專利名稱：超聲波原油、氣、沙分離裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油行業(yè)中的分離裝置，特別是一種在石油采集或石油集輸過程對原油中氣、沙從原油中分離出來的一種高效的在線氣、沙分離器。
背景技術(shù)：
在每個油田，當(dāng)?shù)叵聝τ筒杉_發(fā)到一定階段，就通常采用注汽、注油、水驅(qū)等工藝進(jìn)行石油的采集。而無論怎樣的工藝，原油中的氣體將會使計量裝置的計量失靈，輸油動力設(shè)備發(fā)生氣蝕，管路由于氣體形成的沖擊損壞等問題。而原油中的泥沙、礬土將會使動力設(shè)備卡住、燒毀電機(jī)、設(shè)備停運、管路堵塞，加速管路及設(shè)備的磨損，使采油成本及運行成本增高。
遍查石油采集及相關(guān)領(lǐng)域的一些氣、沙分離設(shè)備，其工作原理無非是以下三種(1).采用壓差解析法去除氣體，如；真空解析法。
(2).加熱解析法脫氣，如將液體整體升溫使氣體在液體中溶解度變小，從而達(dá)到脫氣目的。
(3).自然解析脫氣法，如自然靜置使液體中懸浮的氣體逸出。
以上三種方法中第一種設(shè)備設(shè)施較復(fù)雜，實施起來較麻煩，不適用于多處設(shè)置分散的油井脫氣工作。第二種方法實施起來耗能太大，且不適用于多處設(shè)置分散的油井脫氣工作，即使適用，投資太大，運行成本過高。第三種方法無法滿足社會化大生產(chǎn)的需要，即無法實現(xiàn)連續(xù)的原油開采過程。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的本發(fā)明提供了一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，其目的是提供一種高效、節(jié)能、運行成本低的適用于多處設(shè)置分散設(shè)置的油井，且適用于在野外工作的一種氣、沙分離設(shè)備。
2、技術(shù)方案本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，它主要由分離裝置罐體，分離裝置罐體內(nèi)設(shè)置的進(jìn)油管，進(jìn)油管下端的原油進(jìn)口，設(shè)在分離裝置罐體下端與出口油泵連接的原油出口構(gòu)成；其特征在于分離裝置罐體內(nèi)設(shè)有脫氣傘、脫氣梯、超聲波脫氣振子板，脫氣傘及脫氣梯上端設(shè)置在進(jìn)油管的上端，脫氣梯和進(jìn)油管的下面設(shè)置超聲波脫氣振子板，超聲波脫氣振子板與超聲波信號發(fā)生器連接，脫氣傘、脫氣梯、超聲波脫氣振子板及進(jìn)油管組成三級脫氣結(jié)構(gòu)，分離裝置罐體下部為錐形原油收集器，原油收集器的出口經(jīng)泥沙過濾罐和出口油泵與原油出口連通；分離裝置罐體上設(shè)有加熱管；分離裝置罐體上部為排氣口。
分離裝置罐體中脫氣傘、脫氣梯和超聲波脫氣振子板自上而下設(shè)置，進(jìn)油管豎直設(shè)置在分離裝置罐體內(nèi)，其上端為原油出口；脫氣梯為圍繞進(jìn)油管設(shè)置的螺旋狀結(jié)構(gòu)；脫氣傘為折扇形狀。超聲波脫氣振子板是由左右兩塊半圓環(huán)形板組成，且超聲波脫氣振子板水平安放在分離裝置罐體內(nèi)的下部，超聲波振子板中的振子發(fā)射聲波方向指向排氣口方向。
加熱管為蛇盤形，它盤繞在分離裝置罐體下部錐形原油收集器的外表面上。
分離裝置罐體上部的排氣口是由錐形氣體收集器上端設(shè)置排氣口構(gòu)成；與進(jìn)油管上端出口處對應(yīng)的錐形氣體收集器上設(shè)有傘狀折流板。
3、優(yōu)點及效果通過本發(fā)明技術(shù)方案的實施，能夠很好地解決傳統(tǒng)對原油進(jìn)行氣、泥沙分離的設(shè)施較復(fù)雜，或耗能太大，或無法實現(xiàn)連續(xù)的原油開采過程，且不適用于多處設(shè)置分散的油井脫氣、脫泥沙工作常造成集輸設(shè)備的損壞等問題。本發(fā)明可以很好的除去原油中的氣、沙，無論從計量、輸送還是油的品質(zhì)都得到的更好的保障，是石油采集過程中不可缺少的一種前處理設(shè)備。
