CN114354691B - 原油乳化液电场破乳特性评价装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种原油乳化液电场破乳特性评价装置，涉及原油乳化液电场破乳特性测试技术领域，该装置包括电信号发生放大系统、乳化液电场破乳系统、油浴加热系统及氮气注入系统，乳化液电场破乳系统内可拆卸的设置有绝缘层电极棒，电信号发生放大系统能产生电信号且能将电信号放大至乳化液电场破乳系统所需的高压电信号，经放大后的高压电信号传输至绝缘层电极棒，绝缘层电极棒能与乳化液电场破乳系统的不锈钢筒壁形成非均匀电场以对乳化液电场破乳系统内的原油乳化液进行电场破乳，乳化液电场破乳系统内部形成有与油浴加热系统连通的内循环腔室，氮气注入系统与乳化液电场破乳系统内部连通，向乳化液电场破乳系统内供气以形成高压环境。
Description
技术领域
本发明涉及原油乳化液电场破乳特性测试技术领域，尤其是涉及一种原油乳化液电场破乳特性评价装置。
背景技术
油井采出液是一种油气水的多相混合物，需要进行油气水三相分离并对原油进行脱水处理以满足原油外输标准(原油含水率<0.5％)。随着油田开发进入中后期以及二次、三次强化采油(EOR)技术的推广应用，采出液的组成和理化特性愈加复杂，具体表现为乳化严重，乳化液形态复杂且稳定性强，致使原油脱水难度增大。另一方面，随着陆上常规原油资源的不断减少和品质不断低劣化，而海上油藏中已探明的原油中稠油占比较大达64％。与常规原油相比，稠油的密度与水更为接近，而且黏度大、流动性较差，极易形成稳定乳化液。稠油热采技术的应用，不仅使稠油采出液具有较高温度，而且在稠油脱水达标工序中，往往需要将其加热至100℃以上才能实现稠油乳化液的有效破乳和沉降脱水，同时还会添加化学药剂来增强破乳效果。尤其需要指出的是，在海上平台等空间较为紧张的场合，无法采用化学破乳+大罐重力沉降的模式来进行稠油脱水达标处理，而是优先考虑采用电场破乳+化学破乳的模式来进行稠油脱水达标处理。
迄今为止，国内外学者已经针对W/O型乳化液的电场破乳进行了大量实验研究，包括探究电场形式(均匀电场、非均匀电场、AC/DC脉冲电场)、电场强度、电压波形、电场频率、占空比、电场作用时间、温度、破乳剂等因素对乳化液破乳效果的影响，相应所采用的实验测试评价系统也各不相同。中国石油大学(华东)何利民教授课题组在专利CN104515692中提出了一种静电聚结快速评价系统及方法；该系统由波形发生放大器、小型静电聚结器、恒温水浴加热器等组成。通过中心电极棒与瓶身环形空间中导电溶液之间形成高压电场，对电脱水罐中的原油乳化液进行电场处理，探究不同的电场参数对乳化液破乳效果的影响。也可向乳化液中加入不同种类或剂量的破乳剂，对电场和化学药剂共同作用下的破乳效果进行评价。前者通过直接读取锥底量筒中析出明水体积计算脱水率，也可通过动力学稳定性分析仪对破乳效果进行定量分析和评价。后者通过高性能摄像机和显微镜组合进行拍照，结合图像处理技术分析分散相水滴粒径加电前后的变化情况，从而完成静电聚结效果的评价。北京石油化工学院陈家庆教授课题组在专利CN104807981A中提出了一种原油乳化液动态破乳特性快速评价装置，该装置由高压电源系统、乳化液供料及配制系统、电加热系统和乳化液计量泵系统等组成，能够对不同原油乳化液在不同电场参数、破乳剂种类及用量下的动态破乳特性做出快速而有效的评价。中海油研究总院张明等人在论文中还针对渤海特稠油进行了室内实验，该装置由高压电源系统、不锈钢电脱水罐、水浴加热系统等组成。其中的破乳温度可高达150℃，虽然采用密闭的不锈钢电脱水罐，但是在超过100℃的高温下，存在水分因沸腾而蒸发，导致在评价电场破乳效果时，无法排除水分在高温下沸腾而蒸发的影响，即无法保证电场这个单一因素的破乳作用。甘肃环迪化工技术有限公司徐世栋等人在专利CN212375231U中提出一种油田老化油破乳实验装置，由反应装置、超声波水浴装置和电脱水装置等组成，可用于老化油破乳工艺中“热化学沉降”、“超声波破乳”、“电脱水”模拟实验过程，老化油经超声波水浴加热装置加热至破乳所需温度，再由计量泵抽送至电脱水装置中进行电场破乳。通过计量管对脱水量进行计量，从而对破乳效果进行评价。
