专利名称：一种油水分离中用于计量水的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种油水分离方法及装置，尤其涉及一种适用于三次采油室内驱油实验用的油水分离中用于计量水的方法及其装置。
背景技术：
在石油行业中，三次采油室内物理模拟驱油实验在油田矿场试验前期发挥着重要的作用。目前，室内驱油实验产出液中的油水分离计量方法，一般都采用量筒计量。在岩心饱和原油油水分离过程中，由于产出液中的水量较少，油量较多，需要准确计量产水量。然而，用量筒进行计量时，需要工作人员定时更换量筒，工作量大，产出的油水分布在每一个量筒中，每个量筒中的盛水量较少。因此，常规计量方法存在工作量大，水计量不准确的缺 陷。并且，目前，在石油开采中公知公用的油水分离计量方法和装置主要是用于工业上的，专门适用于实验室准确计量水的方法和装置较少。例如，中国实用新型专利第96222669号公开了一种组合式高效油水分离装置，其包括第一处理罐，处理罐上设置有进液口、油出口和水出口，处理罐包括由一级亲油型中空毛细管过滤区、二级亲油型中空毛细管过滤区和由亲水型聚合材料组成的亲水型聚合材料过滤区，过滤区的前面设置有布水板第一级所述布水板上进液孔径相同，第二级和第三级所述布水板上部的进液孔面积分别大于前一级所述布水板上部的进液孔面积。该油水分离装置虽然自动化程度高，但结构复杂，体积较大，仅适用于油田现场液分离，不适于室内试验使用。而目前，体积相对较小的油水分离计量装置，例如中国实用新型专利第201020178394. 7号公开了一种油水分离计量装置，包括底座、支架、玻璃管、进液管和出液管，所述支架固定在底座上，玻璃管与支架固定连接，所述玻璃管的两端均具有玻璃管塞，进液管和出液管穿入玻璃管下端的玻璃管塞与玻璃管内腔连通，且进液管的内端口高于出液管的内端口，所述支架上装连有刻度板，且刻度板位于玻璃管背面。该计量装置虽然在计量准确性上有所提高，但其结构较为复杂，不易清洗，注重于油的计量，而对于油水分离后，水的计量准确性较低。有鉴于现有技术的上述诸多问题，本发明人基于从事相关领域多年的丰富经验及专业知识，结合油水分离技术的应用实际，积极加以研究创新，以期克服现有技术的上述缺点，提供一种结构简单、计量准确性高、成本低廉、使用方便、容易清洗、适用于三次采油室内驱油实验用的油水分离中用于计量水的方法及其装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、计量准确性高、成本低廉、使用方便、容易清洗、适用于三次采油室内驱油实验用的油水分离中用于计量水的装置。本发明的另一目的是提供一种计量准确性高、成本低廉、操作方便、容易清洗、适用于三次采油室内驱油实验用的油水分离中用于计量水的方法。
为达到上述目的，本发明提出一种油水分离中用于计量水的装置，该装置包括依次设置至少两个量筒，所述量筒的上端开口，其下端设有底座，相邻的两量筒之间设有导流支管，所述导流支管的进口端与前一量筒的上部相连通，所述导流支管的出口端延伸至相邻的后一量筒的上端开口处，所述导流支管呈向上倾斜状连接于所述量筒上，且所述导流支管的最高点的高度低于该导流支管所连接的量筒上端开口的高度。如上所述的油水分离中用于计量水的装置，其中，所述导流支管的进口端与该导流支管所连接的量筒的底座之间的距离为h ;该导流支管所连接的量筒的高度为H，其中h H的数值范围为I : 2 3 : 4。如上所述的油水分离中用 于计量水的装置，其中，所述导流支管呈折弯状，所述导流支管由其进口端逐渐上翘至后一量筒的上端开口上方，并朝向后一量筒的上端开口竖直向下弯折。如上所述的油水分离中用于计量水的装置，其中，所述导流支管与该导流支管所连接的量筒之间向上的夹角为30度 60度。如上所述的油水分离中用于计量水的装置，其中，所述导流支管的长度L与该导流支管所连接的量筒高度H的比值范围为I : 4 I : 2。