本發(fā)明具有高效、節(jié)能、低成本運行、分散工作的特點，還具有如下優(yōu)點①.將原油中能將計量表卡死的泥沙分離去除掉，使計量表正常工作，使未使用本分離裝置之前的誤差300％降到0.5％；
②.將原油中水蒸氣、天然氣等氣體分離出去，可使單油井的產(chǎn)量計量更準(zhǔn)確，由準(zhǔn)確的單井產(chǎn)量數(shù)據(jù)可準(zhǔn)確判斷井下儲油狀況及確定修井的時間等油井各種工況；③.使用該分離裝置后可使從前無法準(zhǔn)確判斷何時注氣、何時檢修等工作，達(dá)到可及時準(zhǔn)確判斷各種工作的時間，準(zhǔn)確率由原來的30％提高到95％以上；④.解決由于原油中的沙石造成計量表、輸油泵、管網(wǎng)等設(shè)施的卡、堵問題，延長系統(tǒng)使用的壽命；⑤.提高采油作業(yè)效率，降低采油成本10％～15％左右；⑥.適用于野外工作工作溫度-50℃～120℃均可工作；⑦.脫氣效率高，可達(dá)到99％以上；⑧.除泥沙效果好，無計量表、泵卡住現(xiàn)象及管路堵塞情況發(fā)生；⑨.分離裝置節(jié)能效果好，運行成本低，整機(jī)耗能500W，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同類產(chǎn)品的能耗；占地面積小，系統(tǒng)無傳動設(shè)備，避免了復(fù)雜的檢修、無泄漏，不污染環(huán)境。
四

附圖1為本發(fā)明超聲波原油、氣、沙分離裝置結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明超聲波脫氣振子板側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3為本發(fā)明超聲波脫氣振子板俯視結(jié)構(gòu)示意圖；附圖4為本發(fā)明脫氣傘結(jié)構(gòu)示意圖；附圖5為本發(fā)明脫氣傘部分剖開結(jié)構(gòu)示意圖。
五具體實施例方式本發(fā)明是針對石油行業(yè)油田三采過程中，原油從地下采出未進(jìn)入計量器具或管網(wǎng)集輸之前，對原油中含有的水蒸氣、天然氣等氣體進(jìn)行超聲波精脫氣工作和對原油中所夾帶的泥沙、礬土進(jìn)行去除的前處理設(shè)備。
該設(shè)備包括分離裝置罐體，分離裝置罐體內(nèi)部的脫氣傘13、脫氣梯12、超聲波脫氣振子板10及進(jìn)油管14組成的三級脫氣結(jié)構(gòu)和分離裝置罐體4下部設(shè)有的錐形原油收集器5、泥沙過濾罐8、油泵7和原油出口6組成的去泥沙結(jié)構(gòu)；分離裝置罐體4上安裝蛇盤形加熱管3；分離裝置罐體4上部是由錐形氣體收集器2上設(shè)置排氣口1構(gòu)成；分離裝置罐體4下部與錐形原油收集器5泥沙過濾罐8原油出口6油泵7相連；分離裝置罐體4內(nèi)部中心安裝了由原油進(jìn)口11與進(jìn)油管14相連且支撐的脫氣傘13、脫氣梯12。分離裝置罐體4中脫氣傘13脫氣梯12超聲波脫氣振子板10自上而下排布的，且原油也是自上而下進(jìn)行脫氣的，且脫氣傘13為折扇形狀。超聲波脫氣振子板10是由左右兩塊半圓環(huán)形板組成，且超聲波脫氣振子板10水平安放在分離裝置罐體4的下部。超聲波振子板10中的振子17發(fā)射聲波方向是指向排氣口1方向。
該設(shè)備是將含有氣體、泥、沙、礬土等雜質(zhì)的原油，通過原油進(jìn)口直接進(jìn)入到分離裝置罐體內(nèi)部進(jìn)行三級脫氣即脫氣傘、脫氣梯、超聲波脫氣振子板脫氣，脫氣后的原油通過錐形原油收集器進(jìn)入泥沙過濾罐進(jìn)行泥沙濾除，經(jīng)脫氣、除沙后的原油從原油出口經(jīng)油泵進(jìn)入計量系統(tǒng)或直接進(jìn)入集輸管網(wǎng)。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明說明如下，但不因具體的實施例限制本發(fā)明。
