一种油田水罐智能密闭在线排砂方法技术

一种油田水罐智能密闭在线排砂方法，属于水罐在线排砂技术领域。包括协同处理系统以及如下步骤：步骤1001，系统参数初始化；步骤1002，建立级联系统动态线性化模型；步骤1003，建立关于跟踪设定减量化参数的滑模面；步骤1004，得到减量化系统的控制器；步骤1005，求出当前时刻减量化系统的控制量；步骤1006，调节罐体射流装置参数；步骤1007，对系统进行控制调节；步骤1008，对减量化物质进行测量；步骤1009，如果减量化指标不满足设定数值，则更新伪Jacobian矩阵，如果满足设定数值，结束。在本油田水罐智能密闭在线排砂方法中，通过协同处理系统，实现了对油污水罐内进行不间断清洗作业，同时对排放的油泥砂进行快速减量化处理，保证了油、水、泥砂满足排放标准。泥砂满足排放标准。泥砂满足排放标准。

【技术实现步骤摘要】
一种油田水罐智能密闭在线排砂方法


[0001]一种油田水罐智能密闭在线排砂方法，属于水罐在线排砂


技术介绍

[0002]采油厂采出液首先进入初分离罐将水和原油进行分离，所得原油和水分别进入油罐和污水罐。由于采出液含有沙子等固体颗粒物，因此会在油罐和污水罐中沉积形成大量油砂。因此采油厂采出液的处理包括罐内排沙方案以及罐外减量化处理方案。
[0003]对于罐内排沙方案而言，大部分采用静压式或负压排泥方式，这种排泥方式排泥效率低，同时缓冲池容积由于油泥砂沉积造成容量减小，不仅增加二次循环水量而且增加了排泥时间，增大了处理站处理负荷。同时目前采油厂以人工清砂为主，危险性大、作业成本高，尤其在清砂的过程中，还会产生大量絮状物极大阻碍了清砂的进行。同时油井采出液含有沙子等固体颗粒物，因此会在油罐和污水罐中沉积形成油砂。采出水罐内的排放物通过静压或负压方式排出，其基本原理是水流携砂效应，为解决高含水沉积物的储存回收问题，国内外进行了许多罐内排泥技术研究，但总体收效不大。同时，目前排沙技术装置、由于工艺复杂、体积庞大，操作困难，运行不稳定，因此仅处于试验阶段，使得排砂技术尚未实现工业化。
[0004]对于罐外减量化处理方案而言，国内外含油污泥造成的环境污染问题已经引起了社会的广泛重视，有的油田已开始用一些简单的压滤设备处理污泥，以减少污泥对环境的污染程度。国内有的研究设计单位也已开始研究污泥的处理技术和处理设备，但普遍处理效率低，且价格昂贵。因此，随着环境保护要求的不断提高和含油污泥处理技术研究的不断深入，资源化处理已成为含油污泥处理技术发展的主要目标，也是困扰石油化工行业的一大难题。
[0005]传统的油泥减量化系统，主要是利用调制
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分离系统进行分离。但是，在传统系统中对于分离产物：泥、水中的含油量以及油中的含水量并没有进行实时检测，当油泥预处理系统的排砂量过大时，超过调制
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分离系统的最大工作载荷，则油泥砂的分离质量不能得到保证，不能达到国家含油废物排放标准；当油泥预处理系统的排砂量过小时，调制
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分离系统不能相应的做出调整，造成资源的浪费。
[0006]在现有技术中，对于采油厂采出液的罐内排沙方案以及罐外减量化处理方案，还提出了如下理论方案：
[0007]方案1，在文献“左军心.储油罐机械清洗设备及应用分析[D].西安石油大学，2011.”中，设计了一种冲沙装置，该冲砂装置主要由罐内清砂装置、密闭清砂道和罐外砂处理装置等三部分组成。罐中的污水通过冲砂水泵进入冲砂管道，沉砂在高压水的作用下呈悬浮状态。砂水的混合液通过排砂漏斗进入排砂管道，再进入沉砂池。这种处理装置的特点是工作时可以实现密闭清砂，但是排除物含水量大，对于后续的调质