总的来看，虽然目前已经提出了多种油包水型乳化液电场破乳评价系统及方法，但大多针对100℃以下的乳化液电场破乳，而对于高温条件下的电场破乳，也未考虑到乳化液中水分因沸腾蒸发损失的影响；同时，也并未针对导电性强的高含水乳化液或者稠油乳化液设计专用的绝缘电极。鉴于以上原因，有必要设计发明出一种能够模拟高温正压环境下的原油乳化液电场破乳特性实验的高效快速评价系统，尤其是针对高温(温度高于100℃)环境下稠油乳化液的电场破乳效果进行评价。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种原油乳化液电场破乳特性评价装置，以解决现有技术中常规的原油乳化液电场破乳特性实验评价系统局限性较多、对破乳效果评价过程操作复杂的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种原油乳化液电场破乳特性评价装置，包括电信号发生放大系统、乳化液电场破乳系统、油浴加热系统以及氮气注入系统，所述乳化液电场破乳系统内可拆卸的设置有绝缘层电极棒，所述电信号发生放大系统能产生电信号且能将所述电信号放大至所述乳化液电场破乳系统所需的高压电信号，经放大后的高压电信号由高压电源线传输至所述乳化液电场破乳系统内的绝缘层电极棒，所述绝缘层电极棒能与所述乳化液电场破乳系统的接地的不锈钢筒壁形成非均匀电场以对所述乳化液电场破乳系统内的原油乳化液进行电场破乳，所述乳化液电场破乳系统内部形成有与所述油浴加热系统连通的内循环腔室，所述氮气注入系统通过高压气体管路与所述乳化液电场破乳系统内部连通，能通过所述氮气注入系统向所述乳化液电场破乳系统内供气以使所述乳化液电场破乳系统内形成高压环境。
进一步地，所述电信号发生放大系统包括示波器、电信号放大器和信号发生器，其中，所述示波器与所述电信号放大器连接，所述信号发生器产生特定波形及频率的电信号，由所述电信号放大器放大到所述乳化液电场破乳系统所需的电场强度、频率及波形的高压电信号，放大后的高压电信号由高压电源线传至所述绝缘层高压电极棒。
进一步地，所述乳化液电场破乳系统包括静态瓶试型电场破乳器，所述静态瓶试型电场破乳器包括罐体、顶部端盖和玻璃量筒，所述罐体采用不锈钢材质制成且所述罐体内部设置有所述玻璃量筒，所述玻璃量筒内部形成有盛装原油乳化液的容纳腔，所述罐体为上端开口的柱状结构，所述顶部端盖设置在所述开口上用于密封所述开口，所述顶部端盖上设置有能与所述绝缘层电极棒可拆卸连接的电极棒连接部，所述罐体包括内壁和外壁，所述内壁与所述外壁之间形成有与所述油浴加热系统连通的所述内循环腔室，所述外壁的下部设置有油浴入口，所述外壁的上部设置有油浴出口，循环硅油能通过所述油浴入口进入所述内循环腔室以对所述玻璃量筒内的原油乳化液进行加热且能从所述油浴出口流出，并经过油浴管路循环进入所述油浴加热系统。
进一步地，所述静态瓶试型电场破乳器还包括卡箍式密封装置，所述顶部端盖设置在所述罐体上部且所述顶部端盖与所述罐体由所述卡箍式密封装置抱紧固定在一起。
进一步地，所述卡箍式密封装置包括有第一弧形箍体和第二弧形箍体，所述第一弧形箍体的一端与所述第二弧形箍体的一端铰接，所述第一弧形箍体的另一端设置有卡钩，所述第二弧形箍体的另一端设置有卡杆，所述卡杆与所述卡钩配合卡扣。
进一步地，所述玻璃量筒的下端为圆锥状且所述玻璃量筒的侧壁上设置有体积刻度值，所述罐体底部的上表面的中心处设置有与所述玻璃量筒的下端相配合的定位凹槽。
