專利名稱：集成式頁巖油分離系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于頁巖油分離技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能夠?qū)﹂_采獲得的頁巖油進行氣固液三相分離的集成式頁巖油分離系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，頁巖油氣固液三相分離的主要方法是依次從三相混合物中分離出固體顆粒及雜質(zhì)、所開采的可燃?xì)?、水及頁巖油。申請?zhí)枮?0804688. 3的中國申請公開了一種三相分離器，該裝置包括一個布置在氣體區(qū)域中的初級分離器，以及一個布置在氣體區(qū)域中的斜面回流盤，其具有一個下端，該下端位于靠近罐槽入口端壁面的部位，這樣就在下端和入口端壁面之間形成了一個通道。其沒有進行分離固體的功能，并且在分離液體中效率不高，所提取的油的純度有待提 聞。申請?zhí)枮?00810094026. I的中國申請公開了一種氣、液、固三相分離器，其特征在于分離筒內(nèi)側(cè)面中心位置固定有一個槌形體，底端面封閉，開有一根排砂管及一根排液管，此分離筒內(nèi)底端由下向上依次固定連接排液段、集液段以及脫氣錐，排氣管由脫氣錐起，貫穿脫氣錐、集液段以及排液段的中心部分后引出分離筒外。該氣、液、固三相分離器由于采用了結(jié)構(gòu)復(fù)雜的槌形體，使得制作成本提高，由于只采用以及分離，所以其整體的過濾純度也有待提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種逐步實現(xiàn)氣體、固體、水、油的分離，并具有較高分離純度的集成式頁巖油分離系統(tǒng)。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)本發(fā)明是由自動分砂器、橫向二級分砂器、液體變換器、氣液二級分離器、氣體收集器、油水分離器和油水二級分離器構(gòu)成；其中，自動分砂器通過自動分砂器出液口連接橫向二級分砂器，橫向二級分砂器通過導(dǎo)液管連接液體變換器，自動分砂器出氣口通過導(dǎo)氣管與氣液二級分離器連接，液體變換器通過液體變換器出氣口連接氣液二級分離器，氣液二級分離器再連接氣體收集器；液體變換器通過出液口連接油水分離器，油水分離器通過油管連接油水二級分離器。所述的自動分砂器、橫向二級分砂器、液體變換器、氣液二級分離器和油水二級分離器均為至少兩套，用以提高分離效率。所述的自動分砂器是由自動分砂器出氣口、第一自動分砂盤、第二自動分砂盤、第三自動分砂盤、擋液板、出液口、排砂口、進液口、自動分砂器集氣室組成，其中第一自動分砂盤、第二自動分砂盤、第三自動分砂盤和擋液板均通過端部凸臺與同步帶輪端部孔固連，四個同步帶輪通過同步帶連接，實現(xiàn)各個分砂盤和擋液板的同步轉(zhuǎn)動。液體變換器是由液體變換器進液口、液體噴泉管、液體變換器出液管、液體二次回流口和液體變換器出氣口組成，液體噴泉管固定安裝在液體變換器中，其一端對準(zhǔn)液體變換器進液口。所述的氣液二級分離器具有進液腔和出氣腔，進液腔和出氣腔之間為阻液通氣器，外部由氣液二級分離器主體進行密封；進液腔左部為氣液二級分離器進液管，下部通過液體回流口連接液體二次回流管，上部為連接自動分砂器出氣口的進氣口 ；出氣腔通過出氣口連接氣體收集器。所述的橫向二級分砂器是由橫向二級分砂器進液管和橫向二級分砂器出液管構(gòu)成，其間為進液擋板和出液擋板，兩板之間具有填充物。