创新教育作业范例解读

1、创 新 教 育 大 作 业学 院：专 业：学 号：姓 名：TRIZ培训作业学院：专业：学号：姓名：项目名称提高原油重力脱水效果的装置项目来源自拟题目研究领域油田水处理项目概述(技术参数、 图片)所有的 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E6%B2%B9%E7%94%B0&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 油田都要经历含水开发期的，特别是 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E9%87%87%E6%B2%B9%E9%80%9F%E5%BA%A6&fr=qb_search_exp

2、&ie=utf8 t _blank 采油速度 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%A4%A7%E5%92%8C&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 大和采取注水强化开发的 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E6%B2%B9%E7%94%B0&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 油田，无水 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E9%87%87%E6%B2%B9&fr=qb_search_exp&ie=

3、utf8 t _blank 采油期一般都较短， HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E6%B2%B9%E4%BA%95&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 油井见水早， HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%8E%9F%E6%B2%B9&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 原油 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%90%AB%E6%B0%B4%E7%8E%87&fr=qb_search_exp&i

4、e=utf8 t _blank 含水率增长快。 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%8E%9F%E6%B2%B9&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 原油含水不仅增加了储存、输送、炼制过程中设备的压力。而且增加了升温时的燃料消耗，甚至因为水中含盐等而引起设备和管道的结垢或腐蚀。因此， HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%8E%9F%E6%B2%B9&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 原油含水有百害无一利。但水在 HYPERLINK :

5、/zhidao.baidu /search?word=%E6%B2%B9%E7%94%B0%E5%BC%80%E5%8F%91&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 油田开发过程中，几乎是原油的“永远伴生者”，尤其是在 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E6%B2%B9%E7%94%B0%E5%BC%80%E5%8F%91&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 油田开发的中后期， HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E6%B2%B9%E4%BA%95

6、&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 油井不采水，也就没有了油。所以 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%8E%9F%E6%B2%B9%E8%84%B1%E6%B0%B4&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 原油脱水就成为 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E6%B2%B9%E7%94%B0%E5%BC%80%E5%8F%91&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 油田开发过程中一个不可缺少的环节，一直受到人们

7、的重视。多年的反复实践，现在研究成功的多种 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%8E%9F%E6%B2%B9%E8%84%B1%E6%B0%B4&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 原油脱水 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E5%B7%A5%E8%89%BA%E6%8A%80%E6%9C%AF&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 工艺技术有：沉降分离脱水、化学破乳脱水、点破乳脱水、润湿凝结破乳。 HYPERLINK :/zhidao.ba

8、idu /search?word=%E6%B2%89%E9%99%8D%E5%88%86%E7%A6%BB&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 沉降分离脱水。这是利用水 HYPERLINK :/zhidao.baidu /search?word=%E9%87%8D%E6%B2%B9&fr=qb_search_exp&ie=utf8 t _blank 重油轻的原理，在原油通过一个特定的装置时，使水下沉，油、水分开。这也是所有原油脱水的基本过程。该方法具有结构简单、成本低、无二次污染的特点，但是处理效果相对其他方法不好。提高重力原油脱水设备效率，以达到节省成本、简化

9、工艺的目的。 技术参数：脱水率：50%70%水的溶点：0水的沸点：100油分凝固点：大约在-5035之间水分密度：1kg/L油分密度：0.750.95之间，少数大于0.95或小于0.75，相对密度在0.91.0的称为重质原油，小于0.9的称为轻质原油。初始问题描述系统的工作原理：原油通过管道进入到原油脱水罐中，在原油脱水罐中原油停留一段时间，在这段时间内密度较小的轻油浮在上端，密度较大的重油沉下端，水在中间，在原油脱水罐上中下段各有轻油、重油和水的出口，达到分离油水的目的。存在主要问题：原油中有些油分和水的密度比较接近，油和水很难在短时间内出现较为明显的分层现象，会造成分离困难的情况。限制条件

10、： 1.想要出现较为明显的分层，达到较好的分离效果，需要较长的时间，在原油产量一定的情况下，原油在现行的脱水装置中的停留时间较短，脱水效果不好。2.单纯的重力脱水时间较长，如果投加化学药剂可以缩短处理时间，但是投加化学药剂会对系统产生二次污染。目前解决方案，专利，存在问题：目前重力脱水的方法结构简单，操作方便，投资节省，但是去除效率较低。原因是油和水的密度相差较小，想要提高处理效率，较好的完成油和水的分离需要较长的时间，那么原油在重力脱水设备中需要有较长的停留时间，必须增加设备的体积，或者向设备中投加某种可以改变原油中水和油的密度特性的化学药剂，使油和水的分离速度能够加快，从而能够提高去除率，

11、但是可能会向设备中引入另外的污染。TRIZ解题流程系统分析（九屏图、生命曲线、系统完备性法则等技术系统进化法则）1、九屏图：原油脱水罐原油脱水系统进原油管、罐体、隔板、出油管、出水管原油脱水系统高效原油脱水罐进原油管、罐体、隔板、出油管、出水管污水处理系统除油罐进水管、罐体、隔板、出油管、出水管图1、原油脱水罐的九屏图A原油脱水设备原油脱水系统原油脱水简易系统除油罐原油脱水罐高效原油除水罐简单的露天沟渠及池体进原油管、罐体、隔板、出油管、出水管？图2、原油脱水罐的九屏图B2、生命曲线：婴儿期成长期成熟期衰退期图3、原油脱水的生命曲线图3、系统完备性法则等技术系统进化法则：系统名称：原油脱水罐系

