CN207016726U - 高含水原油净化装置及高含水原油净化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高含水原油净化装置及高含水原油净化系统，涉及高含水原油或井液处理技术领域。该高含水原油净化装置包括罐体，罐体的数量为多段，多段罐体依次首尾竖向连接。每段罐体内均设置有电极。每段罐体内的电极分别连接有变压器，变压器用于为电极供电，并且，与相对位于上方的罐体内的电极连接的变压器的输出电压不同于与相对位于下方的相邻的罐体内的电极连接的变压器的输出电压。本实用新型的高含水原油净化装置，多段罐体顺次首尾竖向连接，每段罐体内均设置有电极，电极由变压器供电后与罐体形成电场，对流经罐体的高含水原油进行破乳，分离原油中的水分，达到脱水的目的。

Description

高含水原油净化装置及高含水原油净化系统

技术领域

本实用新型涉及高含水原油或井液处理技术领域，特别是涉及一种高含水原油净化装置及高含水原油净化系统。

背景技术

原油从油田开采出来，一般会含有大量水，这些水在原油外输或储存时，会造成能耗的损失和设备的腐蚀，同时，油田开采也需要大量的水，因而在运输或储存之前需要对原油进行脱水处理。

原油脱水，基本上采用油水分离器和电脱水器联合进行脱水。油水分离器作为初级脱水装置，将原油含水量降低到一定范围，满足进入电脱水装置的条件，再由电脱水装置对原油进行最后脱水，达到原油出厂指标。

但是，随着油田含水上升和采油聚合物增加，原有的脱水设备和方式难以适应要求，尤其是油水分离器，经其脱水后原油含水量仍然较高，满足不了进入电脱水装置的含水要求，往往需要增加分离器的体积和级数，从而增加了油田生产的成本。同时，油田设备的增加往往受到成本或空间的制约，如海上平台。这极大地限制了油田增产或扩产，给油田带来了经济损失。

中国专利CN105623712A公布了一种多级原油分水装置，包括多个依级数顺序连接的旋流器和气浮罐，油入口管道与第一级旋流器的旋流器入口相连接，各级旋流器的水相出口与下一级旋流器的旋流器入口对应相连接，最后一级旋流器的水相出口与气浮罐筒体上的气浮罐入口相连接。根据油水密度的不同，利用各级旋流器产生的超重力旋流将两种不同密度的介质进行强行分离，进而通过多级旋流进一步降低水中含油量，再通过化学药剂的处理将外排水指标达到排海要求，进而达到将多余的产出水分离掉的目的。

中国专利CN205774346U公布了一种高含水原油脱水分离系统，其包括旋流式气液分离器等，高含水井液管与旋流式气液分离器连接，旋流式气液分离器通过高含水混合物管与液位检测控制容器连接，液位检测控制容器与旋流式油水分离器连接，旋流式油水分离器的一侧与原油管连接，原油管与碳氢化合物气体管连接，碳氢化合物气体管与旋流式气液分离器连接。能够在较小的占地空间和较轻的设备重量的条件下实现浓缩原油井液。

以上两个专利均采用较小的设备进行油水分离，降低原油含水量，具备节约空间的优点。但是，忽略了原油乳化液需要破乳才能很好地分离，若原油乳化液稳定性较强，采用超重力旋流和气浮，都难以获得很好的效果。

与上述脱水方式相比，电场脱水技术是最有效、最经济的原油脱水方式，但是，高含水原油的破乳比较困难。如何采用电场对高含水原油进行快速破乳脱水，提高脱水的效率，是高含水原油脱水面临的难题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高含水原油净化装置及高含水原油净化系统，以解决现有技术中存在的高含水原油破乳困难的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种高含水原油净化装置，包括罐体；

