一種老化油脫水裝置的製作方法
2023-05-29 16:10:11 3
本發明涉及原油生產的老化油脫水處理技術領域，尤其涉及一種老化油脫水裝置。
背景技術：
全球經濟的迅猛發展，資源的需求量日益增大，被譽為三大能源之一的石油資源更是需求緊張。隨著國內大多數油田進入開發中後期，其採出液中含水量不斷上升，含油率逐漸降低，油品不斷變稠；為提高開發中後期的油田的產油率所採取的增產措施，反而使採出液的性質越來越複雜，使油田開採過程中產生的稠油老化油數量急劇增加。
目前，我國大部分的主力油田已經入高含水期，注聚驅油等三次採油技術的推廣應用，使原油集中處理站內的老化油數量急劇增加，給原油的脫水處理帶來了極大的困難。其中，油田集中處理站的老化油主要是指在油田的鑽井、採油、井下作業和原油集輸過程中產生的一些導電性強、電化學破乳困難的原油淤渣。
已有技術中，對老化油的脫出處理方法主要包括沉降脫水法、高壓釜脫水法、電脫水法、蒸餾脫水法和微波脫水法等，其中，沉降脫水法、高壓釜脫水法、蒸餾脫水法和微波脫水法等還不成熟，目前尚處於實驗室研究階段。電脫水法是油田集中處理站最常用的老化油脫水法，但是隨著老化油比例的增加，會使電脫水法的脫水效果急劇下降，甚至出現電場不穩定或倒電場現象，最終導致電脫水器無法正常工作。由於電脫水法無法使外輸原油達到規定的含水指標，導致油田集中處理站不得不把原油脫水處理罐底部達不到原油外輸標準的含水原油排到汙水池或者回摻至一次原油淨化罐，最終導致原油性質進一步惡化，形成惡性循環。
技術實現要素：
為解決現有技術中的老化油脫出處理問題，本發明提供一種老化油脫水處理裝置，旨在降低油水表面張力，提高原油處理過程中的老化油脫水率，實現老化油的高效破乳。
本發明提供一種老化油脫水裝置，所述老化油脫水裝置包括電路控制裝置、第一連接法蘭盤、與所述第一連接法蘭盤相固定的萬能接頭、與所述萬能接頭相固定的脫水筒、安裝在所述脫水筒上的微波發聲器、設置在所述萬能接頭上的遠紅外加熱裝置、安裝在所述萬能接頭內部的溫度傳感器和流量傳感器；其中，所述電路控制裝置分別與所述微波發聲器、所述遠紅外加熱裝置和所述溫度傳感器電連接；所述脫水筒包括用於接收所述遠紅外加熱裝置發射的紅外線的遠紅外套管、用於輸送老化油的老化油套管和用於接收所述微波發生器產生的微波的微波套管，其中，所述遠紅外套管設置在所述老化油套管內部，所述老化油套管設置所述微波套管內部；所述老化油套管上設置有老化油出口和用於關閉所述老化油出口的球閥，所述老化油套管內部設置有用於輸送老化油的螺旋導流片。
可選的，所述老化油脫水裝置包括對稱設置的4個所述脫水筒和分別設置在所述脫水筒兩端的2個所述萬能接頭，所述萬能接頭和所述脫水筒之間採用第二連接法蘭盤固定。
可選的，所述萬能接頭上對稱設置有4個可以獨立工作的所述遠紅外加熱裝置，所述遠紅外加熱裝置分別與所述電路控制裝置電連接。
可選的，所述微波發生器設置有微波源和微波配套電路，所述遠紅外加熱裝置包括紅外光發射源和紅外配套電路，所述電路控制裝置內設置有電源接口和控制電路。
可選的，所述微波發生器包括微波磁控管、第一變壓器、第一高壓電容、第一高壓二極體、第一保險管和第一風扇，其中，所述第一高壓二極體的一端接地，所述第一高壓二極體的另一端連接所述第一變壓器，所述微波磁控管設置在所述微波套管的外側。
可選的，所述遠紅外加熱裝置包括遠紅外燈管、第二變壓器、第二高壓電容、第二高壓二極體、第二保險管和第二風扇，所述第二高壓二極體的一端接地，所述第二高壓二極體的另一端連接所述變壓器，所述遠紅外燈管設置在所述遠紅外套管的外側。
