油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置的製作方法

2023-05-10 06:40:16

專利名稱：油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油田儲油罐加熱裝置，特別是涉及一種冬季野外儲油罐加熱及油水沙分離加熱裝置。
背景技術：
目前在野外寒冷條件下的油井，由於環境溫度很低，原油在採出後在儲油罐內儲存會出現凝固現象，而無法運輸，造成冬季停產出現。現有的加熱裝置有用電直接加熱的，也有用導熱液為載體加熱的。由於用電直接加熱會出現短時間高溫和電火花，對油田有很大的危險。而使用導熱液為載體加熱，由於這類加熱器往往只是在冬季使用，在其它季節不會使用，可導熱液在高溫下會出現凝結現象，往往只能使用一季，來年則不能夠繼續使用，且導熱液成本較大，在油罐內瀉露會汙染原油，造成不必要的損失。同時隨著現在越來越多的壓水井壓水，原油內含水量增大，同時伴有少量沙子。在原有開採出後有一段時間是處在 井口的儲油罐內，在儲存時期利用加熱可儘可能多的將原油內的水和沙排出，方便後續加工。因此，如何創設一種冬季可以不連續對野外儲油罐加熱，在其它季節利用加熱加速油水沙的分離自動將水和沙排到罐外，實屬當前重要研發課題之一，亦成為當前業界極需改進的目標。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，解決了現有儲油罐在冬季極低氣溫下罐內原油的凝結，造成原油無法運輸的問題，同時又可以利用低溫加熱將原油內所含的水和沙子排出，本發明以最簡單的水為導熱載體，還大大降低了成本。本發明的目的及解決其技術問題是採用以下的技術方案來實現的。依據本發明提出的一種油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其包括總控制器、加熱裝置、儲油罐以及緩衝罐，其中所述加熱裝置包括加熱罐；風機，設置於所述加熱罐的上部，並且通過電線連接於所述總控制器；燃燒器，設置於所述加熱罐的下部，經毛細管連接於儲氣罐；總控制閥，設置於所述毛細管上，接收所述總控制器的控制命令；點火控制器，設置於所述燃燒器的上部且位於所述毛細管的出氣口處，所述點火控制器通過電線連接於所述總控制器；火檢傳感器，設置於所述點火控制器的一旁，用於檢測燃燒溫度信號，所述火檢傳感器通過電線連接於所述總控制器；第一電磁閥，設置於所述總控制閥的後部，接收所述總控制器的控制命令；儲液罐，設置於所述加熱罐的下部，並安裝於地下不凍層內，所述儲液罐存儲有液體載體；第一交換泵，設置於所述儲液罐內或所述儲液罐外，經管路連接於所述加熱罐;第二交換泵，設置於所述儲液罐內或所述儲液罐外，經管路和快速接頭與設置於所述儲油罐內的熱交換器連接；溢流孔，設置於所述加熱罐的壁上；溢流管，與所述溢流孔對應連接；及洩流孔，設置於所述加熱罐的底部壁上，並且與所述溢流管相通；所述儲油罐包括第一傳感器，垂直安裝在所述儲油罐的內壁上，通過電線連接於所述總控制器，所述第一傳感器將液位電容變化信號轉化為水位高低信號並傳送給所述總控制器；及第二電磁閥，設置於所述儲油罐的底部管路上，通過電線連接於所述總控制器，所述第二電磁閥接收所述總控制器的控制命令；所述緩衝罐包括第二傳感器，垂直安裝在所述緩衝罐的內壁上，用於檢測水沙高度，並且通過電線連接於所述總控制器；第三電磁閥，設置於所述緩衝罐的底部管路上，通過電線連接於所述總控制器，所述第三電磁閥接收所述總控制器的控制命令；及第三交換泵，設置於所述緩衝罐內。本發明的目的以及解決其技術問題還可以採用以下的技術措施來進一步實現。前述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其中所述液體載體為水。前述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其中所述溢流孔的半徑大於所述洩流孔的半徑。 前述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其中所述熱交換器為單片雙層熱交換器。前述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其中所述快速接頭為外絲螺旋式快速接頭。本發明與現有技術相比具有明顯的優點和有益效果。