如上所述的油水分离中用于计量水的装置，其中，在末尾位置的量筒上连接的导流支管延伸至一盛油容器的上端口处。如上所述的油水分离中用于计量水的装置，其中，所述至少两个量筒的容积和高度按液体流动方向依次递减。如上所述的油水分离中用于计量水的装置，其中，所述量筒包括并排设置的第一量筒和第二量筒，在所述第一量筒和第二量筒之间设有第一导流支管，所述第一导流支管的进口端与所述第一量筒的上部相连通，所述第一导流支管的出口端延伸至所述第二量筒的上端开口处；所述第二量筒的上部与第二导流支管的进口端相连通，所述第二导流支管的出口端延伸至盛油容器的上端口处。本发明还提供了一种油水分离中用于计量水的方法，该方法采用如权利要求I至8中任一项所述的装置，该方法包括将油水混合物通过前一量筒的上端开口进入至所述前一量筒内；油水混合物在所述前一量筒内利用油水密度差进行一次分离，累积形成上部的油体层和下部的水层；当上部油体层累积超过与所述前一量筒相连通的第一导流支管的进口端的高度时，上部油体层中的一部分油体通过所述第一导流支管朝向该第一导流支管的出口端流动，直至所述油体从所述第一导流支管的出口端流出，经由后一量筒的上端开口进入至后
一量筒中；流入后一量筒中的油体利用油水密度差进行二次分离，当后一量筒中的油体层累积超过与后一量筒相连通的第二导流支管的进口端的高度时，后一量筒中的油体层的一部分油体通过所述第二导流支管进入至后置的量筒中，继续进行油水分离，直至导出的油体不再分离出水为止。如上所述的油水分离中用于计量水的方法，其中，所述量筒包括并排设置的第一量筒和第二量筒，该方法包括
将油水 混合物通过所述第一量筒的上端开口进入至所述第一量筒内；油水混合物在所述第一量筒内利用油水密度差进行一次分离，累积形成上部的油体层和下部的水层；当油体层累积超过与所述第一量筒相连通的第一导流支管的进口端的高度时，油体通过所述第一导流支管流出并进入至第二量筒中；流入第二量筒中的油体利用油水密度差进行二次分离，当第二量筒中的油体层累积超过与第二量筒相连通的第二导流支管的进口端的高度时，第二量筒中的油体层的一部分油体通过所述第二导流支管进入至一盛油容器内。与现有技术相比，本发明具有以下特点和优点I、本发明利用油水密度差原理进行分离，通过多个并排设置且通过导流支管单向连通的量筒,使得室内驱油实验产生的油水混合物分离出的上部的油体层中的一部分油体通过导流支管导入后置的量筒中进行油水分离，从而保证油水充分分离，具有计量准确性高、结构简单、成本低廉的优点。适用于对三次采油室内驱油实验产生的油水混合物进行油水分离。2、本发明的导流支管呈向上倾斜状分别连接于量筒上，且导流支管的最高点的高度分别低于该导流支管所连接的量筒上端开口的高度，使得油水充分分离，提高了计量的准确性。3、本发明的量筒中的水层不发生转移，避免了水转移过程产生的损失，进一步提高了水的计量准确性。而且，根据三次采油室内驱油实验产生的油水混合物的体积量，本发明按需要预设多个并排设置量筒，这样在油水分离过程中不需要工作人员频繁更换量筒，大幅度降低了劳动强度，提高了工作效率，使得水的计量更加准确、方便。4、本发明的导流支管设置于量筒高度的二分之一至四分之三处，并且导流支管与量筒向上的夹角为30度 60度，既保证了油水充分分离，又便于清洗，且使得量筒具有足够的储水空间。
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，图I为本发明油水分离中用于计量水的装置的结构示意图；图2为本发明油水分离中用于计量水的方法的流程图。附图标记说明I-第一量筒；11第一量筒的上端开口 ；12_第一量筒的底座；2-第二量筒；21-第二量筒的上端开口 ；22_第二量筒的底座；3_第一导流支管；31_第一导流支管的进口端；32-第一导流支管的出口端；4_第二导流支管；41_第二导流支管的进口端；42_第二导流支管的出口端；5盛油容器；6油体层；7水层。
