1、創 新 教 育 大 作 業學 院：專 業：學 號：姓 名：TRIZ培訓作業學院：專業：學號：姓名：項目名稱提高原油重力脫水效果的裝置項目來源自擬題目研究領域油田水處理項目概述(技術參數、 圖片)所有的油田都要經歷含水開發期的，特別是采油速度大和采取注水強化開發的油田，無水采油期一般都較短，油井見水早，原油含水率增長快。原油含水不僅增加了儲存、輸送、煉制過程中設備的壓力。而且增加了升溫時的燃料消耗，甚至因為水中含鹽等而引起設備和管道的結垢或腐蝕。因此，原油含水有百害無一利。但水在油田開發過程中，幾乎是原油的“永遠伴生者”，尤其是在油田開發的中后期，油井不采水，也就沒有了油。所以原油脫水就成為油田

2、開發過程中一個不可缺少的環節，一直受到人們的重視。多年的反復實踐，現在研究成功的多種原油脫水工藝技術有：沉降分離脫水、化學破乳脫水、點破乳脫水、潤濕凝結破乳。沉降分離脫水。這是利用水重油輕的原理，在原油通過一個特定的裝置時，使水下沉，油、水分開。這也是所有原油脫水的基本過程。該方法具有結構簡單、成本低、無二次污染的特點，但是處理效果相對其他方法不好。提高重力原油脫水設備效率，以達到節省成本、簡化工藝的目的。 技術參數：脫水率：50%70%水的溶點：0水的沸點：100油分凝固點：大約在-5035之間水分密度：1kg/L油分密度：0.750.95之間，少數大于0.95或小于0.75，相對密度在0.

3、91.0的稱為重質原油，小于0.9的稱為輕質原油。初始問題描述系統的工作原理：原油通過管道進入到原油脫水罐中，在原油脫水罐中原油停留一段時間，在這段時間內密度較小的輕油浮在上端，密度較大的重油沉下端，水在中間，在原油脫水罐上中下段各有輕油、重油和水的出口，達到分離油水的目的。存在主要問題：原油中有些油分和水的密度比較接近，油和水很難在短時間內出現較為明顯的分層現象，會造成分離困難的情況。限制條件： 1.想要出現較為明顯的分層，達到較好的分離效果，需要較長的時間，在原油產量一定的情況下，原油在現行的脫水裝置中的停留時間較短，脫水效果不好。2.單純的重力脫水時間較長，如果投加化學藥劑可以縮短處理時

4、間，但是投加化學藥劑會對系統產生二次污染。目前解決方案，專利，存在問題：目前重力脫水的方法結構簡單，操作方便，投資節省，但是去除效率較低。原因是油和水的密度相差較小，想要提高處理效率，較好的完成油和水的分離需要較長的時間，那么原油在重力脫水設備中需要有較長的停留時間，必須增加設備的體積，或者向設備中投加某種可以改變原油中水和油的密度特性的化學藥劑，使油和水的分離速度能夠加快，從而能夠提高去除率，但是可能會向設備中引入另外的污染。TRIZ解題流程系統分析（九屏圖、生命曲線、系統完備性法則等技術系統進化法則）1、九屏圖：原油脫水罐原油脫水系統進原油管、罐體、隔板、出油管、出水管原油脫水系統高效原油

5、脫水罐進原油管、罐體、隔板、出油管、出水管污水處理系統除油罐進水管、罐體、隔板、出油管、出水管圖1、原油脫水罐的九屏圖A原油脫水設備原油脫水系統原油脫水簡易系統除油罐原油脫水罐高效原油除水罐簡單的露天溝渠及池體進原油管、罐體、隔板、出油管、出水管？圖2、原油脫水罐的九屏圖B2、生命曲線：嬰兒期成長期成熟期衰退期圖3、原油脫水的生命曲線圖3、系統完備性法則等技術系統進化法則：系統名稱：原油脫水罐系統定義：利用重力作用將油水進行分離的裝置。系統功能：分離油水作用對象（產品）：原油執行裝置：罐體傳動裝置：進水管動力裝置：水泵控制裝置：開關外部控制：人能源電能傳動裝置進油管執行裝置罐體產品原油動力裝置

6、水泵控制裝置閘門外部控制人圖4、原油脫水罐的系統組成4、資源分析尋找各形式資源1）物質資源：包含系統及其周圍環境的物質組成可利用物質資源：進油管、出油管、出水管、罐體、泵、采油設備、加工設備、油、水、不同密度的油與水、改變相態的水A）現成資源：進油管、出油管、出水管、罐體、泵、油、水B）派生資源：采油設備、加工設備、不同密度的油與水、改變相態的水2）能量資源：系統中或超系統中任何可用的場。可利用能量資源：電場、機械場、壓力場、重力場、流動的動能A）現成資源：電場、重力場、流動的動能B）派生資源：機械場、壓力場3）信息資源：系統中任何知識、信息、技能。可利用信息資源：油的密度、水的密度、油的粘度

