CN116617698B - 一种稠油开采中储油罐逸散蒸汽油污回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稠油开采中储油罐逸散蒸汽油污回收装置，在储油罐的罐顶上设置着阻火呼吸阀，阻火呼吸阀上部设置的排气口通过引气管连接着冷却装置冷凝箱的进气口，在位于阻火呼吸阀的腔室内横向设置着捕物网，位于捕物网下方的室壁上设置着颗粒状泡沫出口，颗粒状泡沫出口连接的回收管下口通向储油罐的底部，在冷凝箱内设置着风冷管式换热器，在冷凝箱的顶部设置着汽水分离烟筒，其上部设置的冷凝回水管连接着冷凝箱，在冷凝箱的下方设置着储液箱，储液箱设置的出液管通过循环泵连接着回液管。本发明结构合理，油液分离不需化学介质参与，依靠轻质油与水的密度自己分离，增加油质品质和产量，降低对环境的污染及油田油气浪费。
Description
技术领域
本发明涉及稠油开采技术领域，属于稠油开采中油污回收装置，特别一种稠油开采中储油罐逸散蒸汽油污回收装置。
背景技术
油田部分采油区块属于重质原油，需要通过高压高干度蒸汽驱逐，在开采过程中，蒸汽将地下重质稠油稀释，经过蒸汽与油的自身压力及抽油机的驱动下，进入计量站储油罐。由于刚出井的油污与蒸汽混为一体，在进入储油罐后会有大量蒸汽伴随着油污从储油罐顶喷出，造成储油罐及附近地面全是黑色油污，极大地浪费了资源及破坏环境。部分进入储油罐的蒸汽压力大、流量大，储油罐自身无法冷却回收。
原有其它装置主要是通过抽油机采出后直接通过密闭集输管道引至建好的密闭站，进入密闭站后先通过分离塔将油与蒸汽分离，分离出的蒸汽自压至大型空冷进行冷却降温冷却，最终与分离的油液一起通过转油泵送至联合站进行除泥、脱水。原有其它设备功能是源头引至密闭系统集中冷却，最终集输到联合站，成本高、投资大、不能搬迁，需要集中油区块。现场有其它厂家安装的消除气体装置，对小气量储油罐能够吸收部分气体，但设备长时间运行就不能有效运行且无法满足工况要求。现有的设备是通过物理冷却，产生冷凝水回流至储油罐内部，多数无法将冷却的气体直接排出。以往安装设备解决储油罐逸散蒸汽问题，只能处理部分气体，设备体积小造成处理量小，效果不明显、运行时间短，回收油污无法计量，附加值少、无负荷调节能力、无法掌握冷凝液体的详细参数，无法计算储油罐蒸汽量及回收油污量、含水量、最终处理效果及排气温度。由于储油罐顶部空间有限、不能承受过大重量，及各站点采油注汽量不同、井下蒸汽互蹿等问题，制约了冷却效果和设备长期运行的效果，始终都未能解决顶部大量蒸汽对地面的污染问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稠油开采中储油罐逸散蒸汽油污回收装置，其结构合理，采出液分离、冷却效果好，油液分离不需化学介质参与，依靠轻质油与水的密度自行分离，增加油质品质和产量，降低对环境的污染及油田油气浪费。
本发明的目的是这样实现的：一种稠油开采中储油罐逸散蒸汽油污回收装置，包括储油罐，在储油罐罐壁的上部设置着采出液进口，在罐壁的下部设置着采出液出口,在储油罐的罐顶上设置着阻火呼吸阀，阻火呼吸阀上部设置的排气口通过引气管连接着冷却装置冷凝箱的进气口，在位于阻火呼吸阀的腔室内横向设置着捕物网，位于捕物网下方的室壁上设置着颗粒状泡沫出口，颗粒状泡沫出口连接的回收管下口通向储油罐的底部，在冷凝箱内设置着风冷管式换热器，在冷凝箱的顶部设置着汽水分离烟筒，汽水分离烟筒上部设置的冷凝回水管连接着冷凝箱，在冷凝箱的下方设置着储液箱，储液箱设置的出液管通过循环泵连接着回液管，回液管的出口连接着位于储油罐上部的进口。
在风冷管式换热器的换热管上均布设置着铝翅传热片。
在冷凝箱上设置着控制柜。
在储液箱上设置着自动液位计，在储液箱的出液管上设置着自控流量计；自控液位计、自控流量计和循环泵分别通过导线连接着控制柜。
在冷凝箱上设置风机的排风口连接着风冷管式换热器。
