CN114958410B - 一种处理高含水稠油的撬装电脱水系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种处理高含水稠油的撬装电脱水系统和方法。该撬装电脱水系统包括依次连通的一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置；所述一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置均包括壳体，所述壳体内的腔体包括降粘腔、油水混合腔、油腔和水腔；所述一级撬装电脱水装置的油水混合腔内自下至上设置有脉冲破乳模块、均流稳流流道和破乳聚结模块；所述二级撬装电脱水装置的油水混合腔内自下至上设置有聚结模块、均流稳流流道和破乳聚结模块。本发明采用两级新型热电脱水工艺，并设计撬装化电脱水装置，提出以撬代站的设计理念。本发明可以有效降低原油脱水成本及占地面积，为建设大中型联合站提供有利的技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及油田高含水稠油原油脱水处理领域领域，具体涉及一种处理高含水稠油的撬装电脱水系统和方法。
背景技术
油田开发生产过程中从地层中开采出石油和水的混合液体，在经过脱水处理后，将原油中的游离水及乳化水脱除方可销售，原油外输销售指标要求含水率≤1.5％。稠油定义为，温度在50℃时，动力粘度大于400MPa·s，且温度为20℃时，密度大于0.916g/cm3的原油。
目前，国内外对高含水稠油的脱水处理工艺有四种方法：
一是两段高温热化学大罐沉降脱水技术，主要采用非离子型破乳剂+升温破乳+大罐重力沉降相结合的脱水工艺。
二是卧式压力沉降与高温高压电场脱水技术，一段原油脱水主要利用油水密度采用重力分离原理，二段原油脱水采用升温破乳+高压电场破乳+重力沉降相结合的脱水工艺，电脱水器处理含水率≤30％的原油。
三是管式脱水与高温热化学大罐沉降脱水技术，一段原油脱水利用低速流动的高含水原油在管道中形成的层流的流态，采用梯形管的高效沉降结构从而使游离水分离，二段原油采用传统的大罐热化学沉降工艺。
四是旋流分离原油脱水与热化学大罐沉降脱水技术，其主要特点是一段脱水利用两种不同密度、互不相溶的两相液体混合介质高速旋转时，各相产生不同的离心力而进行油水分离，二段原油采用传统的大罐热化学沉降工艺。
五是高温仰角压力罐与卧式压力罐沉降脱水技术，其主要特点是一段采用仰角分离利器，该设备是将传统的卧式压力容器以倾角12°安装，结合卧式分离器与立式分离器的优势实现高效脱水，该工艺脱水温度为130℃，二段采用卧式压力沉降脱水。
辽河油田年产油量为1000万吨，稠油、超稠油占比达到60％，随着油田的持续开发，采出方式的转变，导致原油含水率逐年升高，乳化严重，脱水处理成本居高不下。上述五种原油处理工艺低效率、高能耗，高成本，无法满足油田降本增效的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种处理高含水稠油的撬装电脱水装置和方法，采用两段新型热电脱水工艺，并设计撬装化电脱水装置，提出以撬代站的设计理念。本发明可以有效降低原油脱水成本及占地面积，为建设大中型联合站提供有利的技术支撑。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一方面提供一种处理高含水稠油的撬装电脱水系统，包括一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置；
所述一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置均包括壳体，所述壳体内的腔体包括降粘腔、油水混合腔、油腔和水腔；所述降粘腔与油水混合腔之间通过稳流板连通，所述油水混合腔的上部与油腔连通，所述油水混合腔的下部与水腔可控连通；所述壳体在油腔底部处设置有油出口，在水腔底部处设置有水出口；
所述降粘腔内均设置有油气初分器和电磁辐射降粘模块，所述油气初分器包括有介质入口；
所述一级撬装电脱水装置的油水混合腔内自下至上设置有脉冲破乳模块、均流稳流流道和破乳聚结模块；