所述罐体的数量为多段，多段所述罐体依次首尾竖向连接；

每段所述罐体内均设置有电极；

每段所述罐体内的所述电极分别连接有变压器，所述变压器用于为所述电极供电；

并且，与相对位于上方的罐体内的所述电极连接的所述变压器的输出电压不同于与相对位于下方的相邻的罐体内的所述电极连接的所述变压器的输出电压。

进一步地，还包括导流管；

所述导流管套设在所述罐体的内壁上；

所述电极穿过所述导流管；

所述导流管用于与所述电极形成电场。

进一步地，所述导流管上设置有多个通孔；

所述通孔的轴线方向平行于所述导流管的轴线方向；

每个所述通孔内均穿设有所述电极。

进一步地，所述罐体包括相互连通的横管和竖管；

所述横管垂直连接在所述竖管上。

进一步地，所述电极的形状为“L”形。

进一步地，所述横管的端部设置有挡板；

所述电极设置在所述挡板上。

进一步地，所述横管的端部还设置有电极封盖；

所述电极封盖与所述挡板构成电极连接室。

进一步地，与相对位于上方的罐体内的所述电极连接的所述变压器的输出电压高于与相对位于下方的相邻的罐体内的所述电极连接的所述变压器的输出电压。

进一步地，与相对位于上方的罐体内的所述电极连接的所述变压器的输出电压低于与相对位于下方的相邻的罐体内的所述电极连接的所述变压器的输出电压。

本实用新型还提供一种高含水原油净化系统，包括如前述的高含水原油净化装置。

本实用新型提供的高含水原油净化装置及高含水原油净化系统，多段罐体顺次首尾竖向连接，每段罐体内均设置有电极，电极由变压器供电后与罐体形成电场，对流经罐体的高含水原油进行破乳，分离原油中的水分，达到脱水的目的，不同罐体内的电极与对应的罐体形成的电场强度不同，从而对高含水原油进行逐级脱水，使得脱水更加彻底，脱水效率更高，解决了高含水原油破乳困难的问题，适于进行推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的一种高含水原油净化装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种高含水原油净化装置中导流管的结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的一种高含水原油净化装置的整体结构示意图；

图4为本实用新型实施例二提供的一种高含水原油净化装置中导流管的结构示意图。

附图标记：

1-罐体； 2-电极； 3-变压器；

4-导流管； 5-原料油进口； 6-原料油出口；

7-水出口； 8-水位检测装置； 11-横管；

12-竖管； 13-挡板； 14-电极封盖；

15-电极连接室； 41-通孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中部”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

在本实施例的可选方案中，如图1和图2所示，本实施例提供的一种高含水原油净化装置，包括罐体1；罐体1的数量为2段，2段罐体1依次首尾竖向连接；每段罐体1内均设置有电极2；每段罐体1内的电极2分别连接有变压器3，变压器3用于为电极2供电；并且，与相对位于上方的罐体1内的电极2连接的变压器3的输出电压高于与相对位于下方的相邻的罐体1内的电极2连接的变压器3的输出电压；电极2表面复合绝缘层，能够避免高含水原油与电极2的高压带电体直接接触，防止高含水原油引起电场短路，从而提高电场运行的平稳性和有效性。

在本实施例的可选方案中，还包括导流管4；导流管4套设在罐体1的内壁上；电极2穿过导流管4；导流管4用于与电极2形成电场。

在本实施例的可选方案中，导流管4上设置有多个通孔41；通孔41的轴线方向平行于导流管4的轴线方向，即导流管4为蜂窝状；每个通孔41的中部均穿设有电极2；蜂窝状的导流管4与电极2形成多组独立的电场空间和独立的流场，既可以提高电场的均匀性和电场强度，又可以减少流场因电极的布置而产生的扰动。

在本实施例的可选方案中，罐体1包括相互连通的横管11和竖管12，横管11垂直连接在竖管12上，可以增加电场的分布空间，同时可以在罐体1的横向的两端形成封闭空间，便于电极2的连接。

在本实施例的可选方案中，电极2的形状为“L”形，能够尽可能地提高电场在罐体1内的占用空间，提高高含水原油的电场作用时间，从而提高对高含水原油的脱水效果；电极2的横段位于横管11内，电极2的竖段位于竖管12内；导流管4套设在罐体1的竖管12内壁上；电极2的竖段位于导流管4内。

