原油脱水系统

摘要

本发明提供一种原油脱水系统，包括油罐本体、设置在油罐本体内的脱水装置、以及回收装置；油罐本体上设置有与油罐本体内相连通的进油管，进油管用于向油罐本体内输送原油；脱水装置包括设置在油罐本体内的超声波发生器，超声波发生器用于发射超声波，从而使原油中水分形成雾状水气；回收装置与油罐本体相连通，以将油罐本体内的雾化水气排出到油罐本体外。本发明通过在油罐本体内设置超声波发生器将原油中水分的分水结构打散而形成雾化水气，并通过回收装置将雾化水气排出到油罐本体的外部，替代了传统的两段式脱水方法对原油进行脱水处理，简化了原油脱水工艺的同时，可以快速地将原油中含水量降低规定标准，提高了脱水效率。

说明书

技术领域

本发明涉及石油开采技术领域，尤其涉及一种原油脱水系统。

背景技术

在石油开采的过程中，从油井中开采出来的原油一般都含有一定量的水分，而无论是原油的储存或者使用过程中都对原油的含水量有严格的控制，因此，需要对原油进行脱水处理，原油脱水是指应用物理或者化学的方法将以游离状态或者乳化液状态伴随在原油中水分除去，使其所含水分达到规定标准的过程。

现有技术中，原油脱水处理的工艺一般包括加热沉降脱水、化学脱水、电脱水法、声化学法这几种方式，对于脱水方式选取一般是根据原油性质、含水率及乳化程度等因素来进行选择，而目前最为常规的原油脱水处理工艺采用两段式脱水方法，先采用加热沉降脱水将原油中水分将至一定浓度后再采用电脱水法进行二次脱水。

但是，采用两段式脱水方法对原油进行处理后的原油的含水量仍然达不到规定标准，还需要对脱水后原油进行自然沉降或者是将脱水后的原油再返回两段式脱水方法中进行再次脱水，造成脱水时间长、脱水效率低。

发明内容

本发明实施例提供一种原油脱水系统，以解决现有技术中脱水时间长、脱水效率低的问题。

为了实现上述的目的，本发明实施例采用如下的技术方案：

本发明实施例提供了原油脱水系统，包括油罐本体、设置在所述油罐本体内的脱水装置、以及回收装置。

所述油罐本体上设置有与所述油罐本体相连通的进油管，所述进油管用于向所述油罐本体内输送原油。

所述脱水装置包括设置在所述油罐本体内的超声波发生器，所述超声波发生器用于发射超声波，从而使原油中水分形成雾状水气。

所述回收装置与所述油罐本体相连通，以将油罐本体内的雾化水气排出到所述油罐本体外。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述脱水装置包括第一雾化件，所述第一雾化件设置在所述油罐本体内，且所述第一雾化件与所述油罐本体的底壁具有预定距离，且所述第一雾化件与所述油罐本体的侧壁之间具有用于脱水后的原油流通的流通通道；所述进油管伸入所述油罐本体的一端位于所述第一雾化件的背离所述底壁的顶部；所述超声波发生器连接在所述第一雾化件上。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述第一雾化件为圆锥形件，以平行于所述底壁的平面为横截面，所述圆锥形件的横截面从背离所述底壁的一端向靠近所述底壁的一端逐渐增大。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述第一雾化件包括第一板体和与第一板体连接的第二板体，所述第一板体与第二板体之间具有预设夹角，且所述第一板体与所述第二板体之间的距离从背离所述底壁的一端向靠近所述底壁的一端逐渐增大。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述预设夹角为120度-160度。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述超声波发生器包括多个超声波振头，多个所述的超声波振头间隔设置在所述第一雾化件靠近所述底壁的一侧。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述脱水装置还包括第二雾化件，所述第二雾化件设置在所述第一雾化件的顶部，且所述第二雾化件上设置有连通孔，所述进油管连接在所述连通孔中。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述第二雾化件与所述第一雾化件相互平行且间隔设置，且所述第二雾化件与所述第一雾化件之间形成抽气腔。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述回收装置包括设置在所述油罐本体外的抽气设备，所述抽气设备的一端连接有管路，所述管路背离所述抽气设备的一端穿设所述油罐本体的侧壁并伸入所述抽气腔中。

