CN204298338U - 高频脉冲原油脱水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高频脉冲原油脱水装置，包括罐体、脉冲破乳电源、高压脉冲电源，其中，罐体内部固定的装配有多个脉冲破乳电极板和多个高压脉冲电极板，多个脉冲破乳电极板沿X轴方向阵列，多个高压脉冲电极板沿Y轴方向阵列多个高压脉冲电极板并联后在罐体上设置高压脉冲电极接线口，多个脉冲破乳电极板并联后在罐体上设置脉冲破乳电极接线口；高压脉冲电极接线口、高压脉冲电极板与高压脉冲电源之间电连接，脉冲破乳电极接线口、脉冲破乳电极板与脉冲破乳电源电连接。本实用新型结构简单，使用方便，能耗降低、无需加药，脱水后的原油含水量低，电脱的污水含油量低，对于高含水原油脱水效果好的一种高频脉冲原油脱水装置。

Description

高频脉冲原油脱水装置

技术领域：

本实用新型涉及一种原油开采过程中油气水三相分离的电脱水装置技术领域，特别涉及一种针对高含水原油的高频脉冲原油脱水装置。

背景技术：

原油开采中，油井里采出的原油主要包含原油、天然气和水三部分，天然气很容易从原油中分离出来，因此原油脱水是原油开采生产中主要工作，也是提高原油品质的重要步骤。目前，原油脱水主要采用加热沉降脱水、化学脱水和电脱水三种方法。电脱水是脱水率较高，效率较高，能耗较低，同时不会对原油造成二次污染的一种方法。电脱水是对原油施加电场，在电场作用下原油中乳化状的水(油包水)发生聚结，小水粒聚结成大水粒，大水粒在重力作用下突破原油的浮力和与原油摩擦力等向下沉降，从而实现油水分离。随着油田的开采，油田采出原油的含水率不断升高，目前大部分油田含水率已经达到了90％以上。传统电脱水装置将若干电极板浸入原油中，给电极板施加一定的电压，电极板之间形成一定强度的电场，电场对原油作用达到脱水目的。含水率越高，原油的导电率越高，电极板同样的电压下电流就越大，因此电极板要获得有效电场，脱水装置需要电源功率越大，生产同样的原油能耗越大。对于一些高含水原油，传统的电脱水装置甚至不能起到脱水作用。

现有技术中的电脱水设备，如，中国专利申请01114971X公开了高频脉冲原油电脱水装置，其是在电脱水器的内部设三层平挂式电极、中层的接地，上下两层的接高频变压整流器的输出端，高频变压器升压后至高频电压整流器整流形成高频高压脉冲进行脱水。再如，中国专利申请2009100927613公开了新型高效原油电脱水、脱盐方法和设备，这种设备包括入口组件、罐体和静电预聚结器，入口组件由原油入口、流量计、新鲜水入口、化学破乳剂入口、节流阀、静态混合器组成；罐体背部设置排气口，底部后端设置有出水口和出油口，罐体右端安装一块挡板，罐体内腔的静电预聚结器将罐体分成入口区域、静电预聚结区域和重力沉降分离区域；静电预聚结器设置的电极组件由多个排列的电极模块组成，单个电极模块呈正方形网格排列，网格内部居中放置中空管；装置外的高压防爆变压器通过高压绝缘导线与电极组件相连接，这种装置在电脱水时需要加药。又如中国专利申请2011205139506公开了高频脉冲组合孔板电极脱水装置，包括高频脉冲控制系统、高频脉冲升压装置和罐体，罐体右侧下部有出水口，罐体内固定有组合孔板电极电脱水器，组合孔板电极电脱水器上的进液口和出油口，组合孔板电极电脱水器内有脱水电极板，脱水电极板通过导线与高频脉冲升压装置相连接，高频脉冲升压装置通过导线与高频脉冲控制系统相连。又如中国专利申请2012103372990公开了原油电脱水器，包括一罐体和设于罐体内的电极、布液管、集液管，电极为组合式金属板状极板；组合式金属极板由一个垂直竖立于罐体中央的竖挂电极板和对称设置于竖挂电极板两侧的斜挂电极板组成，板斜立于罐体中使得罐体内电场强度由下至上逐渐增高。组合式金属极板由一个垂直竖立于罐体中央的竖挂电极板和两块对称设置于竖挂电极板两侧的的斜挂电极板组成，斜挂电极板至竖挂电极板的距离自上而下由小增大。组合式金属极板由两块相对于罐体中心竖轴线对称的倾斜竖立的斜挂电极板组成，斜挂电极板至罐体中心竖轴线的距离自上而下由小增大。