进一步地，所述顶部端盖上的电极棒连接部的下端设置有内螺纹，所述绝缘层电极棒的顶部设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述绝缘层电极棒与所述电极棒连接部之间采用螺纹的方式形成可拆卸连接，所述电极棒连接部的上端设置有高压电极接入端，通过所述电信号发生放大系统得到的高压电信号能通过高压电源线由所述高压电极接入端传输至所述绝缘层电极棒。
进一步地，所述绝缘层电极棒包括不锈钢金属棒和绝缘层，所述不锈钢金属棒外表面喷涂的聚四氟乙烯形成所述绝缘层。
进一步地，所述氮气注入系统包括氮气存储瓶，顶部端盖上设置有与所述罐体内部连通的氮气入口，所述氮气存储瓶通过高压气体管路与所述氮气入口相连通，所述高压气体管路上设置有气体控制阀。
进一步地，所述顶部端盖上还设置有高压气体安全阀和温度测量仪，所述温度测量仪能伸入至所述玻璃量筒内部以测量所述玻璃量筒内部的原油乳化液的温度。
本发明提供的原油乳化液电场破乳特性评价装置，包括电信号发生放大系统、乳化液电场破乳系统、油浴加热系统以及氮气注入系统，乳化液电场破乳系统内可拆卸的设置有绝缘层电极棒，电信号发生放大系统能产生电信号且能将电信号放大至乳化液电场破乳系统所需的高压电信号，经放大后的高压电信号由高压电源线传输至乳化液电场破乳系统内的绝缘层电极棒，绝缘层电极棒能与乳化液电场破乳系统的接地的不锈钢筒壁形成非均匀电场以对乳化液电场破乳系统内的原油乳化液进行电场破乳，乳化液电场破乳系统内部形成有与油浴加热系统连通的内循环腔室，氮气注入系统通过高压气体管路与乳化液电场破乳系统内部连通，能通过氮气注入系统向乳化液电场破乳系统内供气以使乳化液电场破乳系统内形成高压环境。通过改变电场参数，从而探究原油乳化液电场破乳特性与电场参数之间的关系；也可向待测原油乳化液中加入不同种类或不同剂量的破乳剂，探究电场和化学药剂协同作用下原油乳化液的破乳特性。该实验评价系统操作简单，可为实验室及工程现场原油乳化液的破乳特性评价提供支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的原油乳化液电场破乳特性评价装置的示意图；
图2是本发明实施例提供的静态瓶试型电场破乳器的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的绝缘层电极棒的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的卡箍式密封装置的结构示意图。
附图标记：1、示波器；2、电信号放大器；3、信号发生器；4、静态瓶试型电场破乳器；5、油浴加热系统；6、气体控制阀；7、氮气存储瓶；8、高压气体管路；9、高压电源线；10、油浴管路；11、氮气入口；12、高压气体安全阀；13、电极棒连接部；14、绝缘层电极棒；141、连接螺杆；15、油浴入口；16、罐体；17、玻璃量筒；18、油浴出口；19、顶部端盖；20、卡箍式密封装置；201、第一弧形箍体；202、第二弧形箍体；203、卡钩；204、卡杆；21、温度测量仪；22、高压电极接入端。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
常规的原油乳化液电场破乳特性实验评价系统局限性较多、对破乳效果评价过程操作复杂且评价手段存在较大的误差。而且国内暂时没有专门针对于破乳环境温度高于100℃同时能够防止水分沸腾蒸发的电场破乳评价实验装置。本申请提出了一种模拟高温/带压环境下的原油乳化液电场破乳特性评价装置，尤其是针对成分复杂、稳定性强的原油乳化液以及粘度高、密度大稠油乳化液的电场破乳实验，探究乳化液在温度场、化学药剂和电场等多场耦合作用下的破乳效果，另外也可单独评价温度、化学药剂和电场参数的影响。