在冷凝箱的进气口上设置着由耐高温材料构成的过滤网。
汽水分离烟筒的结构为在冷凝箱的顶部设置着通过烟筒连接着一级冷却箱底部的进口，一级冷却箱内通过设置的隔离滤网将一级冷却箱分隔为进气室和滤水排气室，其中一级冷却箱的进口设置在进气室的底部，在滤水排气室的顶面上设置的排气口通过烟筒连接着位于二级冷却箱底部的进口，在二级冷却箱内的进口上连接着呈喇叭状的扩散管，在扩散管的喇叭口上设置着冷却阻水网，在二级冷却箱底部设置的二级冷凝回水管与一级冷却箱的进气室相连接，一级冷却箱底部设置的一级冷凝回水管连接着冷凝箱。
阻火呼吸阀的结构为在储油罐罐顶设置的泄压出口上连接着锥台形筒座，在锥台形筒座上部设置着颗粒状泡沫出口，锥台形筒座通过法兰连接着阀体进口管，在阀体进口管的管壁上设置着排气口，位于排气口上部的阀体内设置着捕物网，位于捕物网的上方设置着管状阀座，在管状阀座的上端设置着内凹锥形面的阀座配合端口，在阀座配合端口上配合安装着单向阀板，在管状阀座内沿管壁均布设置着拉伸弹簧，拉伸弹簧下端分别连接在管状阀座内壁设置的固定环台上，固定环台上端分别连接着单向阀板，在阀体的上端设置着拱形护罩。
捕物网由均布层叠的过滤网构成。
本发明通过安装在储油罐顶部的可调节呼吸装置回收器装置、及旁通管道和冷却回收装置。蒸汽与油混合物进入储油罐内部，在经过罐顶双置回收器，将漂浮的颗粒物通过捕物网捕捉，通过累积后沉淀，经过安装的管道自流到储油罐底部，捕捉剩余的无颗粒物气体通过管道自压到冷却装置，进装置后先进行冷却、冷却后的冷凝水进入设备底部，最终排出设备的气体温度略高于当地环境温度。冷凝的油水混合物，经过自身沉淀分离，达到设定液位根据密度不同自动排出、自动计量。对业主开发油田环境有极大改善，增加油质品质和产量，提高供应商对设备的投资回收能力。
储油罐顶部的阻火呼吸阀主要功能是对蒸汽采出气体带出的颗粒状泡沫进行捕捉，捕捉后受重力自动溢流至储油罐内部；捕捉后的无颗粒蒸汽混合物通过引汽管道自压引至冷凝装置，通过设备内部风机吹动热管进行气液冷凝和油污分离功能。最终小部分气体从气液分离烟囱排除，冷凝后的油水混合物从内部管道自流到冷却装置储液箱，储液箱通过油水化学性质自动分离界面，通过液位计、流量计自动检测分别计量，到达指定液位齿轮泵启动，送至储油罐。以上设备全部自动控制，远程手机监控。
本发明在末端处理未消化蒸汽，进行冷却，最终打回储油罐。稠油区块本身的逸散蒸汽流入大气是对环境的污染及油田油气浪费，不需额外增加其他辅助设施，只依靠蒸汽自身压力进入设备。单台造价成本低，易搬迁、结构简单、适用于简配站及不集中油区块。能够实现，将油液及蒸汽混合物一起输送到储油罐，只提取蒸汽部分进行冷却降温，冷却后的含油液体再打回储油罐。
阻火呼吸阀：
夏季和冬季从储罐逸散出的蒸汽流量相差很大，冬季稠油区块增加注汽量来满足保温需求，所以从储罐顶部逸散出的蒸汽流量大，未保证逸散出的蒸汽到逸散装置后与储罐内压力平衡，储罐不憋压，安装的阻火呼吸阀， 通过锥台形筒座形成增大蒸汽压力流速，蒸汽经过锥台形筒座内部时通过滤装置筛除颗粒物，形成干净逸散蒸汽，颗粒物储存较多是溢流罐体内部。储罐出口蒸汽压力到逸散装置压力增大，阻火呼吸阀会根据压力自动抬起泄压，保证系统压力平衡。
1.主要是逸散蒸汽通过储罐顶部至逸散蒸汽冷凝装置过程中，压力大于阻火呼吸阀压力设定值，先经过捕物网过滤、冷凝。2. 顶起单向阀板，单向阀板四周有通过螺栓固定的弹簧，逸散蒸汽压力超过弹簧拉力，使弹簧伸开，顶起内部圆形钢板泄压。3. 泄出的气体通过顶部拱形护罩遮挡从四周飘散，当气体压力低于单向阀板弹簧压力。依靠自身拉力，恢复原始封闭功能。
汽水分离烟囱
冬季逸散蒸汽增加后，部分井下蒸汽互蹿，致使更多蒸汽进入储罐内，逸散装置额定换热量在无法消化冷凝更多蒸汽后，会从装置烟囱排出，造成设备附近地面有冷凝水结冰现象。通过气液分离烟囱两次冷凝过滤，最终排出的气体已经无冷凝水，收集后的冷凝水通过自身预留管道流到设备内部，同时进入储罐内部的返液管道均做倒吸处理。