现有技术中，电脱水的结构各不相同，有的需要加药，有的电脱水能耗过高，有的脱水后的污水中含油高，造成原油浪费。鉴于上述问题，本申请旨在现有技术的技术上，提供一种结构简单，使用方便，能耗降低、无需加药，脱水后的原油含水量低，电脱的污水含油量低，对于高含水原油脱水效果好的一种高频脉冲原油脱水装置。

发明内容：

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供结构简单，使用方便，能耗降低、无需加药，脱水后的原油含水量低，电脱的污水含油量低，对于高含水原油脱水效果好的一种高频脉冲原油脱水装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种高频脉冲原油脱水装置，包括罐体、脉冲破乳电源、高压脉冲电源，罐体的一端的上部设置有预分离筒，预分离筒的下端呈漏斗状并通过管道延伸至罐体内的底部，预分离筒的上端固定的设置有预分离天然气出口，预分离筒的中部固定连接有原油进口法兰；罐体的另一端的上部设置有天然气出口法兰，天然气出口法兰的一侧设置有安全阀连接法兰，另一侧设置有调节水箱连接法兰并螺纹连接有调节水箱，预分离筒、天然气出口法兰、安全阀连接法兰、调节水箱连接法兰与罐体之间固定连接，其中，所述罐体内部固定的装配有多个脉冲破乳电极板和多个高压脉冲电极板，多个脉冲破乳电极板沿X轴方向阵列，相邻的脉冲破乳电极板之间存在15-50cm间隙，多个高压脉冲电极板沿Y轴方向阵列，相邻两个高压脉冲电极板之间存在15-50cm间隙；脉冲破乳电极板位于罐体的中线的下部，高压脉冲电极板位于罐体的中线的上部，多个高压脉冲电极板并联后在罐体上设置高压脉冲电极接线口，多个脉冲破乳电极板并联后在罐体上设置脉冲破乳电极接线口；高压脉冲电极接线口、高压脉冲电极板与高压脉冲电源之间电连接，脉冲破乳电极接线口、脉冲破乳电极板与脉冲破乳电源电连接。

罐体的一端设置有多个折流板，折流板呈优弧状，多个折流板依次与罐体下壁、罐体上壁固定连接，罐体的另一端固定的设置有溢流偃板，溢流偃板的一侧的罐体为圆柱状，其内盛装被折流板降低了流速的原油与水的混合物，溢流偃板的另一侧的罐体间隔为水室和油室，水室和油室隔开，水室设置有污水液位计，油室设置有原油液位计，水室底部设置有污水出口法兰，水室设置有浮子调节阀并装于污水出口法兰处；油室底部设置有原油出口法兰，油室设置有浮子调节阀并装于原油出口法兰处；水室的外壁设置有污水出口浮子调节阀连接法兰，污水出口浮子调节阀连接法兰通过连杆与水室内的浮子相连接，油室的外壁设置有原油出口浮子调节阀连接法兰，原油出口浮子调节阀连接法兰通过连杆与油室内的浮子相连接。

罐体的上部设置有上部人孔，罐体的下部设置有下部人孔，罐体的底部设置有原油进端排污口和油水分离处排污口，原油进端排污口位于预分离筒的正下方，油水分理处排污口位于脉冲破乳电极板的下方，上部人孔、下部人孔、原油进端排污口、油水分离处排污口与罐体在制造时一体成型。