参见图1～图4，本发明提供了一种原油乳化液电场破乳特性评价装置，包括电信号发生放大系统、乳化液电场破乳系统、油浴加热系统5以及氮气注入系统，乳化液电场破乳系统内可拆卸的设置有绝缘层电极棒14，电信号发生放大系统能产生电信号且能将电信号放大至乳化液电场破乳系统所需的高压电信号，经放大后的高压电信号由高压电源线9传输至乳化液电场破乳系统内的绝缘层电极棒14，绝缘层电极棒14能与乳化液电场破乳系统的接地的不锈钢筒壁形成非均匀电场以对乳化液电场破乳系统内的原油乳化液进行电场破乳，乳化液电场破乳系统内部形成有与油浴加热系统5连通的内循环腔室，氮气注入系统通过高压气体管路8与乳化液电场破乳系统内部连通，能通过氮气注入系统向乳化液电场破乳系统内供气以使乳化液电场破乳系统内形成高压环境。
本实施例中的电信号发生放大系统包括示波器1、电信号放大器2和信号发生器3，其中，示波器1与电信号放大器2连接，信号发生器3能产生特定波形及频率的电信号，由电信号放大器2放大到乳化液电场破乳系统所需的电场强度、频率及波形的高压电信号，放大后的高压电信号由高压电源线9传至绝缘层高压电极棒。静态瓶试型电场破乳器4所需高频/高压电场由信号发生放大系统提供，该系统应能满足试验所需波形、电压、频率、占空比的使用要求。电信号放大器2对外提供输出端电压/电流监测端口，电压检测端以实际输出电压的若干缩小倍数向外输出电压测试信号，电流输出端以一定比例向外输出电流测试信号，使用示波器1对电压测试信号和电流测试信号进行实时监测。
另外，乳化液电场破乳系统包括静态瓶试型电场破乳器4，其中静态瓶试型电场破乳器4包括罐体16、顶部端盖19和玻璃量筒17，罐体16采用不锈钢材质制成且罐体16内部设置有玻璃量筒17，玻璃量筒17内部形成有盛装原油乳化液的容纳腔，罐体16为上端开口的柱状结构，顶部端盖19设置在开口上用于密封开口，并且顶部端盖19上设置有能与绝缘层电极棒14可拆卸连接的电极棒连接部13，其中，顶部端盖19上还可以设置有多个接口，用于安装热排气管、压力表等。顶部端盖19上还设置有高压气体安全阀12和温度测量仪21，温度测量仪21能伸入至玻璃量筒17内部以测量玻璃量筒17内部的原油乳化液的温度，经显示屏实时显示罐体16内部的原油乳化液的温度。
而本实施例中的罐体16包括内壁和外壁，内壁与外壁之间形成有与油浴加热系统5连通的内循环腔室，外壁的下部设置有油浴入口15，外壁的上部设置有油浴出口18，循环硅油能通过油浴入口15进入内循环腔室以对玻璃量筒17内的原油乳化液进行加热并维持破乳所需温度，且能从油浴出口18流出，并经过油浴管路10循环进入油浴加热系统5。本实施例中的玻璃量筒17的下端为圆锥状，其中锥底是为了能更加准确地读取体积较少情况下的明水体积数；且玻璃量筒17的侧壁上设置有体积刻度值，罐体16底部的上表面的中心处设置有与玻璃量筒17的下端相配合的定位凹槽，确保带刻度的锥底玻璃量筒17放入罐体16内部后能保持垂直且居中姿态。
由信号发生器3产生特定波形、频率、电压和占空比的电信号，经电信号放大器2放大后，由高压电源线9传输至静态瓶试型电场破乳器4中心的绝缘层电极棒14，由静态瓶试型电场破乳器4的不锈钢罐体16的筒壁和位于罐体16中心处的绝缘层电极棒14形成高频/高压非均匀电场，使玻璃量筒17内的原油乳化液中的分散相水颗粒发生静电聚结，继而发生重力沉降；油浴加热系统5能为原油乳化液提供所需高温环境；也可在施加电场前，向玻璃量筒17中的原油乳化液中添加不同种类和剂量的破乳剂，探究电场和化学药剂协同作用下原油乳化液的破乳特性。针对以上两种破乳方式，可以借助直接读取析出明水体积对破乳效果进行定量分析和评价。