所述的油水分離器為左右對稱結(jié)構(gòu)，是由階梯漫液板、I級透液板、I級擋液板、II級透液板、II級擋液板、末級透液板、出油器和出水器組成，階梯漫液板處于兩端上部，I級透液板、I級擋液板、II級透液板、II級擋液板和末級透液板依次排列直至油水分離器中 間位置，并且前一級擋液板和透液板的高度均高于下一級擋液板和透液板，同一級的擋液板和透液板的高度相同，出油器位于兩塊末級透液板之間，出水器處于油水分離器底部，出水器連接油水二級分離器。其中出油器的形狀為蓮蓬結(jié)構(gòu)，其高度恰位于在工作時的液面高度，保證了分離出油的純度。所述的油水二級分離器是由油水二級分離器排油管、排水管、排污管、二級分離器主體和集油室組成，排污管處于油水二級分離器底部，排水管處于油水二級分離器下部側(cè)壁上，油水二級分離器排油管和集油室位于油水二級分離器頂部。本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是通過獨特的自動分砂器設(shè)計，能夠分離出液體中的固體并能實現(xiàn)自動排砂。通過橫向二級分砂器、液體變換器、氣液二級分離器、氣體收集器、油水二級分離器的設(shè)計，以及設(shè)置多級擋液板和透液板的油水分離器的設(shè)計，能夠極大地提高提取油的純度。設(shè)計的液體變換器能夠充分的將液體中的氣體分離出，進而提高氣液的分離純度。通過該集成式頁巖油分離系統(tǒng)，實現(xiàn)了原液中的砂、氣、水和油的分離。更重要的是，本發(fā)明進行多次分離，保證了分離的純度，對于原液中的各相均進行了回收。本發(fā)明操作簡單，分離效果好，所受環(huán)境約束小。


圖I為本發(fā)明的立體示意圖。圖2為本發(fā)明之自動分砂器的半剖圖。圖3為本發(fā)明之自動分砂器的排砂示意圖。圖4為本發(fā)明之自動分砂盤的整體連接圖。圖5為本發(fā)明之液體變換器的軸側(cè)剖面圖。圖6為本發(fā)明之氣液二級分離器的軸側(cè)剖面圖。圖7為本發(fā)明之橫向二級分砂器的軸側(cè)剖面圖。圖8為本發(fā)明之油水分離器的軸側(cè)剖面圖。圖9為本發(fā)明之油水二級分離器的軸側(cè)剖面圖。圖10為本發(fā)明之出水器的立體示意圖。圖11為本發(fā)明之出油器的軸側(cè)剖面圖。圖中1、自動分砂器；2、液體變換器；3、氣體收集器；4、氣液二級分離器 5、橫向二級分砂器；6、油水分離器；7、油水二級分離器；8、導(dǎo)氣管；9、導(dǎo)液管；10、自動分砂器出氣口 ；11、第一自動分砂盤；12、第二自動分砂盤；13、第三自動分砂盤；14、擋液板；5、出液口 ；16、排砂口 ；17、進液口 ；18、自動分砂器集氣室；19、端部凸臺；20、同步帶輪端部孔；21、同步帶輪；22、液體噴泉管；23、液體變換器出液管；24、液體變換器進液口 ； 25、液體變換器出氣口 ；26、液體二次回流口 ；27、阻液通氣器；28、氣液二級分離器主體；29、液體回流口 ；30、氣液二級分離器進液管；31、液體二次回流管；32、進液擋板；33、出液擋板；34、填充物；35、橫向二級分砂器進液管；36、橫向二級分砂器出液管；37、階梯漫液板；38、I級透液板；39、I級擋液板；40、II級透液板；41、II級擋液板；42、末級透液板；43、出水器；44、第一出水導(dǎo)液管；45、第二出水導(dǎo)液管；46、出油器；47、油水二級分離器排油管；48、排水管；49、排污管；50、油水二級分離器主體；51、集油室；52、出水器排水孔；53、出水器排水管；54、出油器排油孔；55、排油管。