如上所述的原油脱水系统，其中，所述进油管上设置有粘度传感器；

所述原油脱水系统还包括控制器，所述控制器分别与所述粘度传感器和所述超声波振头连接，用于根据粘度传感器的测量值来调节超声波振头的频率。

由于采用了上述的技术方案，本发明实施例取得的技术进步：

本发明实施例提供一种原油脱水系统，包括油罐本体、设置在油罐本体内的脱水装置、以及回收装置；油罐本体上设置有与油罐本体相连通的进油管，进油管用于向油罐本体内输送原油；脱水装置包括设置在油罐本体内的超声波发生器，超声波发生器用于发射超声波，从而使原油中水分形成雾状水气；回收装置与油罐本体的内腔相连通，以将油罐本体内的雾化水气排出到油罐本体外。通过在油罐本体内设置超声波发生器将原油中水分的分水结构打散而形成雾化水气，并通过回收装置将雾化水气排出到油罐本体的外部，替代了传统的两段式脱水方法对原油进行脱水处理，简化了原油脱水工艺的同时，可以快速地将原油中含水量降低规定标准，提高了脱水效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本发明实施例提供的一种原油脱水系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的脱水装置的立体图；

图3是本发明实施例提供的脱水装置的主视图；

图4是本发明实施例提供的第一雾化件的仰视图；

图5是本发明实施例提供的另一种原油脱水系统的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的又一种原油脱水系统的结构示意图。

附图标记说明：

1：油罐本体；

2：脱水装置；

21：超声波发生器；

22：第一雾化件；

221：第一板体；

222：第二板体；

23：第二雾化件；

231：连通孔；

24：抽气腔；

3：回收装置；

31：抽气设备；

32：管路；

4：粘度传感器；

5：控制器；

6：线缆；

7：流通通道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而仅仅表示本发明的选定实施方式。

在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1是本发明实施例提供的一种原油脱水系统的结构示意图；图2是本发明实施例提供的脱水装置的立体图；图3是本发明实施例提供的脱水装置的主视图；图4是本发明实施例提供的第一雾化件的仰视图；图5是本发明实施例提供的另一种原油脱水系统的结构示意图；图6是本发明实施例提供的又一种原油脱水系统的结构示意图。

请参考图1至图6所示，本实施例提供了一种原油脱水系统，包括油罐本体1、设置在油罐本体内的脱水装置2、以及回收装置3；油罐本体1上设置有与油罐本体1相连通的进油管，进油管2用于向油罐本体1内输送原油；脱水装置2包括设置在油罐本体内的超声波发生器21，超声波发生器21用于发射超声波，从而使原油中水分形成雾状水气；回收装置3与油罐本体1相连通，以将油罐本体内的雾化水气排出到油罐本体1外。

具体地，原油脱水系统可以用于从油井中开采中原油或者存放于储油设备中的原油进行脱水处理，以使原油中的含水量降低至0.5％以下，符合外输原油的含水量的要求。原油脱水系统包括油罐本体1、设置在油罐本体1内的脱水装置2、以及回收装置3。

油罐本体1可以作为油井地面集油的主要设备。油罐本体1上设置有与油罐本体相连通的进油管11，进油管11作为原油的输送管路，进油管11的一端伸入储油罐本体1的内部，进油管11的另一端可以与采油设备连接或者与储油设备连接。其中，油罐本体1的形状可以有多种选择，比如圆柱形或者方形；另外，进油管11与油罐本体1之间的连接方式可以有多种选择，比如，油罐本体1上开设有进油孔，进油管11可以固定在进油孔内或者是可拆卸连接在进油孔，对于进油管固定在进油孔的情况，进油管的侧表面可以焊接在进油孔中，而对于进油管可拆卸连接在进油孔中，进油管的侧表面与进油孔的内表面之间可以设置密封圈，来保证进油管与油罐本体之间的密闭性，防止空气中水分进入油罐本体内而增大原油中的含水量，也可以避免中存在于原油中的天然气扩散至空气中，增加危险性气体的含量。再者，进油管11的材质可以有多种选择，比如：进油管可以为软管也可以为硬管。

脱水装置2作为原油脱水系统的脱水设备，可以对原油的水分进行脱水，脱水装置2包括设置在油罐本体1内的超声波发生器21，超声波发生器21用于发射超声波，从而使原油中水分形成雾状水气，降低原油中含水量。其中，超声波发生器与油罐本体之间的位置关系可以有多种选择，比如：超声波发生器21可以设置在油罐本体1的底壁上，可以保证超声波发生器的稳固性；又比如，超声波发生器可21以设置通过支撑件在油罐本体1内，并与油罐本体的底壁具有预定距离，可以分批对输送至超声波发生器上的原油进行超声波处理，可以提高脱水效率的同时可以最大程度对原油进行脱水。

回收装置3可以将油罐本体1内的雾化水气排出到油罐本体1外，也可以将原油中掺杂的部分天然气也排出到油罐本体外，回收装置与油罐本体的相连通，通过对油罐本体的内部施加一个引力，将雾化水气和天然气排出到油罐本体外，达到对原油脱水的目的。