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分离系统的压力增大。
[0008]方案2，在文献“石熠，陈家庆，刘美丽，等.大型立式储油罐机械清洗技术及其工程
应用进展[J]油气储运.2015，34(02)：128
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133.”设计了一种旋转冲沙装置，该冲砂管由罐底引至罐心，用滑动密封法兰与罐内活动冲砂管联结。冲砂管上分布着射流喷嘴，在喷嘴冲扫沉砂的同时，水流产生的反作用力通过喷嘴作用到冲砂管上，使冲砂管对圆心上的滑动轴产生旋转扭矩。旋转扭矩作用在圆心的滑动密封法兰上，在冲砂管上安装的多只喷嘴在射流冲扫沉砂的同时，随着法兰的转动向射流的反方向运动。结果使冲砂管上喷嘴喷射出的液柱轨迹随之改变，使得对沉砂的冲击呈扇形分布，沉砂自罐心向罐壁逐步推移。在罐壁死角处设有吸入管道，由此沉砂进入罐外。这种旋转冲砂装置的特点是罐底十字花喷头全覆盖清砂，但是冲砂用水量很高，无法实现智能化控制射流排砂。
[0009]方案3，在文献“关金华，金维增，洪鹤.旋转式负压排泥装置的设计和应用[J].化工装备技术，2020，41(06)：33
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36.”中设计了一种旋转式负压排泥装置，可增加排泥器吸取面积，同时在沉降罐内产生涡流效应，搅动沉淀泥沙，分离混合液体，提高泥沙泵的工作效率。但是，该旋转式负压排泥装置结构复杂，与本专利技术专利工作环境不符，易发生堵塞的状况，不适用于油田水罐排砂作业。
[0010]方案4，在申请号为201520518350.7，专利名称为“一种含油污水处理用内置式刮吸泥装置”的中国技术专利中设计了一种含油污水处理用内置式刮吸泥装置，该方案采用对数刮泥方式，刮吸泥效率高，排泥无死角，具有清理效果好、清理周期短、节省人力和物力资源的优点；整套装置安装在沉降池底部，操作简单、维护方便，可实现远程控制和自动刮排泥。但是该方案对罐体内部结构要求较高，同时需要对罐体进行大规模改造，安装成本高，不适用于油田水罐大规模改造排砂作业。
[0011]方案5：在申请号为202120423563.7，专利名称为“含油泥杂物的多级热洗筛分系统”的中国技术专利中设计了含油泥杂物的多级热洗筛分系统，通过把减量化系统分为上料、热洗筛分、离心分离和辅助子系统，并设计尺寸筛，对油泥杂物中不同大小的物料按照尺寸筛选分类并分布进行不同的出油处理，可以实现将排料的含油率减小到较低的水平。但是该系统没有考虑排料物中油的含水率问题。
[0012]方案6：在申请号为201821466280.5，专利名称为“一种新型含油污泥清洗分离装置”的中国技术专利中设计了一种新型含油污泥清洗分离装置，该装置包括预处理、调质、多级清洗、收油、固液分离、换热、加药等系统。该处理装置实现了连续运行，处理后的含油污泥能够实现油、泥、水三项分离，整个过程具备一定的自动化控制能力。但是该方法只是简单对设备的开停进行控制，没有设置相应的检测和控制模组，无线实现特定排放指标减量化系统控制。
[0013]方案7：在文献“肖立光，龚朝兵，李海华，花飞.炼厂污水场三泥减量化处理的探讨[J].中外能源，2017，22(09)：85
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90.”中提到的工艺路线关键点为化学药剂的筛选+离心技术的应用，研制了撬装化的含油污泥处理装置，固液相的分离采用卧式螺旋离心机，二级离心采用旋流技术，该技术的特点是处理方式灵活，处理效率高，处理工艺相对简单。但是，该工艺流程没有考虑罐内智能密闭排砂，同时没有考虑各分离参数的优化。