所述二级撬装电脱水装置的油水混合腔内自下至上设置有聚结模块、均流稳流流道和破乳聚结模块；
所述脉冲破乳模块用以产生低压高频交流电场；
所述破乳聚结模块用以产生上下两个电场，分别为上层直流电场和下层交直流电场；
所述聚结模块包括亲油憎水的填料。
含水率为50％～90％的原油经一级撬装电脱水装置处理后，原油含水率降至≤30％；之后进入二级撬装电脱水装置处理，处理后原油含水率降至≤1.5％，达到原油外销含水率标准，可合格外销。
具体的，高含水稠油首先通过介质入口进入油气初分器，经过油气初分器实现气液分离，气相导出，液相进入降粘腔，利用电磁辐射降粘模块降低液相的粘度，经过稳流板的稳流后，油水混合物进入油水混合腔，利用脉冲破乳模块、破乳聚结模块等进行破乳，同时，在重力的作用下油和水实现分层，油在上、水在下，在油水混合腔液位升高的过程中，水由油水混合腔的下部可控进入与水腔，油由油水混合腔的上部进入油腔。油和水分别经过油出口和水出口进入下一级流程。
其中，油气初分器气液分离的工作原理如下：介质通过介质入口切向进入油气初分器，流体将由直线运动变为圆周运动，旋转的过程中产生离心力，密度较大的液相被甩向筒壁，在重力的作用下沿筒壁呈螺旋形向下流动，此为外旋流。旋转下降的外旋流在到达锥体时，因圆锥形的收缩结构而向旋流筒中心靠拢。密度较小的气相蒸汽旋流筒中部由下反转向上，继续做螺旋形运动，形成内旋流，气相由油气初分器顶部排出。由此实现气液分离。
本发明中一级电脱水撬装装置主要设计如下：
1)原油进口含水率在50％～90％之间，原油出口含水率为≤30％。
2)装置内部结构在油水混合腔内游离水区域内(原油含水率为≥99％)即装置最下端设计脉冲破乳模块，采用低压高频交流电场，主要功能是将油水分层后，水层中含有的原油通过脉冲破乳模块，将小液滴的水滴通过脉冲电波产生聚结，形成大液滴，进而通过重力原理，使油滴从水滴中分离，油滴聚结上浮至均流稳流流道，进而上升至破乳聚结模块，在破乳聚结模块进一步将上浮的油滴破乳，将其中的水滴进一步聚结。游离水区域向上，原油含水率为40％～20％区域内，采用交直流电场，原油含水率为20％～0％区域内，采用直流电场。
本发明中二级电脱水撬装装置主要设计如下：
1)原油进口含水率为≤30％，原油出口含水率为≤1.5％。
2)装置内部结构在油水混合腔内游离水区域内即装置设计聚结模块，该模块是由亲油憎水的颗粒填料构成，其功能是处理油水混合腔内下部中的污水，该部分污水内含有少量原油，当原油上浮至该区域内，油滴就会聚结，水滴随之聚结，从而达到油水分离的作用。使污水中的含有的少量油滴快速聚结从而上浮至破乳聚结模块，进一步油水分离。游离水区域向上，原油含水率为30％～15％区域内，采用交直流电场，原油含水率为15％～0％区域内，采用直流电场。
本发明撬装电脱水系统的脱水的机理包括：
a)处理高含水原油主要采用高压高频电脱水工艺，该机理是在与传统电脱水工艺破乳机理的基础上加以改进。
b)本发明的电破乳机理包括：
破乳聚结模块中的机理包括：第一电泳聚结和第二偶极聚结。
第一电泳聚结，在高压直流电场中，原油乳状液中的水滴将向同自身所带电荷电性相反的方向运动，在电泳的过程中水滴受原油的阻力产生变形进而水滴合并。
第二偶极聚结，在高压交直流电场中，原油乳状液中的水滴受电场力的极化和静电感应，使水滴两端带上不同极性的电荷，水滴两端受正负极的吸引，水滴产生拉长变形，削弱了界面膜的机械强度，使水滴从原油乳状液中分离出来，进而形成水链最后完成水滴聚结聚并的过程。
脉冲破乳模块的机理为第三振荡聚结，通过改变场强的方向(低压高频交流电场)，水滴中的正负离子不断的周期性的往复运动，使水滴两端的电荷极性发生响应的变化，并使其机械强度降低甚至破裂，水滴相撞而聚结成大水滴，在电场中完成聚结，从而使水滴从原油中得以分离。
c)传统电脱水装置仅能处理含水率≤30％的轻质油，主要原因为其电场仅能输出高强低频电场，其主要作用为直流高压电场使油水界面膜破乳较快，但其缺陷为易致聚结的水滴形成水链，致使电极板短路从而击穿电场。因而该种电脱水设备仅能做为二级原油脱水工艺，该种工艺仍需辅以加热破乳及化学药剂破乳，才能实现原油含水率降至≤1.5％。