藉由上述技術方案，本發明油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置至少具有下列優點及有益效果I、導熱安全。本發明的加熱採用油口伴生氣，且通過管路將氣體通到遠離油罐的安全距離外，加熱採用載體交換，沒有明火引爆危險。而現有的是直接採用氣體直接加熱或通過煙道將熱量傳遞到儲油罐中，由於有明火出現極易發生爆炸危險。2、可靠。現有的通過熱載體為導熱手段的加熱裝置，由於考慮到溫度較低大都採用導熱油為加熱載體。可導熱油價格較高且在不使用時會極易在管道內壁形成凝結而使來年無法使用。而導熱油洩漏後容易對原油造成汙染。而在本發明中，採用水為導熱載體，長期使用無汙染無管道凝結。3、成本低。由於採用可隨時獲取的天然水為介質，在冬季可以隨時獲取(融化雪即可添加)。成本極低。4、無管道凝結。雖然水在高溫下會產生管路結垢現象。可此裝置採用雙燃燒儲存分離設計，結垢只會出現在燃燒器或儲液罐內，對管道的結垢極少。在燃燒器內極易清除。5、系統安全。本發明採用單片機為總控制器，可以檢測電壓，電流，燃燒情況，循環系統，加熱系統等所有運行狀態。在發生問題時可以立即停機，且在一定時間後又可以嘗試重新啟動工作。並可以斷電後再次來電自動工作。6、自動排水沙,後期無需人為幹預。上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，並且為了讓本發明的上述和其他目的、特徵和優點能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實施例，並配合附圖，詳細說明如下。


圖I為本發明油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置的結構示意圖。圖2為本發明熱交換器的剖面示意圖。
具體實施例方式為更進一步闡述本發明為達成預定發明目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對依據本發明提出的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置其具體實施方式
、結構、特徵及其功效，詳細說明如後。請參閱圖I所示，為本發明油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置的結構示意圖，該裝置包括總控制器I、加熱裝置2、、儲油罐3以及緩衝罐4，在本發明中，總控制器I可為單片機。上述的加熱裝置2包括、加熱罐21、風機22、燃燒器23、毛細管24、總控制閥25、點火控制器26、火檢傳感器27、第一電磁閥28、儲液罐29、第一交換泵30，第二交換泵31、溢流孔32、溢流管33、洩流孔34、熱交換器35以及快速接頭36，此外，加熱裝置2還包括儲氣罐37，用於存儲可燃氣體，此儲氣罐37遠離儲油罐，在本發明中，不對可燃氣體的具體種類 加以限定。在本發明的一實施例中，風機22設置於加熱罐21的上部，通過電線連接於總控制器I (圖I中未示)；燃燒器23設置於加熱罐21的下部，經毛細管24連接於儲氣罐34 ;總控制閥25設置於儲氣罐37與燃燒器23連接的毛細管24上，接收總控制器I的控制命令；點火控制器26設置於燃燒器23的上部且位於毛細管24的出氣口處，點火控制器26通過電線連接於總控制器I (圖I中未示)；火檢傳感器27設置於點火控制器26的一旁，用於檢測燃燒溫度信號，火檢傳感器27也通過電線連接於總控制器I (圖中未示)；第一電磁閥28設置於總控制閥25的後部，接收總控制器I的控制命令；儲液罐29設置於加熱罐21的下部，在本發明中，儲液罐29安裝於地下不凍層內，儲液罐29存儲有液體載體，在本發明中，液體載體為水，降低了成本；第一交換泵30，設置於儲液罐29內或儲液罐29外，經管路連接於加熱罐21 ;第二交換泵31，設置於儲液罐內29或儲液罐29外，經管路和快速接頭36與設置於儲油罐3內的熱交換器35連接；溢流孔32，設置於加熱罐21的壁上；溢流管33，與溢流孔32對應連接；洩流孔34，設置於加熱罐21底部壁上，並且與溢流管33相通，在本發明中，溢流孔32的半徑大於洩流孔34的半徑，在本發明中，溢流孔32的作用是將第一交換水泵30從儲液罐29底部的水通過此孔和溢流管33再次留到下面儲液罐29內，這個孔和溢流管都比較大，而洩流孔34是在加熱罐21底部壁上開的一個較小的孔，並與溢流管33相連，此洩流孔34在工作時的洩流量很小，可以忽略不計，而只有當第一交換泵30停止後，此時洩流孔不能在洩流了，而加熱罐21內的水依靠此洩流孔34慢慢的留到儲液罐內，由此可過到排空加熱罐21內水的目的。