可選的，所述脫水筒上設置有微波潰入口，所述微波發生器安裝在所述微波潰入口處，所述萬能接頭的一端連接輸油管，所述萬能接頭的另一端連接脫水筒。
可選的，所述電路控制裝置包括液晶顯示屏、操作按鍵、溫度控制開關、遠紅外控制開關、微波控制開關和定時器，所述控制電路包括微波發生器電路、遠紅外加熱電路和定時器電路，所述微波發生器電路的一端連接所述微波控制開關，所述微波發生器電路的另一端連接所述微波發生器，所述遠紅外加熱電路的一端連接所述遠紅外加熱裝置，所述遠紅外加熱電路的另一端連接所述遠紅外控制開關，所述定時器電路用於實現所述溫度控制開關和所述微波發生器電路以及所述遠紅外加熱電路之間的電連接，所述定時器與所述液晶顯示屏電連接。
可選的，所述微波套管和所述老化油套管之間的間距小於40mm。
可選的，所述老化油套管和所述遠紅外套管的材料是聚四氟乙烯。
本發明至少具有如下有益效果：
本發明提供的老化油脫水裝置，其脫水筒包括遠紅外套管、老化油套管和微波套管，遠紅外套管設置在老化油套管內部，老化油套管設置微波套管內部，萬能接頭上設置有與遠紅外套管相連的遠紅外加熱裝置，脫水筒上設置有與微波套管相連的微波發生器，遠紅外加熱裝置可以通過設置在老化油套管內部的遠紅外套管，直接對老化油套管內的老化油分子團內部的水分子進行加熱，避免了傳統的油水共同加熱，可以減少能量損耗，同時還可以引起老化油套管內的油水界面的分子振動，降低油水表面張力，降低老化油脫水的難度，提高老化油脫水的效率和老化油破乳效果。
而且，本發明提供的老化油脫水裝置，採用遠紅外加熱和微波輻射相結合的方式，提高老化油的破乳效果，相對於傳統的熱化學處理法，微波輻射對老化油成分的要求不高，擴大了本發明實施例的老化油脫水裝置的老化油處理範圍，其次，採用微波遠紅外加熱，相對於傳統熱傳導加熱方式，微波遠紅外加熱的能量利用率和熱吸收率高，並且熱損失小，增強了本發明的老化油脫水裝置的處理能力。
再者，本發明提供的老化油脫水裝置，四個脫水筒通過萬能接頭並聯連接，避免單套管體積過大問題，減少本發明的老化油脫水裝置的佔地面積，同時，老化油套管內設置有螺旋導流片，將老化油在老化油套管內的流通路徑變為螺旋狀，延長了老化油在老化油套管內的滯留時間，進一步提高了老化油的脫水率。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例提供的老化油脫水裝置的整體結構圖；
圖2為本發明實施例提供的脫水筒的等軸側結構示意圖；
圖3為本發明實施例提供的脫水筒的剖視結構示意圖；
圖4為本發明實施例提供的電路控制裝置的結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」、「第三」、「第四」、「第五」、「第六」、「第七」和「第八」等(如果存在)是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便這裡描述的本發明的實施例例如能夠以除了在這裡圖示或描述的那些以外的順序實施。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
本發明實施例的老化油脫水裝置，屬於原油脫水處理技術領域，具體的，用於原油生產過程中的老化油脫水處理技術，旨在降低油水表面張力，提高原油處理過程中的老化油脫水率，實現老化油的高效破乳。