d)本发明新型一级电脱水装置能处理50％≤原油含水率≤90％之间的稠油，该类型含水原油中游离水占总体水量的75％，乳化水占总体水量的25％。高压直流电场处理低含水稠油，电破乳机理为电泳聚结，高压交流电场处理含乳化水原油，电破乳机理为偶极聚结，高频交流电场处理高含水原油，电破乳机理为震荡聚结。
e)本发明新型二级电脱水装置处理2％≤原油含水率≤30％的稠油，该类型含水原油中的水为乳化水。直流高压低频电场处理低含水稠油，电破乳机理为电泳聚结，交直流高压低频电场处理含乳化水原油，电破乳机理为偶极聚结。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述均流稳流流道采用楔形结构，可将上浮至此的小油滴进一步聚并。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述一级撬装电脱水装置的脉冲破乳模块产生的低压高频交流电场的电场参数设定为：电压0～20V，频率8000Hz，占空比为30％。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述脉冲破乳模块包括竖挂的电极板。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述破乳聚结模块包括三层电极板，上层电极板产生直流电场，中层、下层电极板产生交直流电场。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述一级撬装电脱水装置的直流电场的电场参数设定为：电压500V～1500V，频率1000Hz，占空比为10％；
所述二级撬装电脱水装置的直流电场的电场参数设定为：电压10000V～20000V，频率500Hz，占空比为10％。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述一级撬装电脱水装置的交直流电场的电场参数设定为：电场电压200V～700V，频率6000Hz，占空比为20％；
所述二级撬装电脱水装置的交直流电场的电场参数设定为：电压500V～1000V，频率6000Hz，占空比为20％。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述均流稳流流道采用楔形结构，可将小油滴进一步聚并。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述亲油憎水的填料为陶粒聚结填料。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述壳体顶部设置有分气包，所述分气包设置有捕雾网和通向所述壳体外的气出口；分气包可用于排放腔体内的气体，并且通过捕雾网过滤气体中的液滴，气体由气出口排出，液体进入油水混合腔。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述油水混合腔的上部与油腔通过堰板连通，油水混合腔中上部的油通过堰板溢流进入油腔。所述油水混合腔的下部与水腔通过连通管可控连通；所述连通管上连接有界位调节器。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述界位调节器包括连接在一起的阀杆和套筒，所述套筒可上下移动；所述套筒与连通管滑动连接，且通过密封圈密封。油水混合腔中下部的水进入油水混合腔与水腔之间的连通管，到达一定的高度后，水从连通管顶部的套筒上端溢入水腔。
界位调节器的设置使水腔的液位可在罐外调节，根据“U”连通管原理，通过调节水腔的液位达到调节油水混合腔中油水界面的目的，使油水分离指标可调。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述油腔和水腔中均设置有浮子液位调节器，主要是利用浮力原理控制出液口(油出口、水出口)的大小，进而控制出口的流量。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述壳体顶部设置有氮气入口和安全阀口；所述壳体底部设置有排污口。通过所述氮气入口向壳体内补充氮气，以维持装置内的压力平衡，即当所处理的液体含气量不大时补充氮气，维持压力平衡，保持油水界面位置。通过所述排污口排出处理过程中沉降下来的泥砂、固体颗粒等。
