多级无压损油田采出水压力气浮除油设备

技术领域

本发明涉及油田采出水处理设备领域，具体涉及多级无压损油田采出水压力气浮除油设备。

背景技术

现有压力气浮采出水处理工艺过程，如图3所示，（含油）采出水在约0.2MPa下经混合器，与破乳剂、溶气液充分混合后进入1级气浮器除油，1级气浮器顶部排出浮油，底部排出含有一部分原油的污水。从1级气浮器底部排出的污水进入2级气浮器入口的混合器，以此类推，直到最后1级，顶部排出浮油后，接入浮油汇管，底部排出净水。

在这个过程中存在以下问题，一是从1级气浮到最后4级气浮，在这个过程中必不可少会产生0.1～0.15MPa压降。二是当采用2级以上的气浮生产设备时，整个流程复杂，增加了投资成本、能源的消耗和设备的故障率；三是由于各个气浮器之间压力变化频繁，因此需要不断的进行液位控制，保证处理效果，但是这就极大的增加了操作难度同时还会影响分离油水效果。

发明内容

本发明提供了一种多级无压损油田采出水压力气浮除油设备，其特点是设备整体结构简单，原理可靠，通过重力完成含油污水的多级处理分离，可实现无压损低能耗使用。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：多级无压损油田采出水压力气浮除油设备，包括罐体；所述罐体内设有污水进水缓冲腔、净水出水缓冲腔、压力气浮油水分离腔和浮油收集腔。

所述罐体外设有进液管线；所述进液管线贯穿于罐体并与污水进水缓冲腔相连通。

所述污水进水缓冲腔和压力气浮油水分离腔之间通过升液管相连通。

所述压力气浮油水分离腔和净水出水缓冲腔之间通过排水管相连通。

所述污水进水缓冲腔、压力气浮油水分离腔和净水出水缓冲腔依次相接，且污水进水缓冲腔和压力气浮油水分离腔的相接处与压力气浮油水分离腔和净水出水缓冲腔的相接处均通过隔板分隔。

所述浮油收集腔位于污水进水缓冲腔、压力气浮油水分离腔和净水出水缓冲腔的外部，且压力气浮油水分离腔和浮油收集腔之间通过溢流板分隔。

所述隔板的高度高于溢流板的高度，且隔板和溢流板的顶端与罐体的顶层之间设有间隙。

所述压力气浮油水分离腔依次连接的设有多个；且多个压力气浮油水分离腔之间均通过隔板分隔，并通过升液管相连通。

所述排水管的出口端高度小于等于溢流板的高度，并大于升液管的出口端高度。

作为优化，所述升液管上均设有溶气液喷入装置；所述排水管的出口端高度小于溢流板的高度，并大于升液管的出口端高度。

作为优化，所述浮油收集腔的下端设有浮油排管，浮油收集腔内设有浮子液位调节器；所述浮子液位调节器与浮油排管上的开关相连接。

作为优化，所述净水出水缓冲腔的下端设有净水排管；所述净水出水缓冲腔内设有浮子液位调节器；所述浮子液位调节器与净水排管上的开关相连接。

作为优化，所述罐体的上端外设有气体压力平衡管线；所述气体压力平衡管线上设有分气包和自力式压力调节阀。

作为优化，所述升液管为“L”形结构，其出口端位于压力气浮油水分离腔内的中央处，其进口端位于压力气浮油水分离腔的下端一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：该设备整体结构简单，原理可靠，通过重力完成含油污水的多级处理分离，可实现无压损低能耗使用，几乎无需提供额外的动力能源；通过罐体内的合理布局，极大的提高了含油污水的处理效率和效果，所占空间小，流程短；同时设备可以根据具体实际情况，进行多级控制，实现精细化管理；整套设备采用机械原理控制，可以完全实现无人控制操作，并保证设备的安全运行。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为背景技术记载技术方案的结构示意图。

其中，罐体1、进液管线2、污水进水缓冲腔3、净水出水缓冲腔4、隔板5、压力气浮油水分离腔6、溢流板7、升液管8、排水管9、浮油排管10、净水排管11、浮子液位调节器12、浮油收集腔13、溶气液喷入装置14、分气包15、自力式压力调节阀16、气体压力平衡管线17。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