本發明提供的老化油脫水裝置，包括電路控制裝置、第一連接法蘭盤、與第一連接法蘭盤相固定的萬能接頭、與萬能接頭相固定的脫水筒、安裝在脫水筒上的微波發聲器、設置在萬能接頭上的遠紅外加熱裝置、安裝在萬能接頭內部的溫度傳感器和流量傳感器；其中，電路控制裝置分別與微波發聲器、遠紅外加熱裝置和溫度傳感器電連接；脫水筒包括用於接收遠紅外加熱裝置發射的紅外線的遠紅外套管、用於輸送老化油的老化油套管和用於接收微波發生器產生的微波的微波套管，其中，遠紅外套管設置在老化油套管內部，老化油套管設置微波套管內部；老化油套管上設置有老化油出口和用於關閉老化油出口的球閥，老化油套管內部設置有用於輸送老化油的螺旋導流片。
本發明提供的老化油脫水裝置，其脫水筒包括遠紅外套管、老化油套管和微波套管，遠紅外套管設置在老化油套管內部，老化油套管設置微波套管內部，萬能接頭上設置有與遠紅外套管相連的遠紅外加熱裝置，脫水筒上設置有與微波套管相連的微波發生器，遠紅外加熱裝置可以通過設置在老化油套管內部的遠紅外套管，直接對老化油套管內的老化油分子團內部的水分子進行加熱，避免了傳統的油水共同加熱，可以減少能量損耗，同時還可以引起老化油套管內的油水界面的分子振動，降低油水表面張力，降低老化油脫水的難度，提高老化油脫水的效率和老化油破乳效果。而且，本發明提供的老化油脫水裝置，採用遠紅外加熱和微波輻射相結合的方式，提高老化油的破乳效果，相對於傳統的熱化學處理法，微波輻射對老化油成分的要求不高，擴大了本發明實施例的老化油脫水裝置的老化油處理範圍，其次，採用微波遠紅外加熱，相對於傳統熱傳導加熱方式，微波遠紅外加熱的能量利用率和熱吸收率高，並且熱損失小，增強了本發明的老化油脫水裝置的處理能力。
再者，本發明提供的老化油脫水裝置，四個脫水筒通過萬能接頭並聯連接，避免單套管體積過大問題，減少本發明的老化油脫水裝置的佔地面積，同時，老化油套管內設置有螺旋導流片，將老化油在老化油套管內的流通路徑變為螺旋狀，延長了老化油在老化油套管內的滯留時間，進一步提高了老化油的脫水率。
下面將參考圖1～圖4，對本發明實施例的老化油脫水裝置進行詳細說明。
參考圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發明實施例的老化油脫水裝置，包括：電路控制裝置5、第一連接法蘭盤18、與第一連接法蘭盤18相固定的萬能接頭19、與萬能接頭19相固定的脫水筒3、安裝在脫水筒3上的微波發聲器4、設置在萬能接頭19上的遠紅外加熱裝置2、安裝在萬能接頭19內部的溫度傳感器12和流量傳感器11。
參考圖1和圖2所示，萬能接頭19的一端用於連接輸油管1，萬能接頭19的另一端用於安裝脫水筒3，具體的，參考圖2所示，萬能接頭19的一端設置有第一連接法蘭盤18，輸油管1的端部設置有第一連接法蘭盤18，即萬能接頭19和輸油管1之間採用第一連接法蘭盤18相互固定。示例的，輸油管1的端部的第一連接法蘭盤18和萬能接頭19的端部的第一連接法蘭盤18採用螺栓固定。
需要說明的是，第一連接法蘭盤18可以通過焊接的方式與萬能接頭19相連接，第一連接法蘭盤18與輸油管1的端部同樣採用焊接固定。
其次，需要說明的是，輸油管1的端部的第一連接法蘭盤18和萬能接頭19的端部的第一連接法蘭盤18之間設置有密封墊，用於提高兩個第一連接法蘭盤18的連接面之間密封性。