主要功能是逸散蒸汽冷凝装置，在无法吸收冷凝较大的蒸汽后，部分逃逸的蒸汽溢流出设备，在经过烟囱第一次冷却、冷凝后二次经过顶部隔离滤网吸收冷凝，冒出烟囱的蒸汽基本为干热气，吸收冷凝后的了冷凝水通过底部安装的回水管自流到设备冷凝箱，回水管底部封口有单向止回功能，防止蒸汽反窜。
有益效果
1. 油液分离不需化学介质参与，依靠轻质油与水的密度自己分离。
2. 油水分离后计价方式简单、对厂家前期投入资金流转快。
3. 利用逸散蒸汽温度远高于环境温度差值，通过传热系数高、覆铝翅片管插入冷凝箱增大传热面积，大流量空气对流，迅速降温达到冷凝效果。
4. 利用耐温滤波材料过滤进入冷凝箱的含有油污蒸汽。
本发明结构合理，采出液分离、冷却效果好，油液分离不需化学介质参与，依靠轻质油与水的密度自行分离，增加油质品质和产量，降低对环境的污染及油田油气浪费。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为汽水分离烟筒的结构示意图。
图3为阻火呼吸阀的结构示意图。
具体实施方式
一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，如图1、图2、图3所示，包括储油罐1，在储油罐1罐壁的上部设置着采出液进口2，在罐壁的下部设置着采出液出口3,在储油罐1的罐顶上设置着阻火呼吸阀4，阻火呼吸阀4上部设置的排气口25通过引气管5连接着冷却装置冷凝箱6的进气口，在位于阻火呼吸阀4的腔室内横向设置着捕物网26，位于捕物网26下方的室壁上设置着颗粒状泡沫出口，颗粒状泡沫出口连接的回收管7下口通向储油罐1的底部，在冷凝箱6内设置着风冷管式换热器8，在冷凝箱6的顶部设置着汽水分离烟筒9，汽水分离烟筒9上部设置的冷凝回水管10连接着冷凝箱6，在冷凝箱6的下方设置着储液箱11，储液箱11设置的出液管通过循环泵12连接着回液管13，回液管13的出口连接着位于储油罐1上部的进口。在风冷管式换热器8的换热管上均布设置着铝翅传热片。在冷凝箱6上设置着控制柜15。在储液箱11上设置着自动液位计，在储液箱11的出液管上设置着自控流量计；自控液位计、自控流量计和循环泵12分别通过导线连接着控制柜15。在冷凝箱6上设置风机14的排风口连接着风冷管式换热器8。在冷凝箱6的进气口上设置着由耐高温材料构成的过滤网。汽水分离烟筒9的结构为在冷凝箱6的顶部设置着通过烟筒连接着一级冷却箱底部的进口，一级冷却箱内通过设置的隔离滤网16将一级冷却箱分隔为进气室17和滤水排气室18，其中一级冷却箱的进口设置在进气室17的底部，在滤水排气室18的顶面上设置的排气口25通过烟筒连接着位于二级冷却箱19底部的进口，在二级冷却箱19内的进口上连接着呈喇叭状的扩散管20，在扩散管20的喇叭口上设置着冷却阻水网21，在二级冷却箱19底部设置的二级冷凝回水管22与一级冷却箱的进气室17相连接，一级冷却箱底部设置的一级冷凝回水管23连接着冷凝箱6。阻火呼吸阀4的结构为在储油罐1罐顶设置的泄压出口上连接着锥台形筒座，在锥台形筒座上部设置着颗粒状泡沫出口，锥台形筒座通过法兰连接着阀体进口管24，在阀体进口管24的管壁上设置着排气口25，位于排气口25上部的阀体内设置着捕物网26，位于捕物网26的上方设置着管状阀座27，在管状阀座27的上端设置着内凹锥形面的阀座配合端口，在阀座配合端口上配合安装着单向阀板29，在管状阀座27内沿管壁均布设置着拉伸弹簧28，拉伸弹簧28下端分别连接在管状阀座27内壁设置的固定环台上，固定环台上端分别连接着单向阀板29，在阀体的上端设置着拱形护罩30。捕物网26由均布层叠的过滤网构成。
Claims (7)
