專利名稱：全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種油田中對(duì)超稠原油進(jìn)行超聲乳化降粘輸送的處理裝置。
在石油集輸管道技術(shù)中，目前主要采用加熱和化學(xué)方法，對(duì)石油進(jìn)行降粘，以提高石油的流動(dòng)性，但其缺點(diǎn)是成本高，勞動(dòng)強(qiáng)度大。遍查中國(guó)專利發(fā)現(xiàn)有石油采油井強(qiáng)磁防蠟器，該設(shè)計(jì)主要用于采油井上，而在石油集輸管道上，但是對(duì)超稠油的處理，效果非常不理想。石油采油井壓電式電聲波換能器，該專利設(shè)計(jì)主要考慮適用于采油井，而不宜用于石油輸送降粘。一種用于石油管道的超聲波降粘器(中國(guó)專利90212604.)該專利對(duì)大眾化的稀油可以處理，但對(duì)于凝固點(diǎn)在40℃的石油處理起來(lái)則很難達(dá)到預(yù)計(jì)效果。檢索了許多期刊，目前還未見(jiàn)我國(guó)利用超聲波系統(tǒng)對(duì)超稠油進(jìn)行降粘輸送的技術(shù)報(bào)導(dǎo)。對(duì)于這類原油，人們普遍采用的加熱和化學(xué)方法降粘的管道輸送辦法，這些方法不僅耗能高，基礎(chǔ)建設(shè)投資大，而且輸送工藝復(fù)雜，設(shè)備選型難。
針對(duì)以上提出的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其目的在于解決對(duì)超稠原油進(jìn)行降粘輸送所存在的問(wèn)題。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)加以實(shí)現(xiàn)的一種全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其特征在于一個(gè)帶有流量計(jì)的管路一端與水箱聯(lián)接，另一端與一個(gè)帶有含水量傳感器的緩沖罐聯(lián)接，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)帶有超聲波換能器的乳化器，其出口聯(lián)接到一個(gè)儲(chǔ)罐中。
在乳化器的前端設(shè)有油泵，與乳化器并聯(lián)一個(gè)帶有電磁調(diào)節(jié)閥的管路。
在乳化器中并列多組乳化器，在乳化器中設(shè)置的超聲波換能器通過(guò)防水屏蔽電纜與控制柜聯(lián)接。
在乳化器后的管路中設(shè)有含水量傳感器，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)加熱器聯(lián)接到儲(chǔ)罐中。罐中。
在水箱中設(shè)有液位計(jì)。
本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)及效果1、在乳化器處可并列幾組乳化器，處理量可隨意調(diào)節(jié)，適合于工業(yè)化處理。
2、控制含水、油溫等參數(shù)準(zhǔn)確，且實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)傳打印，確保裝置在最經(jīng)濟(jì)的含水量、經(jīng)濟(jì)的油水混合溫度下輸送，并能留下原始記錄。
3、比加熱法、化學(xué)法節(jié)省了大量的基建投資。
4、工藝簡(jiǎn)單、易操作、易維護(hù)、設(shè)備易改造。
5、與加熱法相比，節(jié)約了大量的能源。
6、與化學(xué)法相比廢氣、廢水的處理得到很好解決。
附


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本實(shí)用新型乳化器中超聲波換能器的工作原理圖；附圖3為本實(shí)用新型乳化器中管式超聲波換能器的整機(jī)工作結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型加以具體描述本實(shí)用新型是針對(duì)于油田中、晚期油井及油田井特殊產(chǎn)能區(qū)開(kāi)采來(lái)出的凝點(diǎn)高、粘度大、密度大的超稠油降粘輸送中存在的問(wèn)題，是一種原油超聲波輸送乳化降粘裝置。其特征是大功率可調(diào)功率的超聲波換能器置于管道式乳化器之中。當(dāng)油、水混合物(經(jīng)油泵初混)通過(guò)由換能器發(fā)出的一定聲強(qiáng)、一定頻率、一定照射時(shí)間、一定溫度的情況下，進(jìn)行超聲作用，使油中含水率達(dá)到一定比率，從而使原油的粘度下降，以使在管道中遠(yuǎn)距離輸送。緩沖罐9通過(guò)含水率傳感器(含水量測(cè)控器)2及電磁閥8作用可使緩沖罐中的水份保持在設(shè)定的含水量范圍之內(nèi)。水箱(1B)為自來(lái)水計(jì)量箱，通過(guò)電磁閥8作用將水加入到水箱1R中，再通過(guò)水泵61及電磁閥88通過(guò)轉(zhuǎn)子流量計(jì)5進(jìn)入油泵11與油初混，初混后的油水混合物通過(guò)乳化器3在其中被大功率超聲波換能器照射13并進(jìn)行細(xì)混乳化、乳化降粘后的油水混合物經(jīng)含水率傳感2檢測(cè)經(jīng)換熱進(jìn)入儲(chǔ)罐10。它是通過(guò)自動(dòng)控排，緩沖缸中水份，在線檢測(cè)油含水率，自動(dòng)控制摻水量，含水率越限連鎖自動(dòng)剎車，缺水自動(dòng)剎車，越限報(bào)警，故降診斷的功能系統(tǒng)，在設(shè)定一系列參數(shù)后裝置將自動(dòng)運(yùn)行，使超稠油在一定的溫度下、一定的摻水率下達(dá)到最好的，最經(jīng)濟(jì)的管道輸送效果。從而提出了優(yōu)越于常規(guī)加熱輸送工藝，更具有經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景的超稠油輸送工藝。