进一步的，罐体上一体成型的设置有取样口，取样口位于高压脉冲电极板的上方。

所述溢流偃板的上部呈波纹状，位于油水混合物上层的油层经溢流偃板的上部流入油室，溢流偃板的下部设置有水管，位于油水混合物下层的水层经水管流入到水室。

最底层的高压脉冲电极板与脉冲破乳电极板之间的位置为油水分层的位置。

脉冲破乳电极板：主要利用非均匀的脉冲电场对水进行极化。在电场力的作用下，水中含油的正负离子向电场的正负方向快速移动，电场变化越快，强度越大，对膜的冲击力就越强，从而形成有效破乳。

高压脉冲电极板：电磁脉冲聚结：乳化膜破裂后(经破乳后)，水分子团或簇在外加磁场力的作用下，形成较大的小水珠或杂质晶核，并进一步在电场力的作用下聚结为颗粒。通过重力作用，水珠与颗粒向下移动，形成水层。

本实用新型工作时，原油顺着原油进口法兰连接的管路经过预分离筒进入到罐体内，原油中的一部分天然气顺着预分离天然气出口流出，原油经过折流板之间形成的弯折的缓冲通道降速，沉降下来的污物通过排污口排出，经过折流板的油水混合物进入到罐体内部，经过脉冲破乳电极板进行破乳，在乳化膜破裂后，高压脉冲电极板的磁场力的作用下，形成较大的小水珠或杂质晶核，并进一步在电场力的作用下聚结为颗粒。通过重力作用，水珠与颗粒向下移动，形成水层。位于油水混合物上层的油层经溢流偃板的上部流入油室，溢流偃板的下部设置有水管，位于油水混合物下层的水层经水管流入到水室。

本实用新型结构简单，使用方便，能耗降低、无需加药，脱水后的原油含水量低，电脱的污水含油量低，对于高含水原油脱水效果好。本实用新型运行稳定可靠，结构简单，操作方便，自动化程度高，适用用范围广，既可以用于传统脱水装置能够适用的环境，也可以用于传统脱水装置不能使用的环境；能够处理老乳化油和高含水油，使处理后的原油达到外运标准，使处理后排出污水中的含油也能达到排放标准。本实用新型与传统低频交流或者直流电脱水相比，运行电流较低，同时对进口原油的温度要求更低，这样对处理同样原油，降低了能耗，提高了效率。

附图说明：

图1为本实用新型的罐体主视图

图2为本实用新型的罐体A方向视图

图3为本实用新型的图1中的B-B部分剖视图

图4为本实用新型的图1中的A-A部分剖视示意图。

图5为本实用新型的俯视方向的罐体内部结构示意图。

图6为本实用新型的脉冲破乳电源主视图。

图7为本实用新型的高压脉冲电源主视图。

图8为本实用新型的高压脉冲与直流、交流脱水方式的对比图。

附图标识：

1.原油入口法兰 2.预分离筒 3.预分离天然气出口

4.折流板 5.高压脉冲电极接线口 6.高压脉冲电极板

7.脉冲破乳电极板 8.取样口 9.上部人孔

10.下部人孔 11.安全阀连接法兰 12.天然气出口法兰

13.调节水箱连接法兰 14.溢流偃板 15.原油进端排污口

16.油水分离处排污口 17.污水出口法兰 18.原油出口法兰

19.污水出口浮子调节阀连接法兰 20.原油出口浮子调节阀连接法兰

21.油室 22.水室 23.脉冲破乳电源 24.高压脉冲电源 25、水管

具体实施方式：

下面结合附图，对本实用新型进行说明。如图1-图7，图1为本实用新型的罐体主视图，图2为本实用新型的罐体A方向视图，图3为本实用新型的图1中的B-B部分剖视图，图4为本实用新型的图1中的A-A部分剖视示意图。图5为本实用新型的俯视方向的罐体内部结构示意图。图6为本实用新型的脉冲破乳电源主视图。图7为本实用新型的高压脉冲电源主视图。