本发明的撬装电脱水系统的两级撬装电脱水装置均可以实现气顶空间，及装置压力控制的平衡，采用通过氮气入口补充氮气稳压的工艺措施，保证一级撬装电脱水装置内压力控制范围在0.4～0.5MPa，二级撬装电脱水装置内压力控制范围在0.2～0.3MPa。
根据本发明的撬装电脱水系统，优选地，所述一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置的连通管路上包括加热模块；例如加热炉等。
经一级撬装电脱水装置处理后得到含水率≤30％的原油，经加热模块升温至75～80℃时，进入二级撬装电脱水装置处理，处理后原油含水率降至≤1.5％，达到原油外销含水率标准，可合格外销。
本发明另一方面提供一种使用以上撬装电脱水系统处理高含水稠油的方法，高含水稠油经过一级撬装电脱水装置处理后，进入二级撬装电脱水装置进行处理，原油含水率降至≤1.5％。
根据本发明的方法，具体的，所述方法包括以下步骤：
高含水稠油通过一级撬装电脱水装置的介质入口进入油气初分器进行气液分离，气相从油气初分器的气出口导出，液相进入降粘腔利用电磁辐射降粘模块降低液相的粘度，之后经过稳流板的稳流后进入油水混合腔；在所述油水混合腔中中进行破乳，同时在重力的作用下油和水分层，油在上、水在下，在油水混合腔液位升高的过程中，水由油水混合腔的下部可控进入与水腔，油由油水混合腔的上部进入油腔；油自油出口排出，进入二级撬装电脱水装置进行同一级撬装电脱水装置处理流程相同的处理。
根据本发明的方法，优选地，经级撬装电脱水装置处理排出的油进入二级撬装电脱水装置之前加热至75～80℃。
根据本发明的方法，优选地，所述方法中控制一级撬装电脱水装置内压力为0.4～0.5MPa，二级撬装电脱水装置内压力为0.2～0.3MPa。
本发明具有以下优点：
1)突破处理油品性质的应用范围，由中质油扩大至稠油。
电脱水器所处理的油品及处理工艺流程在长庆、大庆、胜利等油田主要应用于中质油油品。依据主要《原油电脱水设计规范》SY/T 0045-1999第5.1条中规定，原油电脱水器操作温度下原油运动粘度不应大于50mm2/s。
本发明所能处理的原油为稠油，工艺流程设计一级原油处理温度为50℃、二级原油处理温度为75℃，该种油品在50℃下原油运动粘度为400mm2/s～600mm2/s，75℃下原油运动粘度为100mm2/s～300mm2/s。
通过本发明工艺流程的探索及现场实际应用，原油电脱水工艺流程在处理介质上得到重大的突破，从中质油向稠油得到拓展，处理原油粘度由50mm2/s延伸至600mm2/s。
2)突破处理油品的含水率，含水率小于30％升提至含水率90％。
依据主要《原油电脱水设计规范》SY/T 0045-1999第4.1条中规定，原油电脱水器进口含水量不宜大于30％，目前，国内实际生产应用的电脱水器所处理的原油含水率均≤30％。
本发明工艺流程所设计的一级原油含水率为50～90％，二级处理原油含水率为2～30％。通过现场实际应用，该套工艺流程取得重大突破，处理原油含水率从30％升至90％，即电脱水器处理范围扩大为5～90％。
3)新开发一种稠油的原油脱水技术工艺，由一级电脱水提升至两级电脱水。
由于电脱水装置对进口含水率宜≤30％的要求，限制了原油电脱工艺流程的设计。目前，国内通常采用的流程为一级电脱水工艺流程。但本发明已实现该项技术突破。在原有稠油脱水工艺基础上，新增二级电脱水工艺流程，填补国内的稠油脱水工艺技术种类。
4)整合电脱水装置内部结构采用分区设置，装置共分为三个区域即低压高频区、高压低频区、电聚结区域。
传统电脱水器采用直流高压低频电场对油水界面膜进行破乳，进而将游离水从原油中脱出，该项技术其局限性为仅能处理低含水原油，因为高含水原油进入电场中容易形成短路进而破坏电场，导致原油脱水失败。本发明利用液体本身流动原理，使含水原油进入装置中实现层流状态，利用液体分层原理，依据不同的含水率，设计不同的电场模块，进而实现原油高效脱水。因而本发明中电脱水装置中采用分区设计，分为低压高频区、高压低频区、电聚结区域。