上述的儲油罐3包括第一傳感器31和第二電磁閥32。其中，第一傳感器31，垂直安裝在儲油罐3的內壁上，通過電線連接於總控制器I (圖I中未示)，第一傳感器31主要將液位電容變化信號轉化為水位高低信號並傳送給總控制器1，此第一傳感器31 ;第二電磁閥32，設置於儲油罐3的底部管路上，通過電線連接於總控制器I (圖I中未示)，接收總控制器I的控制命令。上述的緩衝罐4包括第二傳感器41、第三電磁閥42以及第三交換泵43。其中，第二傳感器41，垂直安裝在緩衝罐4的內壁上，用於檢測水沙高度，並且此第二傳感器41通過電線連接於總控制器I (圖I中未示)；第三電磁閥42，設置於緩衝罐4的底部管路上，通過電線連接於總控制器I (圖I中未示)；第三交換泵43，設置於緩衝罐4內。
上述的總控制器I還可以檢測三相電壓及第一交換泵和第二交換泵的工作電流，當出現任何問題都會自動關閉。而第一交換泵和第二交換泵的工作電流不需要人為設置，此總控制器I上設置有記憶鍵，可恢復電流，無需人為設置，即可自動記憶。請參閱圖2所示，為本發明熱交換器的剖面示意圖，在本發明中，熱交換器35為單片雙層熱交換器，主要採用單管帶嗝片351設計(如圖所示)，快速接頭36為外絲螺旋式快速接頭，當熱交換管35與快速接頭連接時，先放入旋冒，密封墊片，接頭，然後旋緊即可。請繼續參閱圖I所示，本發明的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，可適用於冬季和其他季節，以下為該裝置在不同季節時的工作過程，冬季時，該裝置加電後，總控制器I處於待機狀態，任何動作都不執行，當打開設置於總控制器I上的加熱開關後，風機22接收總控制器I的控制命令開始工作，I分鐘後停止工作，然後在總控制器I的控制下啟動總控 制閥25，這時儲氣罐37內的可燃氣體通過總控制閥25和毛細管24直接輸送到燃燒器23，同時打開點火控制器26開始點火，在毛細管24出氣口處形成高壓放電火花點燃氣體。點火成功後由火檢傳感器27將檢測到的燃燒溫度信號通過電線傳送給總控制器1，當總控制器I接收到反饋火檢信號後，總控制器I即關閉點火控制器26然後控制打開第一電磁閥28，同時開啟第一交換泵30開始內加熱(如在點火過程中10秒內火檢傳感器27不能檢測到信號則重新啟動風機22排風然後再次點火，3次檢測，如不能點火則報警)。開啟第一交換泵30後，儲液罐29中的水經管路流到加熱罐21內，開始加熱，水第一交換泵30作用下連續加到加熱罐21內，當水位超過溢流孔32時水便會從此孔溢出，然後經溢流管33和洩流孔34將水回流到加熱罐21內，完成內加熱循環。當水溫升高到設定溫度時(一般在30度以上)，總控制器I關閉第一交換泵30開啟第二交換泵31，熱水經熱交換器35完成儲油罐3內部原油的加熱，然後經管路將水回流到加熱罐21內，經溢流孔32和溢流管33流到儲液罐29內完成外部加熱循環。實現冬季原油的加熱,本發明的內外加熱循環可確保低溫下水不結冰，即使管路存有一定量冷水在開始溫水循環下也可以快速融化，完成整個管路的循環，同時為確保加熱器正常安全工作，在每次加熱前都先有一段時間的強制排空設計，確保加熱罐21內沒有多餘可燃氣體，以免發生爆燃現象出現。在其他季節時，根據需要啟動總控制器1，位於儲油罐3內壁上的第一傳感器31將液位電容變化信號轉化為水位高低信號，發送給總控制器1，當儲油罐31內含水水位高度高於總控制器I的設定值時，總控制器I開啟第二電磁閥32打開開始排水沙。水沙留到緩衝罐4內後經第二傳感器41檢測控制，當留到緩衝罐4內的水沙高度達到總控制器I設定的水位高度時，總控制器I開啟第二電磁閥42開始向野外排水沙，當檢測到水位高度低於設定值時總控制器I關閉第一電磁閥32,由於第一電磁閥32關閉,緩衝罐4內水位會降低，在第二傳感器41控制下水位低於設定值時關閉第二電磁閥42完成排水沙動作(在關閉電磁閥32後，如第二傳感器41檢測到水沙位置不降低則會強制關閉第二電磁閥42，然後開啟第三交換泵43並報警)。歸上所述，本發明油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置可具備以下優點I、導熱安全。本發明的加熱採用油口伴生氣，且通過管路將氣體通到遠離油罐的安全距離外，加熱採用載體交換，沒有明火引爆危險。而現有的是直接採用氣體直接加熱或通過煙道將熱量傳遞到儲油罐中，由於有明火出現極易發生爆炸危險。2、可靠。