在本实施例的可选方案中，横管11的两端端部均设置有挡板13；电极2设置在挡板13上，挡板13与电极2之间绝缘。

在本实施例的可选方案中，横管11的端部还设置有电极封盖14；电极封盖14与挡板13构成电极连接室15，电极2的横段的端部位于电极连接室15内，与变压器3的高压端连接，使得高含水原油进入电场后，不会引起电场发生短路，从而不会失去电场脱水的作用，同时，还便于电极2的检查与维修。

在本实施例的可选方案中，还包括原料油进口5、原料油出口6、水出口7及水位检测装置8；水位检测装置8优选为油水界位控制仪表。

在本实施例中，启动变压器3，利用罐体1与绝缘的电极2形成的高压静电场，对流经罐体1的高含水原油进行破乳，分离原油中的水分，达到脱水的目的；上方罐体1内的电极2与上方罐体1形成的电场强度高于下方罐体1内的电极2与下方罐体1形成的电场强度，对高含水原油进行二级脱水，使得脱水更加彻底，脱水效率更高。

具体脱水过程为：高含水原油从原料油进口5进入下方的罐体1内，沿着竖管12向上流动，进入蜂窝状的导流管4内，高含水原油中的小水滴在电极2的竖段与蜂窝状的导流管4的管壁之间形成的强电场的作用下，发生聚结、破乳，相邻或相近的小水滴会合并而变成大水滴，大水滴达到一定直径后，克服油流的摩擦力和浮力，在重力作用下向下沉降，达到下方的罐体1的底部，积聚到一定高度后，由水位检测装置8控制从水出口7流出；流过下方电场区域的高含水原油继续向上流动，到达上方的罐体1，进入蜂窝状的导流管4内，上方的电极2与导流管4的管壁之间形成的电场强度更大，高含水原油中剩余的小水滴在上方的电场中发生聚结、破乳，相邻或相近的小水滴会合并变成大水滴，大水滴达到一定直径后，克服油流的摩擦力和浮力，在重力作用下向下沉降，进入下方的电场中，参与下方的高含水原油的水滴聚结；经过二级的电场作用，高含水原油中的小水滴已经聚结为大水滴，部分大水滴已经分离出来，进入下方的罐体1的底部，尚未分离的水滴的粒径与原来相比也增大了2-3倍。

实施例二：

在本实施例的可选方案中，如图3和图4所示，本实施例提供的一种高含水原油净化装置，包括罐体1；罐体1的数量为2段，2段罐体1依次首尾竖向连接；每段罐体1内均设置有电极2；每段罐体1内的电极2分别连接有变压器3，变压器3用于为电极2供电；并且，与相对位于上方的罐体1内的电极2连接的变压器3的输出电压低于与相对位于下方的相邻的罐体1内的电极2连接的变压器3的输出电压。

在本实施例的可选方案中，还包括导流管4；导流管4套设在罐体1的内壁上；电极2穿过导流管4；导流管4用于与电极2形成电场。

在本实施例的可选方案中，导流管4上设置有多个通孔41；通孔41的轴线方向平行于导流管4的轴线方向，即导流管4为蜂窝状；每个通孔41的中部均穿设有电极2。

在本实施例的可选方案中，罐体1包括相互连通的横管11和竖管12；横管11垂直连接在竖管12上。

在本实施例的可选方案中，电极2的形状为“L”形；电极2的横段位于横管11内，电极2的竖段位于竖管12内；导流管4套设在罐体1的竖管12内壁上；电极2的竖段位于导流管4内。

在本实施例的可选方案中，横管11的两端端部均设置有挡板13；电极2设置在挡板13上，挡板13与电极2之间绝缘。

在本实施例的可选方案中，横管11的端部还设置有电极封盖14；电极封盖14与挡板13构成电极连接室15，电极2的横段的端部位于电极连接室15内，与变压器3的高压端连接，使得高含水原油进入电场后，不会引起电场发生短路，从而不会失去电场脱水的作用。