本实用新型高频脉冲原油脱水装置，包括罐体、脉冲破乳电源23、高压脉冲电源24，罐体的一端的上部设置有预分离筒2，预分离筒2的下端呈漏斗状并通过管道延伸至罐体内的底部，预分离筒2的上端固定的设置有预分离天然气出口3，预分离筒2的中部固定连接有原油进口法兰1；罐体的另一端的上部设置有天然气出口法兰12，天然气出口法兰12的一侧设置有安全阀连接法兰11，另一侧设置有调节水箱连接法兰13并螺纹连接有调节水箱，预分离筒2、天然气出口法兰12、安全阀连接法兰11、调节水箱连接法兰13与罐体之间固定连接，其中，罐体内部固定的装配有多个脉冲破乳电极板7和多个高压脉冲电极板6，多个脉冲破乳电极板7沿X轴方向阵列，相邻的脉冲破乳电极板7之间存在15-50cm间隙，多个高压脉冲电极板6沿Y轴方向阵列，相邻两个高压脉冲电极板6之间存在15-50cm间隙；脉冲破乳电极板7位于罐体的中线的下部，高压脉冲电极板6位于罐体的中线的上部，多个高压脉冲电极板6并联后在罐体上设置高压脉冲电极接线口5，多个脉冲破乳电极板7并联后在罐体上设置脉冲破乳电极接线口；高压脉冲电极接线口5、高压脉冲电极板6与高压脉冲电源24之间电连接，脉冲破乳电极接线口、脉冲破乳电极板7与脉冲破乳电源23电连接。罐体的一端设置有多个折流板4，折流板4呈优弧状，多个折流板4依次与罐体下壁、罐体上壁固定连接，罐体的另一端固定的设置有溢流偃板14，溢流偃板14的一侧的罐体为圆柱状，其内盛装被折流板4降低了流速的原油与水的混合物，溢流偃板14的另一侧的罐体间隔为水室22和油室21，水室22和油室21隔开，水室22设置有污水液位计，油室设置有原油液位计，水室22底部设置有污水出口法兰17，水室22设置有浮子调节阀并装于污水出口法兰17处；油室21底部设置有原油出口法兰18，油室21设置有浮子调节阀并装于原油出口法兰18处；水室22的外壁设置有污水出口浮子调节阀连接法兰19，污水出口浮子调节阀连接法兰19通过连杆与水室22内的浮子相连接，油室21的外壁设置有原油出口浮子调节阀连接法兰20，原油出口浮子调节阀连接法兰20通过连杆与油室21内的浮子相连接。罐体的上部设置有上部人孔9，罐体的下部设置有下部人孔10，罐体的底部设置有原油进端排污口15和油水分离处排污口16，原油进端排污口15位于预分离筒2的正下方，油水分理处排污口16位于脉冲破乳电极板7的下方，上部人孔9、下部人孔10、原油进端排污口15、油水分离处排污口16与罐体在制造时一体成型。进一步的，罐体上一体成型的设置有取样口8，取样口8位于高压脉冲电极板6的上方。溢流偃板14的上部呈波纹状，位于油水混合物上层的油层经溢流偃板14的上部流入油室21，溢流偃板14的下部设置有水管25，位于油水混合物下层的水层经水管25流入到水室22。最底层的高压脉冲电极板6与脉冲破乳电极板7之间的位置为油水分层的位置。通过图4可以看出，溢流偃板上的油层溢流进入油室，沉降的水层经水管流入水室。

本实用新型采用脉冲破乳电源和高压脉冲电源进行脱水操作，这种形成脉冲的脱水与传统的直流脱水、交流脱水的效果如图8所示，通过对比，发现，脉冲的有效电场大，脱水效果最好。