經(jīng)研究我們認(rèn)為當(dāng)用來(lái)管道輸送超稠油時(shí)，只有把超稠油與鋼管內(nèi)壁間的摩擦及超稠油相互間的摩擦，改變?yōu)樗c管壁間及水與水之間的摩擦，大大降低了管路輸送中的摩阻，就可以實(shí)現(xiàn)超稠油管道輸送的目的。而摻水率的多少為最經(jīng)濟(jì)的比例，乳化油的溫度多少為最經(jīng)濟(jì)輸送穩(wěn)定溫度，針對(duì)此些問(wèn)題我們經(jīng)過(guò)認(rèn)真的摸索和試驗(yàn)研究，給出了超稠油乳化的科學(xué)配比，提出超稠油乳化降粘及實(shí)現(xiàn)超稠油輸送的最佳途徑，參見(jiàn)附
圖1。
針對(duì)這項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)性的工作，我們采集了具有代表性的數(shù)據(jù)及后期現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)詳見(jiàn)表1-4。附表1為典型超稠油一般性質(zhì)，附表2為典型超稠油乳化性能評(píng)價(jià)，附表3為典型超稠油理化常數(shù)，附表4為含水率對(duì)乳化油穩(wěn)定性的影響。超稠油凝點(diǎn)高、粘度大，在較高的油溫下，呈明顯的非牛頓性。一種全自動(dòng)大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其特征在于該裝置主要由緩沖罐9，儲(chǔ)罐10、油泵11、水泵61，含水量傳感器(含水量測(cè)控器)21、22、23、24，乳化器3、轉(zhuǎn)子流量計(jì)5、液位計(jì)74、75、76，電磁閥82、83、85、86、88，電動(dòng)調(diào)節(jié)閥41、42、43組成。乳化器3中裝有管式壓電超聲波換能器13，換能器13與控制柜16通過(guò)一根屏敝防水電纜14連接，乳化油含水，儲(chǔ)罐10、水箱1(B、R)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。本實(shí)用新型的技術(shù)方案主要在以下方面為我國(guó)的超稠油輸送技術(shù)做出了一些工作。
1、在附表1、附表2的參數(shù)下，摻水率達(dá)20％時(shí)，在80℃下，降粘率為90％以上，穩(wěn)定期為30天以上，這種新工藝裝置的研制成功比常規(guī)加熱輸送工藝具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和應(yīng)用前景。
2、超稠油乳化降粘裝置研究的突破為超稠油輸送提供了必要的技術(shù)參考依據(jù)。
3、超稠油乳化降粘裝置研究成功為我國(guó)超稠油輸送技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)水平奠定了基礎(chǔ)。
如
圖1所示，此套全自動(dòng)大功率超聲波超稠油乳化降粘輸送裝置，主要由水箱1(B、R)，含水率傳感器2(21、22、23、24)(配油含水測(cè)控器)、乳化器3、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥4(41、42、43)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)5、水泵61、液位計(jì)7(74、75、76)電磁閥8(85、86、87、88)，緩沖罐9、儲(chǔ)罐10、油泵11組成。各油井采集到的含水量不同的超稠油，通過(guò)汽車管道輸送到緩沖罐9中在含水量傳感器23、24的監(jiān)控下，進(jìn)一步將信號(hào)傳輸?shù)揭言O(shè)定參數(shù)的主控室中，緩沖罐9中的含水控制在20％以下。由緩沖罐9流出的油經(jīng)過(guò)過(guò)濾且通過(guò)油流量表計(jì)量，通過(guò)油泵11加壓，與水初混進(jìn)入乳化器3中。
一定溫度的自來(lái)水經(jīng)電磁閥82進(jìn)入水箱1B，經(jīng)過(guò)電磁閥83進(jìn)入水箱1R，經(jīng)液位計(jì)74、75、76計(jì)量，電磁閥88控制，主控室設(shè)定的含水參數(shù)由水泵61加壓控制，經(jīng)水流量計(jì)5、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥41、電磁閥85進(jìn)入油泵11與超稠油進(jìn)行初混后進(jìn)入乳化器3中。