在本实施例的可选方案中，还包括原料油进口5及原料油出口6。

在本实施例中，上方罐体1内的电极2与上方罐体1形成的电场强度低于下方罐体1内的电极2与下方罐体1形成的电场强度，对高含水原油进行二级脱水。

具体脱水过程为：高含水原油从原料油进口5进入上方的罐体1内，沿着竖管12向下流动，进入蜂窝状的导流管4内，高含水原油中的小水滴在电极2的竖段与蜂窝状的导流管4的管壁之间形成的强电场的作用下，发生聚结、破乳，相邻或相近的小水滴会合并而变成大水滴，大水滴达到一定直径后，克服油流的摩擦力和浮力，在重力作用下向下沉降；大水滴与高含水原油继续向下流动，到达下方的罐体1，进入蜂窝状的导流管4内，下方的电极2与导流管4的管壁之间形成的电场强度更大，大水滴与高含水原油中剩余的小水滴在下方的电场中再次发生聚结、破乳，相邻或相近的小水滴会合并变成更大的大水滴，达到一定直径后，克服油流的摩擦力和浮力，在重力作用下向下沉降；经过二级的电场作用，高含水原油中的小水滴已经聚结为大水滴，部分大水滴已经分离出来，尚未分离的水滴的粒径与原来相比也增大了2-3倍。

实施例三：

在本实施例的可选方案中，本实施例提供的一种高含水原油净化系统，包括沉降装置，以及如实施例一或实施例二的高含水原油净化装置。

在本实施例中，高含水原油净化装置的脱水效果显著,经过其处理后的高含水原油可直接进入到沉降装置中继续进行脱水。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种高含水原油净化装置，其特征在于，包括罐体(1)；

所述罐体(1)的数量为多段，多段所述罐体(1)依次首尾竖向连接；

每段所述罐体(1)内均设置有电极(2)；

每段所述罐体(1)内的所述电极(2)分别连接有变压器(3)，所述变压器(3)用于为所述电极(2)供电；

并且，与相对位于上方的罐体(1)内的所述电极(2)连接的所述变压器(3)的输出电压不同于与相对位于下方的相邻的罐体(1)内的所述电极(2)连接的所述变压器(3)的输出电压。

2.根据权利要求1所述的高含水原油净化装置，其特征在于，还包括导流管(4)；

所述导流管(4)套设在所述罐体(1)的内壁上；

所述电极(2)穿过所述导流管(4)；

所述导流管(4)用于与所述电极(2)形成电场。

3.根据权利要求2所述的高含水原油净化装置，其特征在于，所述导流管(4)上设置有多个通孔(41)；

所述通孔(41)的轴线方向平行于所述导流管(4)的轴线方向；

每个所述通孔(41)内均穿设有所述电极(2)。

4.根据权利要求1所述的高含水原油净化装置，其特征在于，所述罐体(1)包括相互连通的横管(11)和竖管(12)；

所述横管(11)垂直连接在所述竖管(12)上。

5.根据权利要求1所述的高含水原油净化装置，其特征在于，所述电极(2)的形状为“L”形。

6.根据权利要求4所述的高含水原油净化装置，其特征在于，所述横管(11)的端部设置有挡板(13)；

所述电极(2)设置在所述挡板(13)上。

7.根据权利要求6所述的高含水原油净化装置，其特征在于，所述横管(11)的端部还设置有电极封盖(14)；

所述电极封盖(14)与所述挡板(13)构成电极连接室(15)。

8.根据权利要求1所述的高含水原油净化装置，其特征在于，与相对位于上方的罐体(1)内的所述电极(2)连接的所述变压器(3)的输出电压高于与相对位于下方的相邻的罐体(1)内的所述电极(2)连接的所述变压器(3)的输出电压。

9.根据权利要求1所述的高含水原油净化装置，其特征在于，与相对位于上方的罐体(1)内的所述电极(2)连接的所述变压器(3)的输出电压低于与相对位于下方的相邻的罐体(1)内的所述电极(2)连接的所述变压器(3)的输出电压。

10.一种高含水原油净化系统，其特征在于，包括沉降装置，以及如权利要求1至9任一项所述的高含水原油净化装置。