数据比较，在以相同含水率的原油进行处理，列表如下：

通过上表可以发现，本申请相较于现有技术，能耗降低、无需加药，脱水后的原油含水量低，电脱的污水含油量低，对于高含水原油脱水效果好。本实用新型运行稳定可靠，结构简单，操作方便，自动化程度高，适用用范围广，既可以用于传统脱水装置能够适用的环境，也可以用于传统脱水装置不能使用的环境；能够处理老乳化油和高含水油，使处理后的原油达到外运标准，使处理后排出污水中的含油也能达到排放标准。本实用新型与传统低频交流或者直流电脱水相比，运行电流较低，同时对进口原油的温度要求更低，这样对处理同样原油，降低了能耗，提高了效率。

Claims (4)

1.一种高频脉冲原油脱水装置，包括罐体、脉冲破乳电源、高压脉冲电源，罐体的一端的上部设置有预分离筒，预分离筒的下端呈漏斗状并通过管道延伸至罐体内的底部，预分离筒的上端固定的设置有预分离天然气出口，预分离筒的中部固定连接有原油进口法兰；罐体的另一端的上部设置有天然气出口法兰，天然气出口法兰的一侧设置有安全阀连接法兰，另一侧设置有调节水箱连接法兰并螺纹连接有调节水箱，预分离筒、天然气出口法兰、安全阀连接法兰、调节水箱连接法兰与罐体之间固定连接，其特征在于，所述罐体内部固定的装配有多个脉冲破乳电极板和多个高压脉冲电极板，多个脉冲破乳电极板沿X轴方向阵列，相邻的脉冲破乳电极板之间存在15-50cm间隙，多个高压脉冲电极板沿Y轴方向阵列，相邻两个高压脉冲电极板之间存在15-50cm间隙；脉冲破乳电极板位于罐体的中线的下部，高压脉冲电极板位于罐体的中线的上部，多个高压脉冲电极板并联后在罐体上设置高压脉冲电极接线口，多个脉冲破乳电极板并联后在罐体上设置脉冲破乳电极接线口；高压脉冲电极接线口、高压脉冲电极板与高压脉冲电源之间电连接，脉冲破乳电极接线口、脉冲破乳电极板与脉冲破乳电源电连接。

2.根据权利要求1所述高频脉冲原油脱水装置，其特征在于，罐体的一端设置有多个折流板，折流板呈优弧状，多个折流板依次与罐体下壁、罐体上壁固定连接，罐体的另一端固定的设置有溢流偃板，溢流偃板的一侧的罐体为圆柱状，其内盛装被折流板降低了流速的原油与水的混合物，溢流偃板的另一侧的罐体间隔为水室和油室，水室和油室隔开，水室设置有污水液位计，油室设置有原油液位计，水室底部设置有污水出口法兰，水室设置有浮子调节阀并装于污水出口法兰处；油室底部设置有原油出口法兰，油室设置有浮子调节阀并装于原油出口法兰处；水室的外壁设置有污水出口浮子调节阀连接法兰，污水出口浮子调节阀连接法兰通过连杆与水室内的浮子相连接，油室的外壁设置有原油出口浮子调节阀连接法兰，原油出口浮子调节阀连接法兰通过连杆与油室内的浮子相连接。

3.根据权利要求1所述高频脉冲原油脱水装置，其特征在于，罐体的上部设置有上部人孔，罐体的下部设置有下部人孔，罐体的底部设置有原油进端排污口和油水分离处排污口，原油进端排污口位于预分离筒的正下方，油水分理处排污口位于脉冲破乳电极板的下方，上部人孔、下部人孔、原油进端排污口、油水分离处排污口与罐体在制造时一体成型。

4.根据权利要求2所述高频脉冲原油脱水装置，其特征在于，所述溢流偃板的上部呈波纹状，位于油水混合物上层的油层经溢流偃板的上部流入油室，溢流偃板的下部设置有水管，位于油水混合物下层的水层经水管流入到水室。