此外，本实施例中的静态瓶试型电场破乳器4还包括卡箍式密封装置20，顶部端盖19扣合在罐体16上部且顶部端盖19与罐体16由卡箍式密封装置20抱紧固定在一起。具体的，卡箍式密封装置20包括有第一弧形箍体201和第二弧形箍体202，第一弧形箍体201的一端与第二弧形箍体202的一端相铰接，第一弧形箍体201的另一端设置有卡钩203，第二弧形箍体202的另一端设置有卡杆204，卡杆204与卡钩203配合卡扣。首先，通过利用顶部端盖19与罐体16拼合在一起，再配合通过卡箍式密封装置20密封固定，取代了传统之采用螺母的方式，操作简单，经济实用，便于安装及维护，值得推广使用。
顶部端盖19上的电极棒连接部13的下端设置有内螺纹，绝缘层电极棒14的顶部设置连接螺杆141，连接螺杆141上设置有与内螺纹相配合的外螺纹，绝缘层电极棒14与电极棒连接部13之间采用螺纹的方式形成可拆卸连接，方便拆卸，便于更换不同绝缘层厚度的绝缘电极或金属电极，来探究电极对电场破乳特性的影响。电极棒连接部13的上端设置有高压电极接入端22，通过电信号发生放大系统得到的高压电信号能通过高压电源线9由高压电极接入端22传输至绝缘层电极棒14，再与接地的不锈钢罐体16之间形成高频/高压非均匀电场，其中绝缘层电极棒14由不锈钢金属棒喷涂聚四氟乙烯加工而成，能有效避免因原油乳化液含水率过高或者原油乳化液导电性强而导致“垮电场”现象，大大拓展了静态瓶试型电场破乳器的适用范围。
本实施例中的氮气注入系统包括氮气存储瓶7，顶部端盖19上设置有与罐体16内部连通的氮气入口11，氮气存储瓶7通过高压气体管路8与氮气入口11相连通，高压气体管路8上设置有气体控制阀6。通过氮气存储瓶7直接向乳化液电场破乳系统的罐体16内供气，使罐体16内形成高压环境，从而提高原油乳化液中水相的沸点，进而减少因水分沸腾蒸发而导致最终沉降所得明水体积的误差。
实验过程中原油乳化液消耗量小，特定电场参数、破乳剂参数或温度参数下进行破乳实验时，单次需要的原油乳化液量仅400ml左右；专门针对高温环境下原油乳化液破乳而设计的油浴加热系统5和高压密闭罐体16，可在较短时间内使罐体16内待测原油乳化液加热至100℃以上并维持恒定，带压环境能有效避免原油乳化液中所含的水在高温下沸腾蒸发，引起最终明水体积数偏低，进而导致评价结果不准确；静态瓶试型电场破乳器4全部采用不锈钢材质加工制作，耐高温高压，且可直接将罐体16接地充当接地极；采用耐高温锥底玻璃量筒17装盛原油乳化液并直接在玻璃量筒17中进行处理，以利于读取原油乳化液破乳前、后析出的水相体积，便于计算脱水率。
将待分析的原油乳状液置于带刻度锥形的玻璃量筒17中，再将玻璃量筒17置于静态瓶试型电场破乳罐内，通过卡箍式密封装置20将顶部端盖19与不锈钢罐体16扣紧，保证密封。在加热前注入氮气，通过压力表实时监测压力值大小，使罐体16内部维持预设压力；再启动油浴加热系统5，先经过一段时间的加热，使其罐体16内的温度达到预设破乳温度，并保持该温度基本恒定一段时间；再开启信号发生器3，产生所需电信号并经电信号放大器2放大至所需电场参数，由高压电源线9传至静态瓶试型电场破乳器4内带刻度的锥形玻璃量筒17中心处的绝缘层电极棒14，进行原油乳化液的电场破乳；若要探究化学破乳剂和电场协同作用对破乳效果的影响，则可在放入原油乳化液的同时，放入相应种类和剂量的破乳剂，并施加电场，探究破乳剂的最优种类及剂量。破乳和沉降脱水过程结束后，将罐体16冷却至室温，再打开罐体16，取出带刻度的锥形玻璃量筒17，观察并读出经电场破乳处理之后的原油乳化液析出的明水体积数，计算脱水率，就可对相应电场参数或非电场参数等因素对电场破乳的破乳效果进行定量分析和评价。
