帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采用蒸餾法全自動測量原油含水率的方法中需要減壓冷凝時使用的一種方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]原油含水的比例是一項重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)。由于油井中的石油和水在地心熱能的作用下已經(jīng)混合成一種液體，因此要想測量此混合液體中含水率的方法比較繁瑣。目前有一種稱重式柱塞往復(fù)抽吸取樣的全自動原油含水率蒸餾測量方法，但是該方法是將蒸餾后的蒸汽直接排入大氣，由于蒸汽中含有少量的油分子以及天然氣，會帶來安全隱患；為此，本發(fā)明的變?nèi)莘e式負壓冷凝器可收集蒸餾測量中的蒸汽并冷凝后排回原油生產(chǎn)管線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的用機械裝置和電子控制技術(shù)替代人工，實現(xiàn)原油含水率的全自動化測量，并保障其測量過程實現(xiàn)全密閉流程，保證了原油含水率全自動化測量過程中的安全。
[0004]本發(fā)明是一種帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其有4個特點:
[0005]1.冷凝器的冷凝室為變?nèi)莘e的。
[0006]2.有一個關(guān)閉蒸餾室的機械控制單向球閥。
[0007]3.在關(guān)閉球閥后，冷凝室因容積變大而形成負壓。
[0008]4.絲桿千斤結(jié)構(gòu)可使柱塞強制向高壓原油管線排除冷凝室中的冷凝液體和氣體。
[0009]本發(fā)的帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器的冷凝室(I)中有一個由減速機(13)和防爆電機(14)驅(qū)動的千斤絲桿(3)，千斤絲桿(3)的旋轉(zhuǎn)可帶動柱塞(2)上、下運動；通過柱塞(2)的往復(fù)運動來改變冷凝室(I)的工作容積，提供一個負壓冷凝條件；采用千斤絲桿(3)推動柱塞(2)強制排液；在冷凝器的上部安裝有不銹鋼球閥￠)，不銹鋼球閥(6)在彈簧(7)和頂桿(8)的作用下與柱塞(2)聯(lián)動。
[0010]冷凝器是由冷凝室⑴、柱塞⑵、千斤絲桿(3)、冷凝器體⑷、冷凝器上蓋(5)、不銹鋼球閥(6)、彈簧(7)、頂桿(8)、進氣單向閥(9)、排液單向閥(10)、柱塞密封圈(11)、定位導(dǎo)向銷(12)、減速機(13)和防爆電機(14)及壓力傳感器(15)組成。
[0011]通過柱塞(2)向下運動擴大了冷凝室(I)的工作容積，可在冷凝室(I)內(nèi)產(chǎn)生負壓。
[0012]冷凝器與外部只有兩個管路通道，A通道與B通道。其中A通道與原油管路連通，原油管路中流動著0.5Mpa至2Mpa的原油，A通道上安裝有兩個單向閥，其中排液單向閥
(10)確保了流動介質(zhì)只能從冷凝室(I)流向原油管路，而不能反向流動出通道是與蒸餾器連通，B通道與冷凝室(I)之間安裝有進氣單向閥(9)，該閥確保了蒸餾器中的水蒸汽順利地進入冷凝室(I)，而冷凝后的液體不會反灌回蒸餾器。
[0013]使用進氣單向閥(9)、排液單向閥(10)與柱塞⑵的組合結(jié)構(gòu)，使得進入冷凝器的工作介質(zhì)只能單方向順序流動。
[0014]由千斤絲桿(3)與定位導(dǎo)向銷(12)的組合結(jié)構(gòu)，將防爆電機(14)和減速機(13)的旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)換成柱塞(2)的向上直線運動，將冷凝后的液體和殘余氣體通過A通道強制排回原油管路。
[0015]在A通道與B通道之間還安裝有不銹鋼球閥(6)，該閥確保原油只能從B通道流向A通道，而不能反向流動。這一特性保證了蒸餾器和冷凝器工作時不受原油管路中原油壓力的影響。但是，該特性妨礙了蒸餾器的取樣工作，因此需要在蒸餾器取樣時打開不銹鋼球閥
(6)，這一工作便交由柱塞(2)來完成。在柱塞(2)和不銹鋼球閥(6)之間專門安裝了頂桿