具体实施例方式为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照
本发明的具体实施方式
。本发明提出的油水分离中用于计量水的装置，利用油水密度差原理进行分离，该装置包括依次设置至少两个量筒，量筒的上端开口，作为液体的进入口，量筒的下端设有底座，起到支撑作用。进入至量筒内的液体在量筒内利用油水密度差进行分离，形成上部的油体层和下部的水层。相邻的两量筒之间设有导流支管，导流支管的进口端与前一量筒的上部相连通，导流支管的出口端延伸至相邻的后一量筒的上端开口处，使得前一量筒中的部分油体层(油体层中的油体的大部分为油，含有少量的未分离出的水)能够通过导流支管导入后一量筒中，并在后一量筒再次进行油水分离，直至被导出的液体中不能分离出水为止，通过累计各个量筒中的水量，从而能够精确地计量出三次采油室内驱油实验产生的油水混合物中所含的水量。前述至少两个量筒的容积和高度按液体流动方向依次递 减，导流支管呈向上倾斜状连接于所述量筒上，且导流支管的最高点的高度低于该导流支管所连接的量筒上端开口的高度，从而保证油水混合物充分分离，并使得油体由前一量筒向后一量筒单向流动，而不会发生倒流的现象。在本实施例中，如图I所示，为本发明油水分离中用于计量水的装置的结构示意图。本发明的量筒包括并排设置的第一量筒I和第二量筒2，在第一量筒I和第二量筒2之间设有第一导流支管3，第一导流支管3的进口端31与第一量筒I的上部相连通，第一导流支管3的出口端32延伸至第二量筒2的上端开口 21处；第二量筒I的上部与第二导流支管4的进口端41相连通，第二导流支管4的出口端42延伸至盛油容器5的上端口处。这样，经过三次采油室内驱油实验产生的油水混合物从第一量筒I的上端开口 11注入至第一量筒I内，并利用油水密度差原理进行油水分离，在第一量筒I内形成上部的油体层6和下部的水层7，使得第一量筒I内的一部分油体能够通过第一导流支管3流入第二量筒2中，并在第二量筒2内利用油水密度差原理再次进行油水分离，使得油体中的水与油全部分离出来，通过第二导流支管4流入盛油容器5中的油中不再含有水，从而达到油水全部分离的作用，通过第一量筒I和第二量筒2的刻度线标示，读取各个量筒中的水层的体积量，累计后便可准确地获得油水混合物中含水量，本发明的结构简单、避免了对水转移过程产生的损失、计量准确性高，并且成本低廉、使用方便、容易清洗。在本发明中，量筒及与量筒连接的导流支管的数量可根据实际需求选择两个、三个、四个或更多个并排在一起使用，只要保证末尾的量筒中导出的油体不会分离出水即可，从而使得油水充分分离，提高了水的计量准确性。在本发明中，多个量筒的容积和高度按液体流动方向依次递减，量筒可加工成5ml、IOml、20ml、30ml、50ml、100ml、150ml、200ml等各种不同容积，使用时可根据实际需求选择。并且，由于本发明的导流支管3、4呈向上倾斜状分别连接于量筒1、2上，且导流支管3、4的最高点的高度分别低于该导流支管3、4所连接的量筒1、2上端开口的高度，这样，当油体从导流支管流出时，如有油水混合物继续注入第一量筒I,继续注入的油水混合物不会直接从第一导流支管3中流出，也不会从第一量筒I上部溢出，而是经重力分离水下沉后，一部分油体从第一导流支管3流出，而不会发生倒流的现象，保证油水分离充分。进一步的，第一导流支管3的进口端31与量筒I的底座12、之间的距离为hi ;量筒I的高度为H1，其中hi Hl的数值范围为I : 2 3 : 4。同样地，第二导流支管4的进口端41与量筒2的底座22之间的距离为h2 ;该导流支管所连接的量筒的高度为H2，其中h2 H2的数值范围为I : 2 3 : 4。