具體實施例方式請參閱圖I所示，本發(fā)明是由自動分砂器I、橫向二級分砂器5、液體變換器2、氣 液二級分離器4、氣體收集器3、油水分離器6和油水二級分離器7構(gòu)成；其中，自動分砂器I通過自動分砂器出液口 15連接橫向二級分砂器5，橫向二級分砂器5通過導(dǎo)液管9連接液體變換器2，自動分砂器出氣口 10通過導(dǎo)氣管8與氣液二級分離器4連接，液體變換器2通過液體變換器出氣口 25連接氣液二級分離器4，氣液二級分離器4再連接氣體收集器3 ;液體變換器2通過出液口 23連接油水分離器6，油水分離器6通過油管連接油水二級分離器7。所述的自動分砂器I、橫向二級分砂器5、液體變換器2、氣液二級分離器4和油水二級分離器7均為至少兩套，用以提高分離效率。請參閱圖2和圖3所示，所述的自動分砂器I是由自動分砂器出氣口 10、第一自動分砂盤11、第二自動分砂盤12、第三自動分砂盤13、擋液板14、出液口 15、排砂口 16、進液口 17、自動分砂器集氣室18組成,如圖4所不,其中第一自動分砂盤11、第二自動分砂盤12、第三自動分砂盤13和擋液板14均通過端部凸臺19與同步帶輪端部孔20固連，四個同步帶輪21通過同步帶連接,實現(xiàn)各個分砂盤和擋液板14的同步轉(zhuǎn)動。請參閱圖5所示，液體變換器2是由液體變換器進液口 24、液體噴泉管22、液體變換器出液管23、液體二次回流口 26和液體變換器出氣口 25組成，液體噴泉管22固定安裝在液體變換器2中，其一端對準(zhǔn)液體變換器進液口 24。請參閱圖6所示，所述的氣液二級分離器4具有進液腔和出氣腔，進液腔和出氣腔之間為阻液通氣器27，外部由氣液二級分離器主體28進行密封；進液腔左部為氣液二級分離器進液管30，下部通過液體回流口 29連接液體二次回流管31，上部為連接自動分砂器出氣口 10的進氣口 ；出氣腔通過出氣口連接氣體收集器3。請參閱圖7所示，所述的橫向二級分砂器5是由橫向二級分砂器進液管35和橫向二級分砂器出液管36構(gòu)成，其間為進液擋板32和出液擋板33，兩板之間具有填充物34。請參閱圖8所示，所述的油水分離器6為左右對稱結(jié)構(gòu)，是由階梯漫液板37、I級透液板38、I級擋液板39、II級透液板40、II級擋液板41、末級透液板42、出油器46和出水器43組成，階梯漫液板37處于兩端上部，I級透液板38、I級擋液板39、II級透液板40、II級擋液板41和末級透液板42依次排列直至油水分離器6中間位置，并且前一級擋液板和透液板的高度均高于下一級擋液板和透液板，同一級的擋液板和透液板的高度相同，出油器46位于兩塊末級透液板42之間，出水器43處于油水分離器6底部，出水器43連接油水二級分離器7。其中出油器46的形狀為蓮蓬結(jié)構(gòu)，如圖11所示，出油器46是由排油管55和其上部的出油器排油孔54構(gòu)成，出油器排油孔54沖向上方，出油器46的高度恰位于在工作時的液面高度，分離后的油可以從出油器46上端的出油孔54流出，進一步保證了分離出油的純度，該形狀設(shè)計能保證分離過程中小的波動；如圖10所示，所述出水器43是由出水器排水管53和其頂端的出水器排水孔52構(gòu)成，出水器排水孔52沖向下方,分離后的水可以從出水器43流出，該結(jié)構(gòu)可以進一步防止油流出，該形狀設(shè)計能保證分離過程中小的波動。請參閱圖9所示，所述的油水二級分離器7是由油水二級分離器排油管47、排水管48、排污管49、二級分離器主體50和集油室51組成，排污管49處于油水二級分離器7底 部，排水管48處于油水二級分離器7下部側(cè)壁上，油水二級分離器排油管47和集油室51位于油水二級分離器7頂部。本發(fā)明的工作過程是首先，從井底打上的氣固液混合物從兩側(cè)分別進入自動分砂器I中，混合物通過第一自動分砂盤11、第二自動分砂盤12和第三自動分砂盤13逐次過濾，將絕大多數(shù)固體從混合物中分離出來；其余混合物通過出液口 15流入橫向二級分砂器5，在此過程中產(chǎn)生的氣體通過自動分砂器出氣口 10進入氣液二級分離器4 ;各個分砂盤和擋液板14上的固體過濾物較多時，同步帶驅(qū)動四個同步帶輪21轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)各個分砂盤和擋液板14的同步轉(zhuǎn)動，進而將固體過濾物從排砂口 16排出。