(8)，頂桿(8)上頭與不銹鋼球閥￠)的不銹鋼球接觸，下頭與快要達到上死點的柱塞(2)相碰。具體工作時當柱塞(2)接近上死點時，推動頂桿(8)亦向上運動并推動不銹鋼球閥
(6)克服彈簧(7)的彈力一起向上運動，開啟液流通道；反之，當柱塞(2)下行時，推動頂桿
(8)失去了支撐力，不銹鋼球閥(6)在彈簧(7)的彈力作用下關(guān)閉液流通道，所以不銹鋼球閥(6)與柱塞(2)屬于一種在上死點附近打開閥的機械聯(lián)動結(jié)構(gòu)。
[0016]在冷凝器上蓋(5)與冷凝室(I)相通的部位安裝有壓力傳感器(15)，用以監(jiān)測冷凝室(I)內(nèi)的工作壓力。
[0017]發(fā)明效果全自動原油含水率蒸餾測量方法實現(xiàn)了油田計量自動化管理，帶來了提高勞動生產(chǎn)率、降低采油成本的效果。但是亦帶來了安全生產(chǎn)的隱患，限制了使用的范圍。本發(fā)明將原來開放測量工藝改為密閉測量流程，使得整個測量過程不對外排放一點物質(zhì)，實現(xiàn)了全自動安全測量。
【附圖說明】
[0018]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]附圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明主要由15種主要元件組成，附圖1繪出了它們之間的具體位置。
[0020]本發(fā)明核心的工作原理是變?nèi)莘e式的冷凝室⑴。冷凝室⑴是由冷凝器體⑷、冷凝器上蓋(5)、柱塞(2)、柱塞密封圈(11)、頂桿(8)和通往原油管路的A通道及通往蒸餾器的B通道等組成。
[0021]冷凝器上蓋(5)上安裝有不銹鋼球閥(6)，不銹鋼球閥(6)的右上邊是通向原油管路的A通道，其左下邊的通道是通向蒸餾室的B通道；平時不銹鋼球在彈簧(7)的作用下被壓在閥座上，切斷了原油管路通向蒸餾室的液路通道，由原油管路來的高壓原油進入球閥的上面，同彈簧(7) —起對不銹鋼球施力將鋼球緊緊壓在閥座上，此時蒸餾室內(nèi)無原油。
[0022]本發(fā)明的帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器工作分為二步:
[0023]冷凝器工作的第一步是排空冷凝室(I)、打開不銹鋼球閥(6):
[0024]由計算機控制防爆電機(14)反轉(zhuǎn)，防爆電機(14)的扭矩經(jīng)減速機(13)減速增距后帶動千斤絲桿(3)逆時針旋轉(zhuǎn)將柱塞(2)向上頂出，將冷凝室(I)中的冷凝介質(zhì)通過排液單向閥(10)和A通道強制排回原油管路。同時當柱塞(2)接近上死點時，推動頂桿(8)亦向上運動并推動不銹鋼球閥(6)中的不銹鋼球克服彈簧(7)的彈力一起向上運動，開啟了 A通道與B通道之間的液流通道，為蒸餾器自動測試的原油取樣工作做好準備。
[0025]冷凝器工作的第二步是產(chǎn)生負壓，冷凝蒸汽:
[0026]蒸餾器完成取樣工作時，所取原油樣本是帶有原油管路中的壓力的，這會提高原油樣本中水分蒸發(fā)的溫度，不但浪費了能量，還使蒸餾室壓力增高，產(chǎn)生高壓爆炸的危險，因此需要采取降壓措施。
[0027]冷凝器降壓的主要方法是讓柱塞(2)下行，擴大冷凝室(I)的工作容積，具體實施方法是由計算機控制防爆電機(14)正轉(zhuǎn)，防爆電機(14)的扭矩經(jīng)減速機(13)減速增距后帶動千斤絲桿(3)順時針旋轉(zhuǎn)將柱塞(2)向下退出，由于此時不銹鋼球閥(6)已關(guān)閉，冷凝器通過B通道與蒸餾器形成了一個密閉的空間，該密閉空間內(nèi)又被進氣單向閥(9)分成了蒸餾室和冷凝室兩個相對獨立的空間；冷凝室(I)通過柱塞(2)下行擴大了工作容積，產(chǎn)生了負壓并通過進氣單向閥(9)傳遞到蒸餾室；在柱塞(2)下行的過程中，計算機一方面控制柱塞(2)的下行，另一方面又通過壓力傳感器(15)檢測冷凝室(I)的壓力值，當冷凝室(I)出現(xiàn)微負壓0.0lMpa時，計算機便停止柱塞(2)的下行；當冷凝室(I)出現(xiàn)零壓時，計算機便繼續(xù)柱塞(2)的下行……，在計算機的閉環(huán)控制下，負壓一直持續(xù)到蒸餾室中原油樣本的水分被充分蒸發(fā)掉。如果蒸餾室中原油樣本的水分過大，柱塞(2)下行已到達下死點，計算機會停止蒸餾器的加熱器工作，同時啟動排空冷凝室(I)的程序，但是柱塞(2)向上運動的距離以不碰到頂桿(8)為準則。