多级无压损油田采出水压力气浮除油设备，包括罐体1；所述罐体1内设有污水进水缓冲腔3、净水出水缓冲腔4、压力气浮油水分离腔6和浮油收集腔13。所述罐体1外设有进液管线2；所述进液管线2贯穿于罐体1并与污水进水缓冲腔3相连通。所述污水进水缓冲腔3和压力气浮油水分离腔6之间通过升液管8相连通。述压力气浮油水分离腔6和净水出水缓冲腔4之间通过排水管9相连通。所述污水进水缓冲腔3、压力气浮油水分离腔6和净水出水缓冲腔4依次相接，且污水进水缓冲腔3和压力气浮油水分离腔6的相接处与压力气浮油水分离腔6和净水出水缓冲腔4的相接处均通过隔板5分隔。所述浮油收集腔13位于污水进水缓冲腔3、压力气浮油水分离腔6和净水出水缓冲腔4的外部，且压力气浮油水分离腔6和浮油收集腔13之间通过溢流板7分隔。所述隔板5的高度高于溢流板7的高度，且隔板5和溢流板7的顶端与罐体1的顶层之间设有间隙。所述压力气浮油水分离腔6依次连接的设有多个；且多个压力气浮油水分离腔6之间均通过隔板5分隔，并通过升液管8相连通。

所述排水管9的出口端等于溢流板7的高度。

所述浮油收集腔13的下端设有浮油排管10，浮油收集腔13内设有浮子液位调节器12；所述浮子液位调节器12与浮油排管10上的开关相连接。

所述净水出水缓冲腔4的下端设有净水排管11；所述净水出水缓冲腔4内设有浮子液位调节器12；所述浮子液位调节器12与净水排管11上的开关相连接。

所述罐体1的上端外设有气体压力平衡管线17；所述气体压力平衡管线17上设有分气包15和自力式压力调节阀16。

所述升液管8为“L”形结构，其出口端位于压力气浮油水分离腔6内的中央处，其进口端位于压力气浮油水分离腔6的下端一侧。

其工作原理为：

含油污水通过进液管线2进入污水进水缓冲腔3内进行缓冲处理，然后通过升液管8进入压力气浮油水分离腔6内，其中压力气浮油水分离腔6设有多个。

含油污水注入到压力气浮油水分离腔6内后，液面逐渐上升直至与溢流板7平齐，由于油的密度低于水的密度，因此油层逐渐浮至上方，另外，通过自溶气液喷入装置14注入溶气液，对压力气浮油水分离腔6内的液体产生扰动，在继续注入含油污水后，上层的浮油就会通过溢流板7溢流进入浮油收集腔13中进行收集。浮油收集腔13内的液位高度通过浮子液位调节器12进行控制，当液位较高时打开浮油排管10上的开关阀，进行排油处理。

在油水分离的过程中，压力气浮油水分离腔6内的水则通过升液管8，不断的排入下个压力气浮油水分离腔6内，并继续进行油水分层处理。这里通过隔板5和溢流板7上方的空隙设计，使得各个腔室上方气压连通，下方通过升液管8液相连通，利用U形管原理，实现多级液面液位一致，进行多级浮油处理收集，分离的水则最后排入到排水管9中，由于排水管9的上端面与溢流板7平齐，因此当为纯静态截止时，水管9的上端面液位与压力气浮油水分离腔6内的液位相平齐，在考虑到介质表面张力和不断注入造成溢流波动的情况下，分离后的水会通过排水管9的上端面不断溢流至净水出水缓冲腔4内。净水出水缓冲腔4内的液位高度通过浮子液位调节器12进行控制，当液位较高时打开净水排管11即可。

实施例2：

实施例2与实施例1的具体区别在于：所述排水管9的出口端高度小于溢流板7的高度并大于升液管8的出口端高度。所述升液管8上均设有溶气液喷入装置14；所述排水管9的出口端高度小于溢流板7的高度，并大于升液管8的出口端高度。

这里的排水管9的出口端高度小于溢流板7的高度并大于升液管8的出口端高度，及排水管9的出口端高度略低于溢流板7的高度。

因为考虑到动态平衡的延迟性和浮油在溢流过程中所造成的液面波动有限，因为如果当排水管9的出口端高度与溢流板7的高度完全平行时，排水管9的排水效果可能会相对较差。

因此，将排水管9的出口端高度设计为略低于溢流板7的高度，同时在各个升液管8上设有溶气液喷入装置14；溶气液喷入装置14通过向升液管8内注入大量气泡，实现对压力气浮油水分离腔6内的液位面造成波动，以此提高排水管9的排水效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。