附图说明
图1为本发明一优选实施例中的一级撬装电脱水装置示意图。
图2为图1中的A-A截面图。
图3为本发明一优选实施例中的二级撬装电脱水装置示意图。
附图标记说明：
1—壳体；2—油气初分器；3—稳流板；4—破乳聚结模块；5—均流稳流流道；6—分气包；7—界位调节器；8—鞍座；9—连通管；10—脉冲破乳模块；11—电磁辐射降粘模块；12—聚结模块。
a—人孔；b—介质入口；c—气出口；d—氮气入口；e—安全阀口；f—液位计口；g—浮子液位计调节器口；h—油出口；j—水出口；k—取样口；m—排污口。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
本发明实施例部分提供一优选实施例，一种处理高含水稠油的撬装电脱水系统，包括依次连通的一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置。
如图1和图2所示，一级撬装电脱水装置包括壳体1，所述壳体内的腔体包括降粘腔、油水混合腔、油腔和水腔；油水混合腔位于撬装壳体内的主体部分，左端为降粘腔，右端为并列设置的油腔和水腔。
所述降粘腔与油水混合腔之间通过稳流板3连通，所述油水混合腔的上部与油腔通过堰板连通，所述油水混合腔的下部与水腔通过连通管9可控连通，连通管9上连接有界位调节器7。所述界位调节器7包括连接在一起的阀杆和套筒，所述套筒可上下移动；所述套筒与连通管9滑动连接，且通过密封圈密封。油水混合腔下部的水进入连通管9，到达一定的高度后，水从连通管9顶部的套筒上端溢入水腔。界位调节器7的设置使水腔的液位可在罐外调节，根据“U”连通管原理，通过调节水腔的液位达到调节油水混合腔中油水界面的目的，使油水分离指标可调。
所述壳体1在油腔底部处设置有油出口h，在水腔底部处设置有水出口j；所述油腔和水腔中均设置有浮子液位调节器g，主要是利用浮力原理控制出液口(油出口h、水出口j)的大小，进而控制出口的流量。此外在油腔和水腔还分别通过液位计口f设置了连通液位计，以随时在装置外显示内部的液位。
所述降粘腔内设置有油气初分器2和电磁辐射降粘模块11，所述油气初分器2包括有介质入口b和气出口c。介质(即含水稠油)通过介质入口b切向进入油气初分器2，流体将由直线运动变为圆周运动，旋转的过程中产生离心力，密度较大的液相被甩向筒壁，在重力的作用下沿筒壁呈螺旋形向下流动，此为外旋流。旋转下降的外旋流在到达锥体时，因圆锥形的收缩结构而向旋流筒中心靠拢。密度较小的气相蒸汽旋流筒中部由下反转向上，继续做螺旋形运动，形成内旋流，气相由油气初分器顶部的气出口c排出，由此实现气液分离。液相进入降粘腔，在电磁辐射降粘模块11的作用下降粘，之后通过稳流板3进入油水混合腔。
油水混合腔内自下至上设置有脉冲破乳模块10、均流稳流流道5和破乳聚结模块4。
所述脉冲破乳模块10用以产生低压高频交流电场，其电极板为竖挂，电场参数设定为：电压0～20V，频率8000Hz，占空比为30％。
所述破乳聚结模块4包括三层电极板，上层电极板产生直流电场，电场参数设定为：电压500V～1500V，频率1000Hz，占空比为10％。中层、下层电极板产生交直流电场，电场参数设定为：电场电压200V～700V，频率6000Hz，占空比为20％。
所述壳体1的顶部设置有分气包6，所述分气包6设置有捕雾网和通向所述壳体外的气出口c。分气包6可用于排放腔体内的气体，并且通过捕雾网过滤气体中的液滴，气体由气出口c排出，液体进入油水混合腔。
所述壳体1顶部设置有氮气入口d和安全阀口e；所述壳体底部设置有排污口m。采用通过氮气入口d补充氮气稳压的工艺措施，保证一级撬装电脱水装置内压力控制范围在0.4～0.5MPa，二级撬装电脱水装置内压力控制范围在0.2～0.3MPa。所述壳体1的底部外侧设置有鞍座8、人孔a等撬装设备的其他场设置的部件。此外，所述壳体在油水混合腔的不同垂直位置还设置了取样口k，当该设备运行一段时间后，会存在过渡带，过渡带需要通过取样口k确定；另还存在一种工况，当油水界面发生变化时，可利用取样口观测调试。