此時，可以控制兩側(cè)的自動分砂器I的同步帶間隔轉(zhuǎn)動，使得兩側(cè)的自動分砂器I不同時進行排砂，從而實現(xiàn)排砂時的連續(xù)工作。其次，經(jīng)一次過濾的混合物通過出液口 15流入橫向二級分砂器5后，進行進一步過濾，接著進入液體變換器2中，分離出的氣體通過液體變換器出氣口 25進入氣液二級分離器4中，再進一步進入氣體收集器3 ;通過自動分砂器出氣口 10進入氣液二級分離器4的氣體通過二次過濾，也進入氣體收集器3 ;在氣液二級分離器4收集的殘留液體通過液體二次回流管31以及液體二次回流口 26回到液體變換器2 ;液體變換器2匯集的所有液體通過液體噴泉管22作用后，流入油水分離器6。再次，流入油水分離器6的液體為油水混合物，首先流至階梯漫液板37，分離出的殘留氣體直接通過上部隔層進入氣體收集器3 ;由于油的密度小于水的密度，經(jīng)過漫流的液體通過I級透液板38，水處于底層，油在上層漫過I級擋液板39，通過II級透液板40、II級擋液板41時與上述過程相似；最后油通過末級透液板42進入出油室，在此過程中，液體得到3級過濾，過濾的水通過出水器43、第一出水導(dǎo)液管44和第二出水導(dǎo)液管45流入油水二級分離器7，分離純凈的油通過出油器46流出。最后，回收流入油水二級分離器7的水中殘留的油，當(dāng)液體充滿并到達(dá)集油室51時，打開油水二級分離器排油管47，對流出的油進行回收，同時打開排水管48，使分離純凈的水排出，長時間工作后，將油水二級分離器7底部的沉淀物由排污管49排出。
權(quán)利要求
1.一種集成式頁巖油分離系，其特征在于是由自動分砂器(I)、橫向二級分砂器(5)、液體變換器(2)、氣液二級分離器(4)、氣體收集器(3)、油水分離器(6)和油水二級分離器(7 )構(gòu)成；自動分砂器(I)通過自動分砂器出液口( 15 )連接橫向二級分砂器(5 )，橫向二級分砂器(5)通過導(dǎo)液管(9)連接液體變換器(2)，自動分砂器出氣口(10)通過導(dǎo)氣管(8)與氣液二級分離器(4)連接，液體變換器(2)通過液體變換器出氣口(25)連接氣液二級分離器(4)，氣液二級分離器(4)再連接氣體收集器(3);液體變換器(2)通過出液口(23)連接油水分離器(6)，油水分離器(6)通過油管連接油水二級分離器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的自動分砂器(I)是由自動分砂器出氣口( 10 )、第一自動分砂盤(11)、第二自動分砂盤(12 )、第三自動分砂盤(13)、擋液板(14)、出液口(15)、排砂口(16)、進液口(17)、自動分砂器集氣室(18)組成，第一自動分砂盤(11)、第二自動分砂盤(12 )、第三自動分砂盤(13 )和擋液板(14 )均通過端部凸臺(19)與同步帶輪端部孔(20)固連，四個同步帶輪(21)通過同步帶連接,實現(xiàn)各個分砂盤和擋液板(14)的同步轉(zhuǎn)動。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的液體變換器(2 )是由液體變換器進液口( 24 )、液體噴泉管(22 )、液體變換器出液管(23 )、液體二次回流口(26)和液體變換器出氣口(25)組成，液體噴泉管(22)固定安裝在液體變換器(2)中，其一端對準(zhǔn)液體變換器進液口(24)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的氣液二級分離器(4)具有進液腔和出氣腔，進液腔和出氣腔之間為阻液通氣器(27)，外部由氣液二級分離器主體(28)進行密封；進液腔左部為氣液二級分離器進液管(30)，下部通過液體回流口(29)連接液體二次回流管(31 )，上部為連接自動分砂器出氣口( 10)的進氣口 ；出氣腔通過出氣口連接氣體收集器(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的橫向二級分砂器(5)是由橫向二級分砂器進液管(35)和橫向二級分砂器出液管(36)構(gòu)成，其間為進液擋板(32 )和出液擋板(33 )，兩板之間具有填充物(34 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的油水分離器(6)為左右對稱結(jié)構(gòu)，是由階梯漫液板(37)、I級透液板(38)、I級擋液板(39)、II級透液板(40)、II級擋液板(41)、末級透液板(42)、出油器(46)和出水器(43)組成，階梯漫液板(37)處于兩端上部，I級透液板(38)、I級擋液板(39)、II級透液板(40)、II級擋液板(41)和末級透液板(42)依次排列直至油水分離器(6)中間位置，并且前一級擋液板和透液板的高度均高于下一級擋液板和透液板，同一級的擋液板和透液板的高度相同，出油器(46)位于兩塊末級透液板(42)之間，出水器(43)處于油水分離器(6)底部，出水器(43)連接油水二級分離器(7)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的出油器(46)的高度位于工作時的液面高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的出油器(46)是由排油管(55)和其上部的出油器排油孔(54)構(gòu)成，出油器排油孔(54)沖向上方；所述的出水器(43)是由出水器排水管(53)和其頂端的出水器排水孔(52)構(gòu)成，出水器排水孔(52)沖向下方。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的油水二級分離器(7)由油水二級分離器排油管(47)、排水管(48)、排污管(49)、二級分離器主體(50)和集油室(51)組成，排污管(49)處于油水二級分離器(7)底部，排水管(48)處于油水二級分離器(7)下部側(cè)壁上，油水二級分離器排油管(47)和集油室(51)位于油水二級分離器(7)頂部。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，其特征在于所述的自動分砂器(I)、橫向二級分砂器(5)、液體變換器(2)、氣液二級分離器(4)和油水二級分離器(7)均為兩套，呈對稱分布。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種集成式頁巖油分離系統(tǒng)，是由自動分砂器、橫向二級分砂器、液體變換器、氣液二級分離器、氣體收集器、油水分離器和油水二級分離器構(gòu)成；其中，自動分砂器通過自動分砂器出液口連接橫向二級分砂器，橫向二級分砂器通過導(dǎo)液管連接液體變換器，自動分砂器出氣口通過導(dǎo)氣管與氣液二級分離器連接，液體變換器通過液體變換器出氣口連接氣液二級分離器，氣液二級分離器再連接氣體收集器；液體變換器通過出液口連接油水分離器，油水分離器通過油管連接油水二級分離器；本發(fā)明實現(xiàn)了原液中的砂、氣、水和油的分離，本發(fā)明進行多次分離，保證了分離的純度，對于原液中的各相均進行了回收；本發(fā)明置操作簡單，分離效果好，所受環(huán)境約束小。
文檔編號B01D29/56GK102899074SQ201210434670
公開日2013年1月30日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者王繼新, 孔龍, 楊兆軍, 沈望皓, 劉慶松, 劉巖, 劉寧, 閆敬文, 胡信鵬, 曲興田 申請人:吉林大學(xué)