參考圖1和圖2所示，老化油脫水裝置包括對稱設置的4個脫水筒3和分別設置在脫水筒3兩端的2個萬能接頭19，萬能接頭19和脫水筒3之間採用第二連接法蘭盤20固定。
具體的，參考圖1和圖2所示，萬能接頭19的另一端設置有四個出口，每一個出口連接一個脫水筒1，萬能接頭19與脫水筒1之間採用第二連接法蘭盤20固定。參考圖2所示，萬能接頭19的端部對稱設置4個脫水筒1，四個脫水筒1通過萬能接頭19並聯連接，避免單套管體積過大問題，減少本發明的老化油脫水裝置的佔地面積。
參考圖1所示，萬能接頭19上對稱設置有4個可以獨立工作的遠紅外加熱裝置2，遠紅外加熱裝置2分別與電路控制裝置5電連接。萬能接頭19分別與4個脫水管1相連接，每一個遠紅外加熱裝置2與一個脫水管1相配合工作，同時萬能接頭19可以控制將輸油管1輸送過來的原油進入哪一個脫水管，進而電路控制裝置5控制與該脫水管相配合的遠紅外加熱裝置工作，可以是實現本發明實施例的老化油脫水處理裝置的每一個脫水筒單獨工作，進而可以根據輸油管的流量大小，調節本發明實施例的老化油脫水處理裝置的老化油處理能力，減少能量消耗，提高能量利用率。
進一步的，參考圖1所示，電路控制裝置5分別與微波發聲器4、遠紅外加熱裝置2和溫度傳感器12電連接；微波發生器4設置有微波源和微波配套電路，遠紅外加熱裝置2包括紅外光發射源和紅外配套電路，電路控制裝置5內設置有電源接口和控制電路。具體的，參考圖1和圖4所示，電路控制裝置5包括液晶顯示屏、操作按鍵、溫度控制開關14、遠紅外控制開關15、微波控制開關17和定時器16，控制電路包括微波發生器電路、遠紅外加熱電路和定時器電路，微波發生器電路的一端連接微波控制開關17，微波發生器電路的另一端連接微波發生器4，遠紅外加熱電路的一端連接遠紅外加熱裝置2，遠紅外加熱電路的另一端連接遠紅外控制開關15，定時器電路用於實現溫度控制開關14和微波發生器電路以及遠紅外加熱電路之間的電連接，定時器16與液晶顯示屏電連接。
需要說明的是，電路控制裝置5用於控制遠紅外加熱裝置2和微波發生器4的開啟和關閉，電路控制裝置5上的遠紅外控制開關15、微波控制開關17分別控制遠紅外加熱裝置2和微波發生器4的工作狀態。
參考圖3所示，脫水筒3包括用於接收遠紅外加熱裝置2發射的紅外線的遠紅外套管9、用於輸送老化油的老化油套管8和用於接收微波發生器4產生的微波的微波套管13，其中，遠紅外套管9設置在老化油套管8內部，老化油套管8設置微波套管13內部；老化油套管8上設置有老化油出口6和用於關閉老化油出口6的球閥7，老化油套管8內部設置有用於輸送老化油的螺旋導流片10。
需要說明的是，對於球閥7的具體結構和安裝方式，本發明實施例不做具體限定，本領以技術人員可參考現有技術。
進一步的，參考圖2所示，脫水筒3上設置有微波潰入口21，微波發生器4安裝在微波潰入口21處，即微波發生器4產生的微波可以經微波潰入口21進入微波套管13內部，本發明提供的老化油脫水裝置，採用遠紅外加熱和微波輻射相結合的方式，提高老化油的破乳效果，相對於傳統的熱化學處理法，微波輻射對老化油成分的要求不高，擴大了本發明實施例的老化油脫水裝置的老化油處理範圍，其次，採用微波遠紅外加熱，相對於傳統熱傳導加熱方式，微波遠紅外加熱的能量利用率和熱吸收率高，並且熱損失小，增強了本發明的老化油脫水裝置的處理能力。
可選的，微波發生器4包括微波磁控管、第一變壓器、第一高壓電容、第一高壓二極體、第一保險管和第一風扇，其中，第一高壓二極體的一端接地，第一高壓二極體的另一端連接所述第一變壓器，微波磁控管設置在微波套管的外側。