进一步地，回收装置3包括设置在油罐本体外的抽气设备31，抽气设备31的一端连接有管路32，管路32背离抽气设备31的一端穿设油罐本体1的侧壁并伸入油罐本体1内，其中，抽气设备31可以为引风机，其次，管路32与油罐本体1之间的连接方式可以有多种选择，比如，管路32可以固定设置在油罐本体1上，也可以为可拆卸连接在油罐本体1上，进油管的侧表面与储油罐本体之间可以设置密封圈，来保证进管路与油罐本体之间的密闭性，防止空气中水分进入油罐本体内而增大原油中的含水量，也可以避免中存在于原油中的天然气扩散至空气中，增加危险性气体的含量。再者，管路32的材质可以有多种选择，比如：管路32可以为软管也可以为硬管。另外，管路背离与罐本体的一端可以连接收集装置，可以将雾化水气和天然气收集起来。

当需要对原油进行脱水时，将脱水装置安装在油罐本体内，并给超声波发生器通电，使超声发生器发射超声波，再通过进油管向油罐本体内输送原油，原油在超声波的作用下将液态水分子间的分子结构打散而产生雾化水气，并通过与油罐本体相连通的回收装置，将雾化水气和天然气排出到油罐本体外。

本发明实施例通过超声波发生器的设置，通过高频谐振来将液态水分子间的分子结构打散转化为雾化水气来实现原油的脱水，并通过回收装置排出到油罐本体的外部，实现对原油的快速有效地脱水处理，避免采用传统的加热沉降脱水、化学脱水进行脱水，提供脱水效率的同时降低了对环境的污染以及脱水成本。

请参考图2和图3，脱水装置2包括第一雾化件22，第一雾化件22设置在油罐本体内，且第一雾化件22与油罐本体1的底壁具有预定距离，且第一雾化件22与油罐本体1的侧壁之间具有用于脱水后的原油流通的流通通道7；进油管11伸入油罐本体1的一端位于第一雾化件22的背离底壁的顶部；超声波发生器21连接在第一雾化件22上。

具体地，第一雾化件22可以作为超声波发生器21的安装载体，也作为原油雾化反应的反应面，第一雾化件22设置在油罐本体1内，并与油罐本体的底壁具有预定距离，至于预定距离可以根据原油脱水后的含水量进行自由设定，其中第一雾化件与油罐本体之间的连接关系可以有多种选择，比如：第一雾化件焊接在油罐本体内，又比如：第一雾化件可以卡接在油罐本体内。此外，第一雾化件上还可以设置有用于支撑件，支撑件的一端与油罐本体固定连接，另一端与底壁连接，这样可以增加第一雾化件的稳固性，增强第一雾化件的承载能力。

进一步地，超声波发生器21包括多个超声波振头，多个超声波振头间隔设置在第一雾化件22靠近底壁的一侧。其中，多个超声振头可以固定连接在第一雾化件上也可以可拆卸连接在第一雾化件上，当多个超声波振头与第一雾化件固定连接时，可以采取多种固定方式，比如：每个超声波振头可以通过螺栓固定在第一雾化件上，且通过胶水进行加固，可以保证超声波振头与第一雾化件之间的连接强度，再者，每个超声波振头背离第一雾化件的一端设有防爆接头，可以提高安全性能。另外，多个超声振头可以沿第一雾化件的长度方向或者宽度方向进行排列或者以矩形阵列的方式排布在第一雾化件上。

另外，进油管11作为原油的输送载体，其伸入油罐本体1的一端位于第一雾化件22背离底壁的顶部，用于将原油输送至第一雾化件上，通过位于第一雾化件22上超声波发生器21发出超声波将液态的水分转化为雾化水气。

此外，流通通道7可以为脱水后的原油提供流通的路径，通过第一雾化件22与油罐本体1的侧壁之间的预定距离构造成流通通道7，即第一雾化件22的两端距油罐本体1的侧壁间隔预定距离，以使脱水后的原油经由流通通道流至油罐本体中进行储存，其中，流通通道7的大小可以根据原油的输送速度以及脱水效率来进行设计。

当需要对原油进行脱水时，将安装有超声波发生器的第一雾化件设置在油罐本体内，并与油罐本体的底壁具有预定距离，然后给超声波发生器通电，使超声发生器发射超声波，再通过进油管向油罐本体内输送原油，原油在第一雾化件上经由超声波的作用下将液态水分子间的分子结构打散而产生雾化水气，并通过与油罐本体的内腔相连通的回收装置，将雾化水气和天然气排出到油罐本体外，而脱水后的原油会经由流通通道流至油罐本体中进行储存。

本实施例将第一雾化件设在油罐本体底壁的上方，且第一雾化件与油罐本体的侧壁之间具有用于脱水后的原油流通的流通通道，可以逐批对输送至超声波发生器上的原油进行超声波处理，可以提高脱水效率的同时可以最大程度对原油进行脱水。