12、统定义：利用重力作用将油水进行分离的装置。系统功能：分离油水作用对象（产品）：原油执行装置：罐体传动装置：进水管动力装置：水泵控制装置：开关外部控制：人能源电能传动装置进油管执行装置罐体产品原油动力装置水泵控制装置闸门外部控制人图4、原油脱水罐的系统组成4、资源分析寻找各形式资源1）物质资源：包含系统及其周围环境的物质组成可利用物质资源：进油管、出油管、出水管、罐体、泵、采油设备、加工设备、油、水、不同密度的油与水、改变相态的水A）现成资源：进油管、出油管、出水管、罐体、泵、油、水B）派生资源：采油设备、加工设备、不同密度的油与水、改变相态的水2）能量资源：系统中或超系统中任何可用的场。可利用

13、能量资源：电场、机械场、压力场、重力场、流动的动能A）现成资源：电场、重力场、流动的动能B）派生资源：机械场、压力场3）信息资源：系统中任何知识、信息、技能。可利用信息资源：油的密度、水的密度、油的粘度、水的粘度、水的溶点、水的沸点、油的凝固点。A）现成资源：油的密度、水的密度、油的粘度、水的粘度、水的溶点、水的沸点、油的凝固点。B）派生资源：4）空间资源：系统及周围可用的闲置空间。可利用空间资源：油层空间、水层空间、混合分离区空间、输油管道内空间、输油管道外空间A）现成资源：油层空间、水层空间、混合分离区空间、输油管道内空间、输油管道外空间B）派生资源：5）时间资源：系统的各种流程、操作过程

14、中，利用一些时间提供有用作用。可利用时间资源：原油进入脱水装置前的时间、在脱水装置中的时间、从脱水装置出去后的时间。A）现成资源：原油进入脱水装置前的时间、在脱水装置中的时间、从脱水装置出去后的时间。B）派生资源：6）功能资源：利用系统已有的组件产生新的功能。可利用功能资源：A）现成资源：B）派生资源：7）系统资源：当改变子系统之间的连接或超系统引进新的独立技术时，所获得的有用功能或新技术。可利用系统资源：罐体、机械能、压力能、原油进入脱水装置前的时间、在脱水装置中的时间、从脱水装置出去后的时间。方案：在原油进入脱水装置前的管道中先行脱水、从脱水装置出去后的管道中进一步油水分离。（创新原理3：

15、局部质量改善法 创新原理5：组合法）4.2 改变温度，使油和水处于不同的固液状态，将其分离。（创新原理35：性能转化法）5、最终理想解定义系统的IFR研究对象： 1、设计的最终目标？提高脱水效率2、理想化最终结果？油水能够自己分离3、达到理想解的障碍是什么？油和水分层困难4、这种障碍产生的原因是什么？油和水密度相差较小；脱水装置体积较小。油与水存在相互引力；分离存在阻力5、不出现这种障碍的条件是什么？油和水有较大的密度差；增加脱水装置的体积。减小引力；减小阻力6、创造这些条件所用的资源是什么？脱水装置、添加剂、油密度、水密度据此，推测可利用的资源应为：脱水装置、添加剂、油密度、水密度拟提出方案

16、：5.1加大脱水装置的体积；（创新原理3：局部质量改善法 ）5.2加入某种添加剂，增加油水的密度差，使油和水能快速分层；（创新原理24：中介法）5.3利用微波形成的高频变化电磁场使油和水分子能自由上下移动，发生摩擦碰撞并聚结加速油水分离。（创新原理19：离散）产生方案三、采用对应的发明原理、结合资源产生拟解决的方案1、在原油进入脱水装置前的管道中先行脱水、从脱水装置出去后的管道中进一步油水分离。（创新原理3：局部质量改善法 创新原理5：组合法）2、改变温度，使油和水处于不同的固液状态，将其分离。（创新原理35：性能转化法）3、加大脱水装置的体积；（创新原理3：局部质量改善法 ）4、加入某种添加

17、剂，增加油水的密度差，使油和水能快速分层；（创新原理24：中介法）5、利用微波形成的高频变化电磁场使油和水分子能自由上下移动，发生摩擦碰撞并聚结加速油水分离。（创新原理19：离散）6、加入某种与水密度相差较大的萃取液，让油快速溶于萃取液中，达到油水分离的目的。（创新原理39：惰性环境法 创新原理24：中介法）7、投加的化学药剂若为酸性物质时可以和其他工艺产生的碱性废水中和，既消除了系统不足，又处理其它废水。（创新原理22：变害为利法）8、利用加入强氧化剂改变油的特性，达到油水分离分目的。（创新原理38：氧化法）9、将油和水难以分层的部分进行隔离设计，减少化学药剂的投加量。（创新原理3：局部质量

18、改善法 创新原理1：分割法）10、将设备进行改进，加入一个离心力，通过离心力分离油和水。（创新原理28：机械系统替代）m选择透过性膜组件进行分离，此种选择透过性膜组件只可透过水分子，将油成分截留。（创新原理31：孔化法 创新原理2：提取法 创新原理30：柔化法）12、将系统变为廊道式或者分层，加大原油在设备中的运行路程，从而增加原油在设备中的停留时间。（创新原理3：局部质量改善法 创新原理17：多维法）13、采用超声波技术，利用超声波作用于性质不同的油和水，使作用于油和水产生的位移效应进行分离。（创新原理18：机械振动）专利预案后续研究问题注：上表中要添加图片说明作业要求：文件名称，学号-组别-姓名-日期；古今名言敏而好学，不耻下问孔子业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随韩愈兴于诗，立于礼，成于乐孔子己所不欲，勿施于人孔子读书破万卷，下笔如有神杜甫读书有三到，谓心到，眼到，口到朱熹立身以立学为先，立学以读书为本欧阳修读万卷书，行万里路刘彝黑发不知勤学早，白首方悔读书迟颜真卿书卷多情似