可選的，遠紅外加熱裝置2包括遠紅外燈管、第二變壓器、第二高壓電容、第二高壓二極體、第二保險管和第二風扇，第二高壓二極體的一端接地，第二高壓二極體的另一端連接變壓器，遠紅外燈管設置在遠紅外套管9的外側。
進一步的，微波套管13和老化油套管8之間的間距小於40mm，如果微波套管13和老化油套管8之間的間距過大，將會降低本發明實施例的老化處理裝置的微波輻射效果，優選的，微波套管13和老化油套管8之間的間距小於40mm。
可選的，老化油套管8和遠紅外套管9的材料是聚四氟乙烯，聚四氟乙烯的強度高、成本低，不僅可以提高本發明實施例的老化油脫水裝置的結構可靠性和使用壽命，其次，還可以降低本發明實施例的老化油脫水裝置的製造成本。
本發明實施例的老化油脫水裝置，其老化油套管位於遠紅外套管和微波套管之間，經輸油管輸送過來的原油，經萬能接頭之後進入脫水管，具體的，原油將會進入老化油套管；遠紅外套管設置在老化油套管內部，老化油套管設置微波套管內部，萬能接頭上設置有與遠紅外套管相連的遠紅外加熱裝置，脫水筒上設置有與微波套管相連的微波發生器，遠紅外加熱裝置可以通過設置在老化油套管內部的遠紅外套管，直接對老化油套管內的老化油分子團內部的水分子進行加熱，避免了傳統的油水共同加熱，可以減少能量損耗，同時還可以引起老化油套管內的油水界面的分子振動，降低油水表面張力，降低老化油脫水的難度，提高老化油脫水的效率和老化油破乳效果。
本發明實施例的老化油脫水裝置，在其入口處設置有流量傳感器，可以根據流量傳感器測得的壓力和流量，自動調節閥門的開啟大小，決定本發明實施例的老化油脫水裝置的脫水筒的工作個數，降低不必要的能量損耗；同時，在本發明實施例的老化油脫水裝置的出口處設置有溫度傳感器，可以測量其出口處的原油溫度，進而實現根據不同的油品處理要求調整對應的加熱溫度，提高本發明實施例的老化油脫水裝置的老化油脫水率。
本發明提供的老化油脫水裝置，其脫水筒包括遠紅外套管、老化油套管和微波套管，遠紅外套管設置在老化油套管內部，老化油套管設置微波套管內部，萬能接頭上設置有與遠紅外套管相連的遠紅外加熱裝置，脫水筒上設置有與微波套管相連的微波發生器，遠紅外加熱裝置可以通過設置在老化油套管內部的遠紅外套管，直接對老化油套管內的老化油分子團內部的水分子進行加熱，避免了傳統的油水共同加熱，可以減少能量損耗，同時還可以引起老化油套管內的油水界面的分子振動，降低油水表面張力，降低老化油脫水的難度，提高老化油脫水的效率和老化油破乳效果。
而且，本發明提供的老化油脫水裝置，採用遠紅外加熱和微波輻射相結合的方式，提高老化油的破乳效果，相對於傳統的熱化學處理法，微波輻射對老化油成分的要求不高，擴大了本發明實施例的老化油脫水裝置的老化油處理範圍，其次，採用微波遠紅外加熱，相對於傳統熱傳導加熱方式，微波遠紅外加熱的能量利用率和熱吸收率高，並且熱損失小，增強了本發明的老化油脫水裝置的處理能力。
再者，本發明提供的老化油脫水裝置，四個脫水筒通過萬能接頭並聯連接，避免單套管體積過大問題，減少本發明的老化油脫水裝置的佔地面積，同時，老化油套管內設置有螺旋導流片，將老化油在老化油套管內的流通路徑變為螺旋狀，延長了老化油在老化油套管內的滯留時間，進一步提高了老化油的脫水率。
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。