油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置。它解决了现有油水分离时能源浪费大等技术问题。包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置、三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统、集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统、好油净化油罐系统、炼油厂、电辅助蒸汽发生炉系统、反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统、污水处理系统和回灌水井。优点在于：提高了净化效率，可增强回注井的回注水能力，尽可能地利用可再生能源作为热力能源，降低了回注水的温度，消除了废水排放污染，免去了因使用燃烧炉产生烟尘污染的可能性。

Oil-water Separation and Wastewater Evaporation and Concentration Heat Pump System in Oilfield Oil Gathering Station

【技术实现步骤摘要】
油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置
本专利技术属于热泵设备
，具体涉及一种油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置。
技术介绍
石油采油集输系统通常是高含水石油采集至地面后，根据出油温度和传输距离，以及当地的气候特征，仅保温输送或经使用燃料的燃烧炉加热输送至集输站/联合站，在站内再经使用燃料的燃烧炉进行分步加热加温至45～55℃进行油水分离/净化，好油被保温输出，污水进入污水处理厂深度净化后，由压力泵向回注井注水，这一过程中的加热热源通常是由燃煤/油气/蒸汽锅炉以0.2～0.4MPa饱和蒸汽向各换热器以间壁式换热方式提供的。总热量中，一部分用于加温预热来油，一部分是设备与管线的散热损失，一部分由净化后输出的好油带走，一大部分随污水排往污水处理系统，之后再回注到地下，因此这一大部分随污水排走的热量就被浪费了。废水处理系统工艺通常有三级机械吸附过滤净化，一级气浮分离，末级超滤膜深度净化，其运行能耗较大，反清洗再生时产生的废水仍需再次深度处理方能排放。因此提高石油采油集输系统中油水分离时热利用率就是一个紧迫的问题。为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案，例如，中国专利文献公开了一种油田余热天然气高温热泵工艺[申请号：200810015763.8]：该工艺是利用油井采出液或油田污水余热，通过换热器获得热泵所需的低品位能源，而该热泵是应用油田天然气作为动力，经天然气发动机带动热泵压缩机的热泵体系，经天然气热泵提温后，将热量再利用。上述方案虽然在一定程度上缓解了油田余热的利用率低的问题，但是该方案依然存在着：油水分离时候的污水再利用率低，需要天然气进行加热不够环保的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种利用可再生能源为热力能源提高热量效率的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案：本油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，本系统装置包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置连接有三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统依次连接有集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统和好油净化油罐系统，所述的好油净化油罐系统连接有炼油厂，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统和集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统之间设有电辅助蒸汽发生炉系统，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统和好油净化油罐系统连接有反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统，且所述的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统通过污水处理系统和回灌水井相连。当系统进入正常工作状态后，由于抽油井口的太阳光热集热蓄热池的热能的加入，油水混合物进入集输站后再由电动热泵的升温效应维持油水分离罐、好油净化罐内45℃左右进行分离与净化。油水分离后的污水经过热泵装置蒸发冷却，热能被回收，污水以15℃左右进入污水处理系统后再经压力水泵向回注井注入。反清洗废水经过蒸发浓缩固溶物以干态分离出来。其直接效果是尽可能多地利用可再生能源作为热力能源，消除了废水排放污染，降低了回注污水的温度。因不使用燃烧加热炉而避免了烟气污染的可能性。在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置包括设置在采油井内的出油管，所述的出油管分别和至少一个带保温结构的地面构筑池体内的埋入式盘管换热器的一端相连，所述的带保温结构的地面构筑池体上端设有透光隔热板，所述的带保温结构的地面构筑池体内存放有过饱和盐溶液且所述的埋入式盘管换热器浸设在过饱和盐溶液内。其中，这里的带保温结构的地面构筑池体上端设有等面积的双层隔热玻璃透光板，池体内饱和浓盐溶液，盐溶液内置换热盘管及其进出入接口。当采油井出口的油水混合物的温度＜40℃时，通过阀门控制可将此导入已被太阳光热加热至60℃以上的盐溶液之中的盘管时，能使其温度升至45℃以上，据此可充分地减少集输站站内的加热分离处理过程的加热能量。这种装置可根据采油井现场场地状况可集中或分散设置1～N个。在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统包括至少一个依次相连的油水静止分离罐体，相邻两个油水静止分离罐体之间通过罐内油位出口控制器相连，在油水静止分离罐体上端设有罐体呼吸阻火阀，下端设有罐内循环再加热及气浮释放器，所述的油水静止分离罐体通过入站油水混合总管和埋入式盘管换热器的一端相连，所述的罐内循环再加热及气浮释放器通过罐内加热污水再循环入口管与设置在罐内污水循环再热总进水管上的空气吸入曝气器相连，所述的罐内污水循环再热总进水管上设有与空气吸入曝气器相连的污水再热低温再循环供水泵，且所述的空气吸入曝气器和污水再热低温再循环供水泵之间连接有设置在再循环污水出管上的污水再热高温再循环供水泵，所述的油水静止分离罐体通过罐内加热污水再循环出口管和污水再热循环回水总管相连，且所述的污水再热循环回水总管连接有污水再热循环回水泵。其中，对采油井输送来的油水混合物进行油水预热，加温达到利用物理化学手段在罐内完成油水分离的目的。其加温过程如果有需要时，可再用热泵机组产生的40～50℃的水蒸汽采用热掺方式预热入站油水混合物至45℃左右，采用油水分离罐底部污水罐外循环时用热泵机组产生的50～60℃的水蒸汽热掺方式使分离罐内温度维持在45℃左右的设置温度。在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的好油净化油罐系统包括至少一个通过罐上部油溢流管与油水静止分离罐体的罐内油位出口控制器相连且具有罐内盘管加热器的净化油罐，所述的净化油罐上端设有罐顶呼吸阻火阀，所述的净化油罐通过好油送出管和炼油厂相连，所述的净化油罐的罐底部污水进水加热再循环管和罐内污水循环再热总进水管相连，所述的净化油罐的罐底部污水出水加热再循环管和污水再热循环回水总管相连。通过引入热泵机组产生的50～60℃水蒸汽热掺方式使污水在盘管内的间壁式换热使罐体保持在45℃温度。在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统包括依次设置的一级污水蒸发冷却净化热泵组件、二级污水蒸发冷却净化热泵组件和三级污水蒸发冷却净化热泵组件。在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的一级污水蒸发冷却净化热泵组件包括一级蒸发冷却罐，所述的一级蒸发冷却罐通过一级蒸发冷却污水进水管和污水再热循环回水泵相连，所述的一级蒸发冷却罐上端通过一级蒸汽压缩机和一级文丘里冷凝器相连，所述的一级文丘里冷凝器通过再循环污水出管和污水再热高温再循环供水泵相连，所述的一级文丘里冷凝器通过再循环来污水管和污水再热循环回水泵相连，所述的一级蒸发冷却罐下端连接有一级蒸发冷却罐污水出水泵、一级蒸发冷却罐出渣过滤器和一级排污管。在上述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置中，所述的二级污水蒸发冷却净化热泵组件包括通过二级蒸发冷却污水进水管与一级蒸发冷却罐污水出水泵相连的二级蒸发冷却罐，所述的二级蒸发冷却罐通过二级蒸汽压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，本系统装置包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)连接有三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)依次连接有集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)和好油净化油罐系统(3)，所述的好油净化油罐系统(3)连接有炼油厂，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)和集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)之间设有电辅助蒸汽发生炉系统(5)，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)和好油净化油罐系统(3)连接有反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统(6)，且所述的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统(6)通过污水处理系统(7)和回灌水井(8)相连。