進(jìn)入乳化器3中經(jīng)油泵11初混的超稠油油水混合物在乳化器3中，被管道式超聲波換能器13在設(shè)定的聲強(qiáng)、照射時(shí)間、頻率作用下，將油中的水分均勻地混合在油中，而油壓、流量、照射時(shí)間可通過(guò)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥43調(diào)節(jié)，經(jīng)乳化后的乳化油其含水量由含水量傳感器21、22監(jiān)控調(diào)節(jié)，并由電動(dòng)調(diào)節(jié)閥42控制的蒸汽將乳化油加熱到一定的溫度進(jìn)入油儲(chǔ)罐10中送到用戶中去。
如圖2所示，乳化器3中設(shè)有超聲波換能器其工作原理圖由220V電源，經(jīng)過(guò)調(diào)頻、調(diào)壓后進(jìn)入功率放大器中進(jìn)行信號(hào)放大，而后由電感進(jìn)行阻抗匹配后的信號(hào)送入換能器中產(chǎn)生一定頻率、一定聲強(qiáng)的超聲波。
如圖3所示乳化器3中的超聲波發(fā)生裝置電減震底腳12，換能器7，電纜14，換能器7的輸出接口、柜體16、電源輸入端17、面板18組成。其電柜體16產(chǎn)生信號(hào)由電纜14傳送到換能器7上工作產(chǎn)生一定頻率，一定功率的超聲波。
在乳化器3中設(shè)置管式壓電超聲波換能器13并可多組并列安裝，換能器13通過(guò)防水屏敝電纜14與電源機(jī)柜16相連通過(guò)調(diào)節(jié)機(jī)柜16上的面板18上的功率調(diào)節(jié)鈕便可達(dá)到最佳乳化效果。
油水混合物通過(guò)含水率傳感器(含水量測(cè)控器)22、21在線測(cè)定油中含水率，越線報(bào)警，儲(chǔ)罐10緩沖罐9缸底水位監(jiān)測(cè)，自動(dòng)排水，對(duì)油水混合物的油溫進(jìn)行越限報(bào)警。并對(duì)含水、油溫、油壓進(jìn)行遠(yuǎn)傳打印。
按以上操作現(xiàn)場(chǎng)采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)總結(jié)分析可確定為超稠油在摻水20％的情況下，80℃溫度下，其穩(wěn)定期大于30天，其狀態(tài)下輸送經(jīng)濟(jì)效益最佳，其效果與傳統(tǒng)蒸汽加熱方法輸送，輸油壓力下降50～80％，節(jié)約輸送加壓油泵的電流30～50％，對(duì)石油降粘50～90％，成本為原傳統(tǒng)方法的30～50％。本實(shí)用新型開(kāi)創(chuàng)了乳化降粘輸送超稠油的新方法。其新穎性、創(chuàng)造性高，具有為我國(guó)油田將來(lái)之采稠油輸送提供寶貴的開(kāi)創(chuàng)性思路和科學(xué)依據(jù)，因此，具有重要的推廣應(yīng)用價(jià)值。
表1
表2
權(quán)利要求1.一種全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其特征在于一個(gè)帶有流量計(jì)(5)的管路一端與水箱(1)聯(lián)接，另一端與一個(gè)帶有含水量傳感器(23)、(24)的緩沖罐(9)聯(lián)接，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)帶有超聲波換能器的乳化器(3)，其出口聯(lián)接到一個(gè)儲(chǔ)罐(10)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其特征在于在乳化器(3)的前端設(shè)有油泵(11)，與乳化器(3)并聯(lián)一個(gè)帶有電磁調(diào)節(jié)閥(43)的管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其特征在于在乳化器(3)中并列多組乳化器，在乳化器(3)中設(shè)置的超聲波換能器(13)通過(guò)防水屏蔽電纜(14)與控制柜(16)聯(lián)接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其特征在于在乳化器(3)后的管路中設(shè)有含水量傳感器(21)、(22)，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)加熱器聯(lián)接到儲(chǔ)罐(10)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全自動(dòng)、大功率超聲波乳化超稠油降粘輸送裝置，其特征在于在水箱(1)中設(shè)有液位計(jì)(74)、(75)、(76)。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種油田中對(duì)超稠原油進(jìn)行超聲乳化降粘輸送的處理裝置。其特征在于:一個(gè)帶有流量計(jì)的管路一端與水箱聯(lián)接,另一端與一個(gè)帶有含水量傳感器的緩沖罐聯(lián)接,然后經(jīng)過(guò)一個(gè)帶有超聲波換能器的乳化器,其出口聯(lián)接到一個(gè)儲(chǔ)罐中。本實(shí)用新型的目的在于解決對(duì)超稠原油進(jìn)行降粘輸送所存在的問(wèn)題。
文檔編號(hào)F23K5/02GK2424381SQ0021207
公開(kāi)日2001年3月21日 申請(qǐng)日期2000年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月2日
發(fā)明者桑玉元, 欒輝, 黃春梅, 張立平 申請(qǐng)人:桑玉元