旋转叶轮4旋转的同时经过传动皮带9带动双侧旋转叶轮5 (加药轮)旋转，双侧旋转叶轮5上的勺型加药叶片10从喇叭ロ加药筒6中带出药物，实现了上油与加药物同歩。经过ー级消能室3的油水与喇叭ロ加药筒6所加的药物在油药初级混合池13进行初级混合，油药初级混合池13正上方为防溅区12，用于防止从导油管I进入的油水经过单侧旋转叶轮4时污染双侧旋转叶轮5。參见图2，经过液药下流管11注入到油药二次混合槽14中，油药二次混合槽14内均匀设置半封闭隔板15，増加油药混合时间。液药下流管11开有大小均等的溢流孔16，防止油水直接进入油药初级混合区13，经过充分混合的油水和喇叭ロ加药筒6投加的药物经过右凸形圆形板倒三角堰17进入油水分离室18中。參见图7，油水分离室18底部设置布气管19。布气管19由长度不等的管组成，两侧对称设置，且从中间向两侧逐渐缩短，且与地面呈5度角。布气管19由布气管支撑柱22固定在油水分离室18的底面。布气管19上均匀开有气浮孔20，布气管19中心有气浮管21，气浮管21上安装调节阀门，调节用气量。參见图2，当经过充分混合的油水和药物进入到油水分离室18内后，经过药物的脱水性，使油水初歩的分离。然后由药物产生的大量气泡在气浮管21产生的气泡的带动下，气泡全都向上运动，将水中残留的石油带到油面上。在此期间油水分离室18的水位控制球23 —直处于油水分界面之间，经过一定的时间，水位控制球23到达已经设置好的浮球感应端24最高点，浮球感应端23感应到信号后，将信号传递给位于排水管25上的水位控制阀26，当水位控制阀26接受到信号后，就打开排水阀26，进行排水。当处于油水分界面的水位控制球23下降到最底端接触到水位浮球感应端24吋，发出关闭阀门的信号，此过程反复进行。由于油的富集量增多，最终石油经过原油过流板28进入储油罐29中，储油罐29中设有油位控制浮球30，油位控制浮球30始終处于油面上，根据油面的升降油位控制浮球30将接触到油位感应端31，从而发出电信号控制位于储油罐29底端排油管32上的油位控制阀33做出启闭操作。为了防止事故，油水分离室18和储油罐29的最底端分别设有手动排水阀27和手动排油阀34。參加图8，加热器供气管35位于设备底座39中，加热器供气管35连接至集气罐43，然后由加热盘供气支管36分配给加热盘，加热盘分为两种规格，即中央加热盘38和高位加热盘37，加热器供气管35由钢管架固定，本实施例中，中央加热盘38使用I个，高位加热盘37使用4个，高位加热盘37则以中央加热器38为中心平均分布在设备底座39中。本实施例制备的油水自动控制分离设备的工作原理根据油水密度不同的原理，油浮在水面上。然后根据所加药物的脱水性将油水进行初歩的脱水，然后在气浮的作用下， 使残留在水中的油花由气浮产生的气泡带到油面上。与此同时根据水位和油位的变化，在油水分离室18和储油罐29中的水位感应端24和油位感应端31做出感应，控制排水管25和排油管32上的水位控制阀26和油位控制阀33，实现油水排放的自动控制。
权利要求
1.一种油水自动控制分离设备，其特征在干，该设备包括一个圆筒(45)和设备底座(39)，在圆筒(45)内部设有油水分离室(18)和储油罐(29)，并设有油药二次混合槽(14)，该油药二次混合槽(14)是矩形槽；油药二次混合槽(14)与油水分离室(18)之间设有右凸形圆形板倒三角堰(17);储油罐(29)和油水分离室(18)之间设置有左凸形圆形板倒三角堰(28)； 圆筒(45)的顶盖为水平圆形封头(44)，圆形封头(44)中间设置有检查孔(41)，检查孔(41)左侧有排气管(40)，在圆筒(45)内部，位于检查孔(41)右侧有加药间(2)，加药间(2)顶部连接进油管(I); 所述的加药间(2)被分为ー级消能室(3)、喇叭ロ加药筒(6)、防溅区(12)和油药初级混合池(13);其中，一级消能室(3)和喇叭ロ加药筒(6)位于加药间(2)的顶部，ー级消能室(3 )上端连接进油管(I)，喇叭ロ加药筒(6 )连接有双侧旋转叶轮(5 )，双侧旋转叶轮(5 )上安装有勺型加药叶片(10);—级消能室(3)内有单侧旋转叶轮(4)，单侧旋转叶轮(4)上安装有后弯式叶片(7);单侦·转叶轮(4)和双侦彳旋转叶轮(5)通过传动皮带(9)相连接；油药初级混合池(13)中心有液药下流管(11 )，用于将油水和药物注入到油药二次混合槽(14); 所述的防溅区(12)位于油药初级混合池(13)正上方，用于防止从导油管(I)进入的油水经过单侧旋转叶轮(4)时污染双侧旋转叶轮(5);经过加药间(2)的油水混合物经过液药下流管(11)注入到油药二次混合槽(14)中； 油药二次混合槽(14)内均匀设置半封闭隔板(15)，液药下流管(11)上开有大小均等的溢流孔(16)； 在油水分离室(18)装有水位控制球(23)和水位浮球感应端(24);油水分离室(18)底部均匀铺设有多个布气管(19)，布气管(19)所用气由气浮管(21)经过设备底座(39)连接集气罐(43)供给； 在油水分离室(18)底部同时设有废水排出管(25)和手动控制排水管(27);其中，废水排出管(25)上连接有水位控制阀(26)； 储油罐(29)位于油水分离室(18)左侧，在储油罐(29)侧壁上装有油位控制浮球(30)和浮球感应端(31)，储油罐(29)连接排油管(32)和手动控制排油管(34)，其中，排油管(32)装有油位控制阀(33)； 加热器供气管(35)位于设备底座(39)中，其供气由集气罐(43)提供，然后经由加热盘供气支管(36)分别供给中央加热盘(38)和高位加热盘(37)。
2.如权利要求I所述的油水自动控制分离设备，其特征在于，所述的布气管(19)由多管组成，各管的长度不等，对称设置，各管的长度从中间向两侧逐渐缩短，且与地面呈5度角；布气管(19)由布气管支撑柱(22)固定在油水分离室(18)的底面；布气管(19)上开有气浮孔(20)，布气管(19)中心有气浮管(21 )，气浮管(21)两侧连接布气管支撑柱(22)，气浮管(21)上安装用于调节用气量的阀门。
3.如权利要求I所述的油水自动控制分离设备，其特征在于，所述的油水分离室(18)还设置水位控制球(23)，当水位控制球(23)到达已经设置好的浮球感应端(24)最高点，浮球感应端(23)感应到信号后，将信号传递给位于排水管(25)上的水位控制阀(26)，当水位控制阀(26)接受到信号后，就打开排水阀(26)，进行排水；当水位控制球(23)下降到感应端(24)的最底端接触到浮球感应端吋，发出关闭阀门的信号，此过程反复进行。
4.如权利要求I所述的油水自动控制分离设备，其特征在干，所述的油位控制浮球(30)始終处于油面上，根据油面的升降，油位控制浮球(30)和油位感应端(31)相接触，从而发出电信号控制位于储油罐(29)底端排油管(32)上的油位控制阀(33)做出启闭操作。
5.如权利要求I油水自动控制分离设备，其特征在于，所述的加热器供气管(35)由钢管架固定在设备底座(39)中，所述的中央加热盘(38)为I个，高位加热盘(37)为4个，高位加热盘(37)以中央加热器(38)为中心平均分布。
全文摘要
本发明公开了一种油水自动控制分离器，包括一个圆筒和设备底座，在圆筒内部设有油水分离室和储油罐，并设有油药二次混合槽，油药二次混合槽与油水分离室之间设有右凸形圆形板倒三角堰；储油罐和油水分离室之间设置有左凸形圆形板倒三角堰；圆筒顶盖为水平圆形封头，圆形封头中间为检查孔，检查孔左侧排气管，检查孔右侧为加药间。油药二次混合槽内均匀设置半封闭隔板，油水分离室底部均匀铺设布气管。油水分离室底部同时有废水排出管和手动控制排水管。加热器供气管位于设备底座中，其供气由集气罐提供，然后经由加热盘供气支管分别供给中央加热盘和高位加热盘。其结构简单布置紧凑，空间利用率高，操作简单，节能减排。
文档编号B01D17/025GK102847345SQ201210358778
公开日2013年1月2日 申请日期2012年9月24日 优先权日2012年9月24日
发明者卢金锁, 刘飞, 胡亚潘 申请人:西安建筑科技大学