實施例1圖中1、排氣口；2、錐形氣體收集器；3、蛇盤形加熱管；4、分離裝置罐體；5、錐形原油收集器；6、原油出口；7、油泵；8、泥、沙過濾罐；9、超聲波信號發(fā)生器；10、超聲波脫氣振子板；11、原油入口；12、脫氣梯；13、脫氣傘；14、進(jìn)油管；15、折流板。
如附圖1所示，本發(fā)明一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，它主要由分離裝置罐體4，分離裝置罐體4內(nèi)設(shè)置的進(jìn)油管14，進(jìn)油管14下端的原油進(jìn)口11，設(shè)在分離裝置罐體4下端與出口油泵7連接的原油出口6構(gòu)成；分離裝置罐體4內(nèi)設(shè)有脫氣傘13、脫氣梯12、超聲波脫氣振子板10，脫氣傘及脫氣梯上端設(shè)置在進(jìn)油管14的上端，脫氣梯和進(jìn)油管的下面設(shè)置超聲波脫氣振子板10，脫氣傘13、脫氣梯12、超聲波脫氣振子板10及進(jìn)油管14組成三級脫氣結(jié)構(gòu)，分離裝置罐體4下部為錐形原油收集器5，原油收集器5的出口經(jīng)泥沙過濾罐8和出口油泵7與原油出口6連通；分離裝置罐體4上設(shè)有加熱管3；分離裝置罐體4上部為排氣口。分離裝置罐體4中脫氣傘13、脫氣梯12和超聲波脫氣振子板10自上而下設(shè)置，進(jìn)油管14豎直設(shè)置在分離裝置罐體4內(nèi)，其上端為原油出口，原油出口上設(shè)有傘狀的折流板15，如圖4、5所示，脫氣傘13為折扇形狀。超聲波脫氣振子板10是由左右兩塊半圓環(huán)形板組成，且超聲波脫氣振子板10水平安放在分離裝置罐體4內(nèi)的下部，如圖2、3所示，超聲波振子板10中的振子17發(fā)射聲波方向指向排氣口1方向，超聲波振子板10與外部的超聲波信號發(fā)生器9連接。加熱管3為蛇盤形，它盤繞在分離裝置罐體4下部錐形原油收集器5的外表面上。分離裝置罐體4上部的排氣口是由錐形氣體收集器2上端設(shè)置排氣口1構(gòu)成。
使用本發(fā)明分離裝置對原油處理時將地下采出的原油經(jīng)原油入口11，進(jìn)入到分離裝置罐體4中的進(jìn)油管14里，原油沿進(jìn)油管14噴射到折流板15上反落到脫氣傘13上，脫氣傘13上的折扇紋理使原油沿傘的徑向向外流到脫氣梯12上，脫氣梯12再將油導(dǎo)流到分離裝置罐體4內(nèi)下部的超聲波脫氣振子板10上，并形成一定的液位，超聲波脫氣振子板10在超聲波信號發(fā)生器9的作用下產(chǎn)生強力超聲波空化場，將原油中的溶解氣體懸浮氣體徹底分離掉，分離出的氣體，經(jīng)分離裝置罐體4上部的錐形氣體收集器2匯總到排氣口1統(tǒng)一回收，經(jīng)過脫氣后的原油經(jīng)過錐形原油收集器5進(jìn)入到泥沙過濾罐8中進(jìn)行泥沙分離，然后再經(jīng)油泵7和原油出口6進(jìn)入到計量裝置或管網(wǎng)中。
為了獲得高效、穩(wěn)定的工況狀態(tài)，發(fā)明人在制造設(shè)計實施過程中，使用了以下措施；(1).折流板直接固定在錐形氣體收集器上，防止油沖擊發(fā)生折流板疲勞脫落；(2).脫氣傘固定在進(jìn)油管上，且將導(dǎo)流傘制成折扇紋理，以便引導(dǎo)油流向，又可以不減少脫氣面積；(3).原油由脫氣傘圓周流下進(jìn)入到脫氣梯中，脫氣梯固定在進(jìn)油管上，且成螺旋狀導(dǎo)油流下，進(jìn)一步增加油中氣體的析出時間，擴(kuò)大油中氣體的解析面積；(4).安裝在分離裝置罐體下部的超聲波脫氣振子板制成兩塊圓環(huán)形狀，便于安裝、檢修，同時可以夾存在原油中的氣體徹底分離出來；(5).將錐形原油收集器制成錐形便于較稠的原油流動，以增加泥、沙的過濾；(6).