进一步地，作为第一雾化件的一个实施方式，第一雾化件22为圆锥形件，以平行于底壁的平面为横截面，圆锥形件的横截面从背离所底壁的一端向靠近底壁的一端逐渐增大。

具体地，第一雾化件22作为原油与超声波发生器接触的反应面，其可以为圆锥形件，以平行于底壁的平面为横截面，圆锥形件的横截面从背离底壁的一端向靠近底壁的一端逐渐增大，以使圆锥形件的外表面与垂直于底壁的方向呈锐角设置，便于脱水后的原油沿圆锥形件的外表面流至流通通道，最后流至油罐本体中进行储存，且圆锥形件的外表面可以增大与原油的接触面积，使原油均匀地分布在第一雾化件上，提高脱水效率。

进一步地，作为第一雾化件的另一个实施方式，第一雾化件22包括第一板体221和与第一板体连接的第二板体222，第一板体221与第二板体222之间具有预设夹角，且第一板体221与第二板体222之间的距离从背离底壁的一端向靠近底壁的一端逐渐增大。

请参考图4，具体地，第一雾化件22包括第一板体221和与第一板体连接的第二板体222，其中第一板体221与第二板体222可以为一体成型，也可以通过焊接方式固定起来的，本实施例设计的第一雾化件具有加工制作、安装方便的优势，此外，第一板体221与第二板体222之间具有预设夹角，其中预设夹角大小是综合考虑原油的流速、粘度、含水量以及超声波发生器的频率来进行设计的。

进一步地，预设夹角为120度-160度，从而使原油均匀分布在第一雾化件22上，且可以使脱水后的原油平缓地沿倾斜设置的第一板体221和第二板体222的流通至油罐本体1内，优先地，预设夹角为150度，可以保证原油在第一雾化件上的流速不至于过快或者过慢，如果原油的流速过快会造成超声波脱水效果不好致使脱水后的原油的脱水量达不到规定标准，同时，原油的流速过慢虽然保证了原油的脱水效果但是脱水效率差造成生产成本提高。

进一步地，在另一个实施例，脱水装置2还包括第二雾化件23，第二雾化件23设置在第一雾化件22的顶部，且第二雾化件23上设置有连通孔231，进油管11连接在连通孔231中。

请参考图,6，具体地，第二雾化件23作为脱水装置的一部分，设置在第一雾化件22的顶部，可以对输送至第一雾化件22上原油进行限制防止原油因下落过程中冲力而反击到油罐本体的侧壁上，致使部分的原油中水分并不能被超声波雾化，其中，第二雾化件23的形状可以与第一雾化件22的形状相一致也可以为与油罐本体的底壁相平行的板状体，另外，第二雾化件23可以固定在油罐本体内也可以拆卸连接在油罐本体，此外，第二雾化件23上也可以设有多个超声波发生器，这样可以对溅射到第二雾化件23上的原油进行超声波雾化脱水，既能快速对原油进行脱水，也能提高脱水效果，避免存在溅射到第二雾化件23上部分原油并不能进行脱水，增大脱水后的原油的含水量。

第二雾化件23上设置有连通孔231，进油管11连接在连通孔231中，其中，进油管11与连通孔231之间的连接方式有多种选择，可以为固定连接也可以为可拆卸连接。

进一步地，第二雾化件23与第一雾化件22相互平行且间隔设置，且第二雾化件23与第一雾化件22之间形成抽气腔24。其中，第一雾化件22与第二雾化件23之间的抽气腔，可以方便回收装置更加快速有效将雾化水气和天然气排到油罐本体的外部，另外，回收装置3中的管路32背离抽气设备31的一端穿设油罐本体的侧壁并伸入抽气腔24中，其中抽气腔24的大小可以根据管路的外径进行自由设计。

请参考图5，进一步地，进油管11上设置有粘度传感器4；原油脱水系统还包括控制器5，控制器5分别与粘度传感器4和超声波振头连接，用于根据粘度传感器的测量值来调节超声波振头的频率。

具体地，粘度传感器4设置在进油管11上，可以检测位于进油管11中原油的粘度，为调整超声波振头的频率提供依据。

进一步地，本实施例设计的原油脱水系统还包括控制器5，控制器5与粘度传感器4和超声波振头之间可以通过线缆6连接也可以通过通讯连接，用于接收粘度传感器4的检测信号，并根据检测信号实时地调整超声波振头的频率，保证原油脱水的效率。

进一步地，进油管11上还设置有流量计和/原油含水量分析仪，流量计和/原油含水量分析仪与控制器通讯连接，可以与粘度传感器4相辅相成，为调整超声波的频率提供更为可靠有力的理论依据。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"、"固定"等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征"上"或"下"可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在以上描述中，参考术语"一个实施例"、"一些实施例"、"示例"、"具体示例"、或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。