这样，保证油水充分分离，并且量筒具有足够的储水空间，而油体也不会由量筒的上端开口处外溢。进一步的，导流支管3呈折弯状，导流支管3由其进口端31逐渐上翘至第二量筒2的上端开口 21上方，并朝向第二量筒2的上端开口 21竖直向下弯折。这样使得由第一量筒中导出的部分油体通过导流支管3流入至第二量筒2中，以便油体在第二量筒2中进行油水分离。进一步的，导流支管3、4与该导流支管3、4所连接的量筒1、2之间向上的夹角A为30度 60度。这样，既保证了油水充分分离，又便于清洗。进一步的，为了保证油水充分分离，第一导流支管3的长度LI与该第一导流支管3所连接的第一量筒I高度Hl的比值范围为I : 4 I : 2 ;同样地，第二导流支管2的长度L2与该第二导流支管4所连接的第二量筒2高度H2的比值范围为I : 4 I : 2。综上所述，本发明的装置利用油水密度差原理进行油水分离，油水混合物在多个并排设置的量筒中进行油水分离，使得油水混合物充分分离，从而准确地计量出含水量，并且结构简单、成本低廉、使用方便、容易清洗。本发明还提供了一种油水分离中用于计量水的方法，该方法采用如上所述的装置。请参考图2，为本发明油水分离中用于计量水的方法的流程图。如图2所示，油水分离中用于计量水的方法包括以下步骤SlOO :将三次采油室内驱油实验产生的油水混合物通过前一量筒的上端开口注入至前一量筒内；SllO :油水混合物在前一量筒内利用油水密度差进行一次分离，累积形成上部的油体层和下部的水层；S120:当上部油体层累积超过与前一量筒相连通的第一导流支管的进口端的高度时，上部油体层中的一部分油体通过第一导流支管朝向该第一导流支管的出口端流动，直至油体从所述第一导流支管的出口端流出，经由后一量筒的上端开口进入至后一量筒中；S130 :油体在后一量筒利用油水密度差进行二次分离，当后一量筒中的油体层累积超过与后一量筒相连通的第二导流支管的进口端的高度时，后一量筒中的油体层的一部分油体通过第二导流支管进入至后置的量筒中，继续进行油水分离；S140 :判断油体中是否可分离出水，如果能够分离出水，接续步骤S150 ;否则执行步骤S160 ；S150:将后置的量筒中的油体层的部分油体导入至下一量筒中，执行上述步骤S130，直至所导出的油体在第N个量筒中不再分离出水为止；S160 :将不含有水的油体通过导流支管导入至盛油容器内；S170 :累计各个量筒中分离出的水量，从而获得油水混合物的含水量。以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式
，并非用以限定本发明的范围。任何 本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，该装置包括依次设置至少两个量筒，所述量筒的上端开口，其下端设有底座，相邻的两量筒之间设有导流支管，所述导流支管的进口端与前一量筒的上部相连通，所述导流支管的出口端延伸至相邻的后一量筒的上端开口处，所述导流支管呈向上倾斜状连接于所述量筒上，且所述导流支管的最高点的高度低于该导流支管所连接的量筒上端开口的高度。
2.如权利要求I所述的油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，所述导流支管的进口端与该导流支管所连接的量筒的底座之间的距离为h ;该导流支管所连接的量筒的高度为H，其中h H的数值范围为I : 2 3 : 4。
3.如权利要求2所述的油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，所述导流支管呈折弯状，所述导流支管由其进口端逐渐上翘至后一量筒的上端开口上方，并朝向后一量筒的上端开口竖直向下弯折。