在分離裝置罐體的下半部，罐體上安裝有蛇盤形加熱管可采用電加熱，亦可采用蒸汽加熱，防止罐內(nèi)油品凝結(jié)；綜上所述，本發(fā)明超聲波原油氣、沙分離器中未采用傳動設(shè)備，故不存在易損件維修問題，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)在三年多的使用過程中安全可靠，且設(shè)備運行穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，它主要由分離裝置罐體(4)，分離裝置罐體(4)內(nèi)設(shè)置的進(jìn)油管(14)，進(jìn)油管(14)下端的原油進(jìn)口(11)，設(shè)在分離裝置罐體(4)下部與出口油泵(7)連接的原油出口(6)構(gòu)成；其特征在于分離裝置罐體(4)內(nèi)設(shè)有脫氣傘(13)、脫氣梯(12)、超聲波脫氣振子板(10)，脫氣傘及脫氣梯上端設(shè)置在進(jìn)油管(14)的上端，脫氣梯和進(jìn)油管的下面設(shè)置超聲波脫氣振子板(10)，超聲波脫氣振子板(10)與超聲波信號發(fā)生器(9)連接，脫氣傘(13)、脫氣梯(12)、超聲波脫氣振子板(10)及進(jìn)油管(14)組成三級脫氣結(jié)構(gòu)，分離裝置罐體(4)下部為錐形原油收集器(5)，原油收集器(5)的出口經(jīng)泥沙過濾罐(8)和出口油泵(7)與原油出口(6)連通；分離裝置罐體(4)上設(shè)有加熱管(3)；分離裝置罐體(4)上部設(shè)有排氣口。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，其特征在于分離裝置罐體(4)中脫氣傘(13)、脫氣梯(12)和超聲波脫氣振子板(10)自上而下設(shè)置，進(jìn)油管(14)豎直設(shè)置在分離裝置罐體(4)內(nèi)，其上端為原油出口；脫氣梯(12)為圍繞進(jìn)油管(14)設(shè)置的螺旋狀結(jié)構(gòu)；脫氣傘(13)為折扇形狀。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，其特征在于超聲波脫氣振子板(10)是由左右兩塊半圓環(huán)形板組成，且超聲波脫氣振子板(10)水平安放在分離裝置罐體(4)內(nèi)的下部，超聲波振子板(10)中的振子(17)發(fā)射聲波方向指向排氣口(1)方向。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，其特征在于加熱管(3)為蛇盤形，它盤繞在分離裝置罐體(4)下部錐形原油收集器(5)的外表面上。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，其特征在于分離裝置罐體(4)上部的排氣口是由錐形氣體收集器(2)上端設(shè)置排氣口(1)構(gòu)成；與進(jìn)油管上端出口處對應(yīng)的錐形氣體收集器(2)上設(shè)有傘狀折流板(15)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波原油、氣、沙分離裝置，它是針對石油行業(yè)油田三采過程中，原油從地下采出未進(jìn)入計量器具或管網(wǎng)集輸之前進(jìn)行的一項對水蒸氣、天然氣等氣體進(jìn)行超聲波精脫氣工作及對原油中所夾帶的泥沙、礬土進(jìn)行去除的前處理設(shè)備。它將含有氣體、泥、沙、礬土等雜質(zhì)的原油，通過原油入口直接進(jìn)入到分離裝置罐體內(nèi)部進(jìn)行三級脫氣即脫氣傘、脫氣梯、超聲波脫氣振子板脫氣，脫氣后的原油通過錐形原油收集器進(jìn)入泥沙過濾罐進(jìn)行泥沙濾除，經(jīng)脫氣、除沙后的原油從原油出口經(jīng)油泵進(jìn)入計量系統(tǒng)或直接進(jìn)入集輸管網(wǎng)。它提高采油作業(yè)效率，降低采油成本10％～15％左右；適用于野外工作工作溫度－50℃～120℃均可工作；脫氣效率高，可達(dá)到99％以上。
文檔編號B01J19/10GK1896457SQ200610046998
公開日2007年1月17日 申請日期2006年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者桑玉元, 杜祥龍, 趙曉偉, 汪義宏 申請人:桑玉元