对于常规静态瓶试型电场破乳器4而言，原油乳化液中的水相在100℃以上时达到沸点而大量蒸发，导致重力沉降得到的最终明水体积数误差偏大，难以真实反映电场破乳或化学破乳的作用效果。为此专门设计了高压惰性气体注入系统。将氮气通过氮气存储瓶7注入到罐体16内部形成高压环境，从而升高待测原油乳化液中水相的沸点，大大减少水分的蒸发从而确保重力沉降得到的最终明水体积数能够真实反映电场破乳或化学破乳的作用效果。为了防止乳化液电场破乳系统因含水率升高、待测原油乳化液电导率高或电压太大而导致“跨电场”现象，设计了绝缘层电极棒14，通过在不锈钢金属棒表面均匀喷涂一定厚度的聚四氟乙烯形成绝缘层，使其具有良好的绝缘性，从而避免出现“垮电场”现象，拓展设备的适用范围。为了保持静态瓶试型电场破乳器4的密闭性和易拆卸性，设计了方便拆卸且安全可靠的卡箍式密封装置20，该装置通过卡杆204的预紧将上下端盖压紧而保证可靠的密闭性；拆卸时，只需将卡杆204与卡钩203分开即可。为了方便且精确计算出脱除水分的体积，使用带刻度的耐高温玻璃透明锥形量筒盛装待测原油乳化液，实验完成之后，将其取出即可读取析出的明水体积数。
在对电场破乳或化学破乳过程进行探究时，本发明提供的原油乳化液电场破乳特性评价装置操作方便简单，且单次评价过程只需要400ml左右的原油乳化液(只需浸没电极连接处即可)，测试成本较低，适用于实验室内对原油乳化液电场破乳效果的测试评价。以析出明水的体积为评价结果，对其破乳效率进行定量分析，结果可靠，误差较小，而且过程极为简单方便。不锈钢金属棒进行绝缘处理，大大降低“垮电场”的可能性，使装置具有更广泛的适用性。
罐体16设置有氮气注入系统和油浴加热系统5，此系统可将罐内破乳环境提升至100摄氏度以上，从而为探究原油乳化液电场破乳特性提供更多可调范围的温度参数，且专门设计的氮气注入系统，避免了罐体16内原油乳化液中水分因沸腾蒸发附着在罐体16内部而影响乳化液破乳效果评价的准确性；尤其是针对成分复杂的开采后期油井采出液及高粘度、高密度的稠油乳化液的高温环境下电场破乳特性试验评价具有重大意义。
可根据不同实验目的和要求，进行不同条件下电场破乳或化学破乳性能的测试评价。先将盛有待测原油乳化液的带刻度锥底玻璃量筒17放入罐体16内，并盖上顶部盖体，扣上卡箍式密封装置20；加电之前，先打开气体控制阀6，使罐内达到实验所需的压力环境；再打开油浴加热系统5，使罐体16内温度达到破乳所需的温度环境，且基本保持恒定之后，再打开电信号发生放大系统，由信号发生器3产生实验所需的特定波形、频率和电压强度的电信号，经电信号放大器2放大后形成高频高压电信号，再经高压电源线9输入至绝缘层电极棒14，绝缘电极棒与接地的不锈钢罐体16之间形成非均匀高频高压电场；在电场的作用下，原油乳化液中的分散相水颗粒发生静电聚结，继而发生重力沉降。也可以在不施加电场作用的情况下，直接向带刻度锥底玻璃量筒17内的原油乳化液中添加不同种类和剂量的破乳剂进行化学破乳性能测试评价；还可进行高温环境下化学破乳和电场破乳协同作用下的破乳性能测试评价。
在破乳实验完成之后，关闭油浴加热系统5和气体控制阀6，待罐体16冷却至室温，取出罐体16内玻璃量筒17，然后直接读取破乳后底部明水体积，结合破乳前的含水量得到乳化液脱水率，对破乳的电场参数和非电场参数进行筛选评价，进而对原油电场破乳器破乳效果进行定量分析，为破乳参数优选提供准确的参考依据。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，包括电信号发生放大系统、乳化液电场破乳系统、油浴加热系统以及氮气注入系统，所述乳化液电场破乳系统内可拆卸的设置有绝缘层电极棒，所述电信号发生放大系统能产生电信号且能将所述电信号放大至所述乳化液电场破乳系统所需的高压电信号，经放大后的高压电信号由高压电源线传输至所述乳化液电场破乳系统内的绝缘层电极棒，所述绝缘层电极棒能与所述乳化液电场破乳系统的接地的不锈钢筒壁形成非均匀电场以对所述乳化液电场破乳系统内的原油乳化液进行电场破乳，所述乳化液电场破乳系统内部形成有与所述油浴加热系统连通的内循环腔室，所述氮气注入系统通过高压气体管路与所述乳化液电场破乳系统内部连通，能通过所述氮气注入系统向所述乳化液电场破乳系统内供气以使所述乳化液电场破乳系统内形成高压环境；