【技术特征摘要】
1.一种油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，本系统装置包括采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)连接有三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)依次连接有集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)和好油净化油罐系统(3)，所述的好油净化油罐系统(3)连接有炼油厂，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)和集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)之间设有电辅助蒸汽发生炉系统(5)，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)和好油净化油罐系统(3)连接有反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统(6)，且所述的反清洗废水三级蒸发浓缩干化热泵装置系统(6)通过污水处理系统(7)和回灌水井(8)相连。2.根据权利要求1所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的采油井井口太阳能盐溶液集热蓄热池换热装置(1)包括设置在采油井(1-6)内的出油管(1-5)，所述的出油管(1-5)分别和至少一个带保温结构的地面构筑池体(1-1)内的埋入式盘管换热器(1-3)的一端相连，所述的带保温结构的地面构筑池体(1-1)上端设有透光隔热板(1-2)，所述的带保温结构的地面构筑池体(1-1)内存放有过饱和盐溶液(1-4)且所述的埋入式盘管换热器(1-3)浸设在过饱和盐溶液(1-4)内。3.根据权利要求2所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的集输站入站预处理油水分离罐加热及管道连接系统(2)包括至少一个依次相连的油水静止分离罐体(2-2)，相邻两个油水静止分离罐体(2-2)之间通过罐内油位出口控制器(2-6)相连，在油水静止分离罐体(2-2)上端设有罐体呼吸阻火阀(2-4)，下端设有罐内循环再加热及气浮释放器(2-3)，所述的油水静止分离罐体(2-2)通过入站油水混合总管(2-1)和埋入式盘管换热器(1-3)的一端相连，所述的罐内循环再加热及气浮释放器(2-3)通过罐内加热污水再循环入口管(2-5-1)与设置在罐内污水循环再热总进水管(2-7)上的空气吸入曝气器(2-8)相连，所述的罐内污水循环再热总进水管(2-7)上设有与空气吸入曝气器(2-8)相连的污水再热低温再循环供水泵(2-10)，且所述的空气吸入曝气器(2-8)和污水再热低温再循环供水泵(2-10)之间连接有设置在再循环污水出管(4-9)上的污水再热高温再循环供水泵(2-9)，所述的油水静止分离罐体(2-2)通过罐内加热污水再循环出口管(2-5-2)和污水再热循环回水总管(2-12)相连，且所述的污水再热循环回水总管(2-12)连接有污水再热循环回水泵(2-11)。4.根据权利要求3所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的好油净化油罐系统(3)包括至少一个通过罐上部油溢流管(3-1)与油水静止分离罐体(2-2)的罐内油位出口控制器(2-6)相连且具有罐内盘管加热器(3-5)的净化油罐(3-2)，所述的净化油罐(3-2)上端设有罐顶呼吸阻火阀(3-3)，所述的净化油罐(3-2)通过好油送出管(3-6)和炼油厂相连，所述的净化油罐(3-2)的罐底部污水进水加热再循环管(3-4-1)和罐内污水循环再热总进水管(2-7)相连，所述的净化油罐(3-2)的罐底部污水出水加热再循环管(3-4-2)和污水再热循环回水总管(2-12)相连。5.根据权利要求3或4所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的三级污水蒸发冷却净化热泵装置系统(4)包括依次设置的一级污水蒸发冷却净化热泵组件、二级污水蒸发冷却净化热泵组件和三级污水蒸发冷却净化热泵组件。6.根据权利要求5所述的油田采油集输站油水分离及废水蒸发浓缩热泵系统装置，其特征在于，所述的一级污水蒸发冷却净化热...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏惊涛，金磊，范斌，代伯清，石磊，王亚丰，程孟希，乔斌，
申请(专利权)人：浙江陆博环境设备有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33