如图3所示，所述二级撬装电脱水装置同一级撬装电脱水装置一样包括壳体1，所述壳体内的腔体包括降粘腔、油水混合腔、油腔和水腔；油水混合腔位于撬装壳体内的主体部分，左端为降粘腔，右端为并列设置的油腔和水腔。与一级撬装电脱水装置的不同之处在于，油水混合腔内自下至上设置有聚结模块12、均流稳流流道5和破乳聚结模块4。
所述二级撬装电脱水装置破乳聚结模块4结构设置于一级撬装电脱水装置中一样，不同之处在于，所述二级撬装电脱水装置的直流电场的电场参数设定为：电压10000V～20000V，频率500Hz，占空比为10％；交直流电场的电场参数设定为：电压500V～1000V，频率6000Hz，占空比为20％。
所述聚结模块12由亲油憎水的填料构成，其功能是处理油水混合腔内下部中的污水，该部分污水内含有少量原油，当原油上浮至该区域内，油滴就会聚结，水滴随之聚结，从而达到油水分离的作用。使污水中的含有的少量油滴快速聚结从而上浮至均流稳流流道5，进而上升至破乳聚结模块4，进一步油水分离。所述亲油憎水的填料可以为陶粒聚结填料。
在该优选实施例中，一级撬装电脱水装置与二级撬装电脱水装置之间还设置有加热装置，例如加热炉，从一级撬装电脱水装置处理完成的物料加热至75℃，进入二级撬装电脱水装置进行进一步处理。
使用以上优选实施例中的撬装电脱水系统处理高含水原油的工艺流程包括：
高含水原油通过介质入口b进入到油气初分器2，进行含水原油与天然气的初分离。分离出的天然气从油气初分器2顶部的气出口c排出装置，进入另外的气系统；分离出的液相进入降粘腔，通过稳流板3使原油以层流的流态流入油水混合腔，通过重力原理，使高含水原油实现油水分离，当含水≤30％的原油上升至破乳聚模块4时，在电场作用下，含水原油高效快速实现进一步分离，污水在脉冲破乳模块10作用下，使水中含有的少量原油脱离水滴，与相邻的油滴聚并，实现液滴变大进而上浮至均流稳流流道5(采用楔形结构，可将小油滴进一步聚并)，进而上升至破乳聚结模块4，进一步实现油水分离。而后在油水混合腔上部的低含水原油溢流过堰板，进入油腔，再通过油出口h，将原油输送至二级电脱水装置，进一步实现油水分离。经过二级电脱水装置处理后原油含水率降至≤1.5％，达到原油外销含水率标准，可合格外销。处理过程中原油中含有的溶解气及少量伴生气通过分气包6进一步分离，其中的液滴回到装置中，气体经气出口c排出进入气系统。
本发明的稠油电脱水脱水技术在高一联中试取得较好的效果，该项技术初步表明适用于高含水稠油脱水，两级热化学沉降脱水工艺吨液运行成本为4.36元/吨，两级稠油密闭电脱水工艺吨液运行成本为1.63元/吨。与传统两段热化学沉降相比，两段电脱水技术的成本明显降低。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (14)
1.一种处理高含水稠油的撬装电脱水系统，其特征在于，该撬装电脱水系统包括依次连通的一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置；
所述一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置均包括壳体，所述壳体内的腔体包括降粘腔、油水混合腔、油腔和水腔；所述降粘腔与油水混合腔之间通过稳流板连通，所述油水混合腔的上部与油腔连通，所述油水混合腔的下部与水腔可控连通；所述壳体在油腔底部处设置有油出口，在水腔底部处设置有水出口；
所述降粘腔内均设置有油气初分器和电磁辐射降粘模块，所述油气初分器包括有介质入口和气出口；
所述一级撬装电脱水装置的油水混合腔内自下至上设置有脉冲破乳模块、均流稳流流道和破乳聚结模块；
所述二级撬装电脱水装置的油水混合腔内自下至上设置有聚结模块、均流稳流流道和破乳聚结模块；
所述脉冲破乳模块用以产生低压高频交流电场；
所述破乳聚结模块用以产生上下两个电场，分别为上层直流电场和下层交直流电场；所述破乳聚结模块包括三层电极板，上层电极板产生直流电场，中层、下层电极板产生交直流电场；