現有的通過熱載體為導熱手段的加熱裝置，由於考慮到溫度較低大都採用導熱油為加熱載體。可導熱油價格較高且在不使用時會極易在管道內壁形成凝結而使來年無法使用。而導熱油洩漏後容易對原油造成汙染。而在本發明中，採用水為導熱載體，長期使用無汙染無管道凝結。3、成本低。由於採用可隨時獲取的天然水為介質，在冬季可以隨時獲取(融化雪即可添加)。成本極低。4、無管道凝結。雖然水在高溫下會產生管路結垢現象。可此裝置採用雙燃燒儲存分離設計，結垢只會出現在燃燒器或儲液罐內，對管道的結垢極少。在燃燒器內極易清除。5、系統安全。本發明採用單片機為總控制器，可以檢測電壓，電流，燃燒情況，循環系統，加熱系統等所有運行狀態。在發生問題時可以立即停機，且在一定時間後又可以嘗試重新啟動工作。並可以斷電後再次來電自動工作。 6、自動排水沙,後期無需人為幹預。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本專業的技術人員在不脫離本發明技術方案範圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其特徵在於其包括總控制器、加熱裝置、儲油罐以及緩衝罐，其中 所述加熱裝置包括 加熱罐； 風機，設置於所述加熱罐的上部，並且通過電線連接於所述總控制器； 燃燒器，設置於所述加熱罐的下部，經毛細管連接於儲氣罐； 總控制閥，設置於所述毛細管上，接收所述總控制器的控制命令； 點火控制器，設置於所述燃燒器的上部且位於所述毛細管的出氣口處，所述點火控制器通過電線連接於所述總控制器； 火檢傳感器，設置於所述點火控制器的一旁，用於檢測燃燒溫度信號，所述火檢傳感器通過電線連接於所述總控制器； 第一電磁閥，設置於所述總控制閥的後部，接收所述總控制器的控制命令； 儲液罐，設置於所述加熱罐的下部，並安裝於地下不凍層內，所述儲液罐存儲有液體載體； 第一交換泵，設置於所述儲液罐內或所述儲液罐外，經管路連接於所述加熱罐； 第二交換泵，設置於所述儲液罐內或所述儲液罐外，經管路和快速接頭與設置於所述儲油罐內的熱交換器連接； 溢流孔，設置於所述加熱罐的壁上； 溢流管，與所述溢流孔對應連接 '及 洩流孔，設置於所述加熱罐的底部壁上，並且與所述溢流管相通； 所述儲油罐包括 第一傳感器，垂直安裝在所述儲油罐的內壁上，通過電線連接於所述總控制器，所述第一傳感器將液位電容變化信號轉化為水位高低信號並傳送給所述總控制器；及 第二電磁閥，設置於所述儲油罐的底部管路上，通過電線連接於所述總控制器，所述第二電磁閥接收所述總控制器的控制命令； 所述緩衝罐包括 第二傳感器，垂直安裝在所述緩衝罐的內壁上，用於檢測水沙高度，並且通過電線連接於所述總控制器； 第三電磁閥，設置於所述緩衝罐的底部管路上，通過電線連接於所述總控制器，所述第三電磁閥接收所述總控制器的控制命令；及第三交換泵，設置於所述緩衝罐內。
2.根據權利要求I所述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其特徵在於其中所述液體載體為水。
3.根據權利要求I所述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其特徵在於其中所述溢流孔的半徑大於所述洩流孔的半徑。
4.根據權利要求I所述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其特徵在於其中所述熱交換器為單片雙層熱交換器。
5.根據權利要求I所述的油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，其特徵在於其中所述快速接頭為外絲螺旋式快速接頭。
全文摘要
本發明是有關於一種油田儲油罐加熱及油水沙分離裝置，可以用於冬季不連續對野外儲油罐的加熱和其它季節利用加熱加速油水沙的分離並自動將水和沙排到罐外，該裝置包括總控制器、加熱裝置、儲油罐以及緩衝罐，本發明的熱交換器採用單管雙層設計。藉此，本發明解決了現有儲油罐在冬季極低氣溫下罐內原油的凝結，造成原油無法運輸的問題，同時又可以利用低溫加熱將原油內所含的水和沙子排出，本發明以最簡單的水為導熱載體，大大降低了成本。
文檔編號B65D88/74GK102785868SQ20111012724
公開日2012年11月21日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者周曉峰 申請人:洛陽歐特機械科技有限公司