技术实现思路

[0014]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种通过协同处理系统，实现了对油污水罐内进行不间断清洗作业，同时对排放的油泥砂进行快速减量化处理，保
证了油、水、泥砂满足排放标准的油田水罐智能密闭在线排砂方法。
[0015]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：该油田水罐智能密闭在线排砂方法，其特征在于：包括协同处理系统，还包括如下步骤：
[0016]步骤1001，系统初始化，包括初始化协同处理系统的控制变量以及泥砂的含油量、水的含油量和油的含水量的观测数值、初始化伪Jacobian矩阵；
[0017]步骤1002，建立级联系统动态线性化模型；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种油田水罐智能密闭在线排砂方法，其特征在于：包括协同处理系统，还包括如下步骤：步骤1001，系统初始化，包括初始化协同处理系统的控制变量以及泥砂的含油量、水的含油量和油的含水量的观测数值、初始化伪Jacobian矩阵；步骤1002，建立级联系统动态线性化模型；步骤1003，建立关于跟踪设定减量化参数的滑模面；步骤1004，将步骤1002中建立的级联系统动态线性化模型代入步骤1003中得到的滑模面，求解得到第i个子系统减量化系统的控制器；步骤1005，通过步骤1004中得到的减量化系统的控制器求出当前时刻减量化系统的控制量；步骤1006，调节罐体射流装置参数；步骤1007，将控制量送入实际减量化系统，对系统进行控制调节，同时对最近历史时刻控制信息进行存储；步骤1008，对减量化物质进行测量；步骤1009，判断减量化指标是否满足设定数值，如果减量化指标不满足设定数值，则更新伪Jacobian矩阵，如果减量化指标满足设定数值，结束。2.根据权利要求1所述的油田水罐智能密闭在线排砂方法，其特征在于：所述的协同处理系统包括油污水罐(1)，油污水罐(1)的出口连接调制分离器(3)，在调制分离器(3)的顶部设置有搅拌装置和加药装置，在调制分离器(3)内通过溢流堰内间隔成为气浮室和缓冲罐，油污水罐(1)连接至气浮室的上端，搅拌装置竖直伸入气浮室内；在调制分离器(3)的外部设置有空压机，空压机与气浮室内的气浮装置相连，油砂输出管路一端自缓冲罐侧部进入调制分离器(3)，油砂输出管路的另一端连接螺杆泵(5)的入口，螺杆泵(5)的出口连接三相卧螺离心机(8)的入口，在螺杆泵(5)和三相卧螺离心机(8)之间的管路上安装有电磁流量计(6)；自三相卧螺离心机(8)引出油砂排出管路(9)、浮油排出管路(11)和污水排出管路(10)；在油污水罐(1)内还设置有旋流喷射装置，旋流喷射装置包括多条导轨以及设置在每条导轨上的至少一个滑块，在每个滑块上设置有一个喷头，每个喷头上可转动的设置有喷嘴。3.根据权利要求2所述的油田水罐智能密闭在线排砂方法，其特征在于：所述的导轨包括第一导轨(20)、第二导轨(23)、第三导轨(26)以及第四导轨(15)，四条导轨两两垂直呈“十”字布置，且四条导轨沿顺时针排布，在第一导轨(20)上由内而外依次设置有第五喷头(18)和第一喷头(19)，在第二导轨(23)上由内而外依次设置有第六喷头(21)和第二喷头(22)；在第三导轨(26)上由内而外依次设置有第七喷头(24)和第三喷头(25)；在第四导轨(15)上由内而外依次设置有第八喷头(17)和第四喷头(16)；第一喷头(19)、第二喷头(22)、第三喷头(25)和第四...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵东亚，张大伟，于洪鉴，邵伟明，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：