7、、水的粘度、水的溶點、水的沸點、油的凝固點。A）現成資源：油的密度、水的密度、油的粘度、水的粘度、水的溶點、水的沸點、油的凝固點。B）派生資源：4）空間資源：系統及周圍可用的閑置空間。可利用空間資源：油層空間、水層空間、混合分離區空間、輸油管道內空間、輸油管道外空間A）現成資源：油層空間、水層空間、混合分離區空間、輸油管道內空間、輸油管道外空間B）派生資源：5）時間資源：系統的各種流程、操作過程中，利用一些時間提供有用作用。可利用時間資源：原油進入脫水裝置前的時間、在脫水裝置中的時間、從脫水裝置出去后的時間。A）現成資源：原油進入脫水裝置前的時間、在脫水裝置中的時間、從脫水裝置出去后的時間。B

8、）派生資源：6）功能資源：利用系統已有的組件產生新的功能。可利用功能資源：A）現成資源：B）派生資源：7）系統資源：當改變子系統之間的連接或超系統引進新的獨立技術時，所獲得的有用功能或新技術。可利用系統資源：罐體、機械能、壓力能、原油進入脫水裝置前的時間、在脫水裝置中的時間、從脫水裝置出去后的時間。方案：4.1在原油進入脫水裝置前的管道中先行脫水、從脫水裝置出去后的管道中進一步油水分離。（創新原理3：局部質量改善法 創新原理5：組合法）4.2 改變溫度，使油和水處于不同的固液狀態，將其分離。（創新原理35：性能轉化法）5、最終理想解定義系統的IFR研究對象： 1、設計的最終目標？提高脫水效率2

9、、理想化最終結果？油水能夠自己分離3、達到理想解的障礙是什么？油和水分層困難4、這種障礙產生的原因是什么？油和水密度相差較小；脫水裝置體積較小。油與水存在相互引力；分離存在阻力5、不出現這種障礙的條件是什么？油和水有較大的密度差；增加脫水裝置的體積。減小引力；減小阻力6、創造這些條件所用的資源是什么？脫水裝置、添加劑、油密度、水密度據此，推測可利用的資源應為：脫水裝置、添加劑、油密度、水密度擬提出方案：5.1加大脫水裝置的體積；（創新原理3：局部質量改善法 ）5.2加入某種添加劑，增加油水的密度差，使油和水能快速分層；（創新原理24：中介法）5.3利用微波形成的高頻變化電磁場使油和水分子能自由

10、上下移動，發生摩擦碰撞并聚結加速油水分離。（創新原理19：離散）產生方案三、采用對應的發明原理、結合資源產生擬解決的方案1、在原油進入脫水裝置前的管道中先行脫水、從脫水裝置出去后的管道中進一步油水分離。（創新原理3：局部質量改善法 創新原理5：組合法）2、改變溫度，使油和水處于不同的固液狀態，將其分離。（創新原理35：性能轉化法）3、加大脫水裝置的體積；（創新原理3：局部質量改善法 ）4、加入某種添加劑，增加油水的密度差，使油和水能快速分層；（創新原理24：中介法）5、利用微波形成的高頻變化電磁場使油和水分子能自由上下移動，發生摩擦碰撞并聚結加速油水分離。（創新原理19：離散）6、加入某種與水

11、密度相差較大的萃取液，讓油快速溶于萃取液中，達到油水分離的目的。（創新原理39：惰性環境法 創新原理24：中介法）7、投加的化學藥劑若為酸性物質時可以和其他工藝產生的堿性廢水中和，既消除了系統不足，又處理其它廢水。（創新原理22：變害為利法）8、利用加入強氧化劑改變油的特性，達到油水分離分目的。（創新原理38：氧化法）9、將油和水難以分層的部分進行隔離設計，減少化學藥劑的投加量。（創新原理3：局部質量改善法 創新原理1：分割法）10、將設備進行改進，加入一個離心力，通過離心力分離油和水。（創新原理28：機械系統替代）11、采用孔徑為0.1m選擇透過性膜組件進行分離，此種選擇透過性膜組件只可透過水分子，將油成分截留。（創新原理31：孔化法 創新原理2：提取法 創新原理30：柔化法）12、