[0028]計算機通過稱重檢測到蒸餾室中原油樣本的重量不再減少，說明油水分離已經(jīng)完成。計算機便會控制冷凝器返回工作的第一步排空冷凝室(I)、打開不銹鋼球閥出)；開始下一次或另一口井的全自動原油含水率蒸餾測量工作。
【主權(quán)項】
1.一種帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其特征在于:冷凝器的冷凝室(1)中有一個由減速機(13)和防爆電機(14)驅(qū)動的千斤絲桿(3)，千斤絲桿(3)的旋轉(zhuǎn)可帶動柱塞(2)上、下運動；通過柱塞(2)的往復(fù)運動來改變冷凝室(I)的工作容積，提供一個負壓冷凝條件；采用千斤絲桿(3)推動柱塞(2)強制排液；在冷凝器的上部安裝有不銹鋼球閥出)，不銹鋼球閥(6)在彈簧(7)和頂桿(8)的作用下與柱塞(2)聯(lián)動；冷凝器是由冷凝室(I)、柱塞(2)、千斤絲桿(3)、冷凝器體(4)、冷凝器上蓋(5)、不銹鋼球閥￠)、彈簧(7)、頂桿(8)、進氣單向閥(9)、排液單向閥(10)、柱塞密封圈(11)、定位導(dǎo)向銷(12)、減速機(13)和防爆電機(14)及壓力傳感器(15)組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其特征在于:通過柱塞(2)向下運動擴大了冷凝室(I)的工作容積，可在冷凝室(I)內(nèi)產(chǎn)生負壓。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其特征在于:使用進氣單向閥(9)、排液單向閥(10)與柱塞(2)的組合結(jié)構(gòu)，使得進入冷凝器的工作介質(zhì)只能單方向順序流動。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其特征在于:由千斤絲桿(3)與定位導(dǎo)向銷(12)的組合結(jié)構(gòu)，將防爆電機(14)和減速機(13)的旋轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)換成柱塞(2)的向上直線運動，將冷凝后的液體和殘余氣體強制排回原油管路。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其特征在于:當柱塞(2)接近上死點時，推動頂桿(8)亦向上運動并推動不銹鋼球閥(6)克服彈簧(7)的彈力一起向上運動，開啟液流通道；反之，當柱塞(2)下行時，推動頂桿(8)失去了支撐力，不銹鋼球閥(6)在彈簧(7)的彈力作用下關(guān)閉液流通道，所以不銹鋼球閥(6)與柱塞(2)屬于一種在上死點附近的聯(lián)動結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其特征在于:在冷凝器上蓋(5)與冷凝室(I)相通的部位安裝有壓力傳感器(15)，用以監(jiān)測冷凝室(I)內(nèi)的工作壓力。
【專利摘要】一種帶球閥和機械強制排液的變?nèi)莘e式負壓冷凝器，其特征在于：冷凝器的冷凝室(1)中有一個由減速機(13)和防爆電機(14)驅(qū)動的千斤絲桿(3)，千斤絲桿(3)的旋轉(zhuǎn)可帶動柱塞(2)上、下運動；通過柱塞(2)的往復(fù)運動來改變冷凝室(1)的工作容積，提供一個負壓冷凝條件；采用千斤絲桿(3)推動柱塞(2)強制排液；在冷凝器的上部安裝有不銹鋼球閥(6)，不銹鋼球閥(6)在彈簧(7)和頂桿(8)的作用下與柱塞(2)聯(lián)動。
【IPC分類】G01N35/00
【公開號】CN204903558
【申請?zhí)枴緾N201520646143
【發(fā)明人】許楠
【申請人】昆山中慈工控科技開發(fā)有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月26日