所述乳化液电场破乳系统包括静态瓶试型电场破乳器，所述静态瓶试型电场破乳器包括罐体、顶部端盖和玻璃量筒，所述罐体采用不锈钢材质制成且所述罐体内部设置有所述玻璃量筒，所述玻璃量筒内部形成有盛装原油乳化液的容纳腔，所述罐体为上端开口的柱状结构，所述顶部端盖设置在所述开口上用于密封所述开口，所述顶部端盖上设置有能与所述绝缘层电极棒可拆卸连接的电极棒连接部，所述罐体包括内壁和外壁，所述内壁与所述外壁之间形成有与所述油浴加热系统连通的所述内循环腔室，所述外壁的下部设置有油浴入口，所述外壁的上部设置有油浴出口，循环硅油能通过所述油浴入口进入所述内循环腔室以对所述玻璃量筒内的原油乳化液进行加热且能从所述油浴出口流出，并经过油浴管路循环进入所述油浴加热系统；
所述静态瓶试型电场破乳器还包括卡箍式密封装置，所述顶部端盖设置在所述罐体上部且所述顶部端盖与所述罐体由所述卡箍式密封装置抱紧固定在一起。
2.根据权利要求1所述的原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，所述电信号发生放大系统包括示波器、电信号放大器和信号发生器，其中，所述示波器与所述电信号放大器连接，所述信号发生器产生特定波形及频率的电信号，由所述电信号放大器放大到所述乳化液电场破乳系统所需的电场强度、频率及波形的高压电信号，放大后的高压电信号由高压电源线传至所述绝缘层高压电极棒。
3.根据权利要求1所述的原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，所述卡箍式密封装置包括有第一弧形箍体和第二弧形箍体，所述第一弧形箍体的一端与所述第二弧形箍体的一端铰接，所述第一弧形箍体的另一端设置有卡钩，所述第二弧形箍体的另一端设置有卡杆，所述卡杆与所述卡钩配合卡扣。
4.根据权利要求1所述的原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，所述玻璃量筒的下端为圆锥状且所述玻璃量筒的侧壁上设置有体积刻度值，所述罐体底部的上表面的中心处设置有与所述玻璃量筒的下端相配合的定位凹槽。
5.根据权利要求1所述的原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，所述顶部端盖上的电极棒连接部的下端设置内螺纹，所述绝缘层电极棒的顶部设置有与所述内螺纹相配合的外螺纹，所述绝缘层电极棒与所述电极棒连接部之间采用螺纹的方式形成可拆卸连接，所述电极棒连接部的上端设置有高压电极接入端，通过所述电信号发生放大系统得到的高压电信号能通过高压电源线由所述高压电极接入端传输至所述绝缘层电极棒。
6.根据权利要求5所述的原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，所述绝缘层电极棒包括不锈钢金属棒和绝缘层，所述不锈钢金属棒外表面喷涂的聚四氟乙烯形成所述绝缘层。
7.根据权利要求1所述的原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，所述氮气注入系统包括氮气存储瓶，顶部端盖上设置有与所述罐体内部连通的氮气入口，所述氮气存储瓶通过高压气体管路与所述氮气入口相连通，所述高压气体管路上设置有气体控制阀。
8.根据权利要求1所述的原油乳化液电场破乳特性评价装置，其特征在于，所述顶部端盖上还设置有高压气体安全阀和温度测量仪，所述温度测量仪能伸入至所述玻璃量筒内部以测量所述玻璃量筒内部的原油乳化液的温度。
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| GR01 | Patent grant | ||
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