4.如权利要求3所述的油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，所述导流支管与该导流支管所连接的量筒之间向上的夹角为30度 60度。
5.如权利要求4所述的油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，所述导流支管的长度L与该导流支管所连接的量筒高度H的比值范围为I : 4 I : 2。
6.如权利要求I所述的油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，在末尾位置的量筒上连接的导流支管延伸至一盛油容器的上端口处。
7.如权利要求I所述的油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，所述至少两个量筒的容积和高度按液体流动方向依次递减。
8.如权利要求I至7中任一项所述的油水分离中用于计量水的装置，其特征在于，所述量筒包括并排设置的第一量筒和第二量筒，在所述第一量筒和第二量筒之间设有第一导流支管，所述第一导流支管的进口端与所述第一量筒的上部相连通，所述第一导流支管的出口端延伸至所述第二量筒的上端开口处；所述第二量筒的上部与第二导流支管的进口端相连通，所述第二导流支管的出口端延伸至盛油容器的上端口处。
9.一种油水分离中用于计量水的方法，其特征在于，该方法采用如权利要求I至8中任一项所述的装置，该方法包括 将油水混合物通过前一量筒的上端开口进入至所述前一量筒内； 油水混合物在所述前一量筒内利用油水密度差进行一次分离，累积形成上部的油体层和下部的水层； 当上部油体层累积超过与所述前一量筒相连通的第一导流支管的进口端的高度时，上部油体层中的一部分油体通过所述第一导流支管朝向该第一导流支管的出口端流动，直至所述油体从所述第一导流支管的出口端流出，经由后一量筒的上端开口进入至后一量筒中； 流入后一量筒中的油体利用油水密度差进行二次分离，当后一量筒中的油体层累积超过与后一量筒相连通的第二导流支管的进口端的高度时，后一量筒中的油体层的一部分油体通过所述第二导流支管进入至后置的量筒中，继续进行油水分离，直至导出的油体不再分离出水为止。
10.如权利要求9所述的油水分离中用于计量水的方法，其特征在于，所述量筒包括并排设置的第一量筒和第二量筒，该方法包括将油水混合物通过所述第一量筒的上端开口进入至所述第一量筒内； 油水混合物在所述第一量筒内利用油水密度差进行一次分离，累积形成上部的油体层和下部的水层； 当油体层累积超过与所述第一量筒相连通的第一导流支管的进口端的高度时，油体通过所述第一导流支管流出并进入至第二量筒中；流入第二量筒中的油体利用油水密度差进行二次分离，当第二量筒中的油体层累积超过与第二量筒相连通的第二导流支管的进口端的高度时，第二量筒中的油体层的一部分油体通过所述第二导流支管进入至一盛油容器内。
全文摘要
本发明公开了油水分离中用于计量水的方法及其装置，该装置包括依次设置至少两个量筒，所述量筒的上端开口，其下端设有底座，相邻的两量筒之间设有导流支管，所述导流支管的进口端与前一量筒的上部相连通，所述导流支管的出口端延伸至相邻的后一量筒的上端开口处，所述导流支管呈向上倾斜状连接于所述量筒上，且所述导流支管的最高点的高度低于该导流支管所连接的量筒上端开口的高度。本发明利用油水密度差原理进行分离，通过多个并排设置且单向连通的量筒，使得室内驱油实验产生的油水混合物充分油水分离，具有计量准确性高、结构简单、成本低廉、便于清洗的优点。适用于对三次采油室内驱油实验产生的油水混合物进行油水分离。
文档编号E21B43/34GK102635349SQ20121012064
公开日2012年8月15日 申请日期2012年4月23日 优先权日2012年4月23日
发明者刘宏生, 孙刚, 张琦, 曾嘉, 李长庆, 罗锋, 马江 申请人:中国石油天然气股份有限公司, 大庆油田有限责任公司