1.一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，包括储油罐(1)，在储油罐(1)罐壁的上部设置着采出液进口(2)，在罐壁的下部设置着采出液出口(3)，其特征是：在储油罐(1)的罐顶上设置着阻火呼吸阀(4)，阻火呼吸阀(4)的结构为在储油罐(1)罐顶设置的泄压出口上连接着锥台形筒座，在锥台形筒座上部设置着颗粒状泡沫出口，锥台形筒座通过法兰连接着阀体进口管(24)，在阀体进口管(24)的管壁上设置着排气口(25)，在位于阻火呼吸阀(4)的腔室内横向设置着捕物网(26)，位于捕物网(26)下方的室壁上设置着颗粒状泡沫出口，颗粒状泡沫出口连接的回收管(7)下口通向储油罐(1)的底部，位于捕物网(26)的上方设置着管状阀座(27)，在管状阀座(27)的上端设置着内凹锥形面的阀座配合端口，在阀座配合端口上配合安装着单向阀板(29)，在管状阀座(27)内沿管壁均布设置着拉伸弹簧(28)，拉伸弹簧(28)下端分别连接在管状阀座(27)内壁设置的固定环台上，固定环台上端分别连接着单向阀板(29)，在阀体的上端设置着拱形护罩(30)；阻火呼吸阀(4)上部设置的排气口(25)通过引气管(5)连接着冷却装置冷凝箱(6)的进气口，蒸汽与油混合物进入储油罐内部，漂浮的颗粒物通过捕物网捕捉，捕捉剩余的无颗粒物气体通过引气管道自压至冷却装置；在冷凝箱(6)内设置着风冷管式换热器(8)，在冷凝箱(6)的顶部设置着汽水分离烟筒(9)，汽水分离烟筒(9)的结构为在冷凝箱(6)的顶部设置着通过烟筒连接着一级冷却箱底部的进口，一级冷却箱内通过设置的隔离滤网(16)将一级冷却箱分隔为进气室(17)和滤水排气室(18)，其中一级冷却箱的进口设置在进气室(17)的底部，在滤水排气室(18)的顶面上设置的排气口(25)通过烟筒连接着位于二级冷却箱(19)底部的进口，在二级冷却箱(19)内的进口上连接着呈喇叭状的扩散管(20)，在扩散管(20)的喇叭口上设置着冷却阻水网(21)，在二级冷却箱(19)底部设置的二级冷凝回水管(22)与一级冷却箱的进气室(17)相连接，一级冷却箱底部设置的一级冷凝回水管(23)连接着冷凝箱(6)；在冷凝箱(6)的下方设置着储液箱(11)，储液箱(11)设置的出液管通过循环泵(12)连接着回液管(13)，回液管(13)的出口连接着位于储油罐(1)上部的进口。
2.根据权利要求1所述的一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，其特征是：在风冷管式换热器(8)的换热管上均布设置着铝翅传热片。
3.根据权利要求1所述的一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，其特征是：在冷凝箱(6)上设置着控制柜(15)。
4.根据权利要求1或3所述的一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，其特征是：在储液箱(11)上设置着自动液位计，在储液箱(11)的出液管上设置着自控流量计；自控液位计、自控流量计和循环泵(12)分别通过导线连接着控制柜(15)。
5.根据权利要求1所述的一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，其特征是：在冷凝箱(6)上设置风机(14)的排风口连接着风冷管式换热器(8)。
6.根据权利要求1所述的一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，其特征是：在冷凝箱(6)的进气口上设置着由耐高温材料构成的过滤网。
7.根据权利要求1所述的一种稠油开采中储罐逸散蒸汽油污回收装置，其特征是：捕物网(26)由均布层叠的过滤网构成。
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