所述一级撬装电脱水装置的直流电场的电场参数设定为：电压500V～1500V，频率1000Hz，占空比为10％；所述二级撬装电脱水装置的直流电场的电场参数设定为：电压10000V～20000V，频率500Hz，占空比为10％；
所述一级撬装电脱水装置的交直流电场的电场参数设定为：电场电压200V～700V，频率6000Hz，占空比为20％；所述二级撬装电脱水装置的交直流电场的电场参数设定为：电压500V～1000V，频率6000Hz，占空比为20％；
所述均流稳流流道采用楔形结构，用以将小油滴进一步聚并；
所述聚结模块包括亲油憎水的填料。
2.根据权利要求1所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述一级撬装电脱水装置的脉冲破乳模块产生的低压高频交流电场的电场参数设定为：电压0～20V，频率8000Hz，占空比为30％。
3.根据权利要求2所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述脉冲破乳模块包括竖挂的电极板。
4.根据权利要求1所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述亲油憎水的填料为陶粒聚结填料。
5.根据权利要求1所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述壳体顶部设置有分气包，所述分气包设置有捕雾网和通向所述壳体外的气出口。
6.根据权利要求1所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述油水混合腔的上部与油腔通过堰板连通；所述油水混合腔的下部与水腔通过连通管可控连通；所述连通管上连接有界位调节器。
7.根据权利要求6所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述界位调节器包括连接在一起的阀杆和套筒，所述套筒可上下移动；所述套筒与连通管滑动连接，且通过密封圈密封。
8.根据权利要求6所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述油腔和水腔中均设置有浮子液位调节器。
9.根据权利要求1所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述壳体顶部设置有氮气入口和安全阀口；所述壳体底部设置有排污口。
10.根据权利要求1所述的撬装电脱水系统，其特征在于，所述一级撬装电脱水装置和二级撬装电脱水装置的连通管路上包括加热模块。
11.一种使用权利要求1-10任一项所述撬装电脱水系统处理高含水稠油的方法，该方法包括高含水稠油经过一级撬装电脱水装置处理后，进入二级撬装电脱水装置进行处理，原油含水率降至≤1.5％。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
高含水稠油通过一级撬装电脱水装置的介质入口进入油气初分器进行气液分离，气相从油气初分器的气出口导出，液相进入降粘腔利用电磁辐射降粘模块降低液相的粘度，之后经过稳流板的稳流后进入油水混合腔；在所述油水混合腔中进行破乳，同时在重力的作用下油和水分层，油在上、水在下，在油水混合腔液位升高的过程中，水由油水混合腔的下部可控进入与水腔，油由油水混合腔的上部进入油腔；油自油出口排出，进入二级撬装电脱水装置进行同一级撬装电脱水装置处理流程相同的处理。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，经一级撬装电脱水装置处理排出的油进入二级撬装电脱水装置之前加热至75～80℃。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法中控制一级撬装电脱水装置内压力为0.4～0.5MPa，二级撬装电脱水装置内压力为0.2～0.3MPa。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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