Изобретение относится к промысловой подготовке нефти, а именно к ее обезвоживанию электрическими способами. The invention relates to field preparation of oil, namely to its dehydration by electrical methods.
Известно устройство для разделения жидкостей, включающее систему электродов, размещенных в полости корпуса [1]
Наиболее близким техническим решением из известных является аппарат для разделения жидкостей, включающий электроды с цилиндрическими поверхностями, размещенными в "шахматном" порядке по знаку [2]
Данное техническое решение не учитывает соотношения размеров элементов системы электродов, влияющих на характеристики электрического поля и, соответственно, на процессы коалесценции капель воды и обезвоживания водонефтяной эмульсии.A device for separating liquids, comprising a system of electrodes placed in the cavity of the housing [1]
The closest technical solution known is the apparatus for separating liquids, including electrodes with cylindrical surfaces placed in a "checkerboard" order in sign [2]
This technical solution does not take into account the aspect ratio of the elements of the electrode system that affect the characteristics of the electric field and, accordingly, the processes of coalescence of water droplets and dehydration of an oil-water emulsion.
Изобретение направлено на решение задачи по повышению производительности процесса обезвоживания водонефтяной эмульсии и качества подготавливаемой нефти. При осуществлении изобретения обеспечивается устойчивый режим коалесценции капель воды в эмульсии. The invention is aimed at solving the problem of increasing the productivity of the process of dehydration of a water-oil emulsion and the quality of the oil being prepared. In the implementation of the invention provides a stable mode of coalescence of water droplets in the emulsion.
Для этого в аппарате для обезвоживания водонефтяной эмульсии, включающем электроды с цилиндрическими поверхностями, размещенные в "шахматном" порядке по знаку, радиус R цилиндрических поверхностей электродов и расстояние Н между цилиндрическими поверхностями ближайших электродов находятся в следующей взаимосвязи
0,1<R/H<0,3
1 см<Н<5 см
При подаче напряжения между электродами выстраиваются цепочки из капель воды, которые коалесцируют и выпадают из зоны поля. В пределах интервалов, определяющих отношение радиуса цилиндрических поверхностей электродов к расстоянию между цилиндрическими поверхностями ближайших электродов и абсолютное значение указанного расстояния, обеспечиваются оптимальные режим коалесценции капель воды и конструкция аппарата. Нижняя граница интервала, определяющего соотношение размеров, обусловлена резким усилением поля около электродов, приводящих к дроблению скоалесцировавшихся капель в этой области. Верхняя граница интервала, определяющего соотношение габаритов, обусловлена повышением металлоемкости конструкции и снижением полезного объема поля. Нижняя граница интервала, определяющего абсолютное значение расстояния между цилиндрическими поверхностями ближайших электродов, обусловлена снижением эффективности процесса коалесценции капель воды и нетехнологичностью изготовления конструкции аппарата. Верхняя граница интервала, определяющего упомянутое абсолютное значение, обусловлена снижением эффективности процесса за счет неустойчивости водяных цепочек.To do this, in the apparatus for dehydration of water-oil emulsions, including electrodes with cylindrical surfaces placed in a checkerboard pattern in sign, the radius R of the cylindrical surfaces of the electrodes and the distance H between the cylindrical surfaces of the nearest electrodes are in the following relationship
0.1 <R / H <0.3
1 cm <H <5 cm
When voltage is applied between the electrodes, chains of water droplets line up, which coalesce and fall out of the field zone. Within the intervals determining the ratio of the radius of the cylindrical surfaces of the electrodes to the distance between the cylindrical surfaces of the nearest electrodes and the absolute value of the specified distance, the optimal coalescence mode of water droplets and the design of the apparatus are ensured. The lower boundary of the interval that determines the size ratio is due to a sharp increase in the field near the electrodes, leading to the fragmentation of coalescent drops in this region. The upper boundary of the interval that determines the ratio of dimensions is due to an increase in the metal consumption of the structure and a decrease in the useful volume of the field. The lower boundary of the interval that determines the absolute value of the distance between the cylindrical surfaces of the nearest electrodes is due to a decrease in the efficiency of the coalescence process of water droplets and the low technological quality of the apparatus design. The upper boundary of the interval determining the mentioned absolute value is due to a decrease in the efficiency of the process due to the instability of water chains.
На фиг.1 схематично изображен аппарат для обезвоживания водонефтяной эмульсии, на фиг.2 сечение А-А на фиг.1. Figure 1 schematically shows a device for dewatering a water-oil emulsion, figure 2 section aa in figure 1.
Аппарат включает размещенные в корпусе 1, электроды 2 с цилиндрическими поверхностями. Электроды 2 размещены в "шахматном" порядке по знаку. Радиус R цилиндрических поверхностей электродов 2 и расстояние Н между цилиндрическими поверхностями ближайших электродов находятся в следующей взаимосвязи: 0,1<R/H<0,3; 1 см<Н<5 см. Линия 3 ввода исходной эмульсии соединена с распределителем 4 потока. Сборник 5 обезвоженной нефти размещен в верхней части полости корпуса 1 и соединен с линией 6 вывода обезвоженной нефти. Нижняя часть полости корпуса 1 под распределителем 4 сообщается с линией 7 вывода отделившейся воды. The apparatus includes electrodes 2 with cylindrical surfaces located in the housing 1. The electrodes 2 are placed in a "checkerboard" order by sign. The radius R of the cylindrical surfaces of the electrodes 2 and the distance H between the cylindrical surfaces of the nearest electrodes are in the following relationship: 0.1 <R / H <0.3; 1 cm <H <5 cm. The input emulsion input line 3 is connected to the flow distributor 4. The dehydrated oil collection 5 is located in the upper part of the cavity of the housing 1 and is connected to the dehydrated oil output line 6. The lower part of the cavity of the housing 1 under the distributor 4 communicates with the output line 7 of the separated water.
Работа аппарата осуществляется следующим образом. Исходная эмульсия, поступающая по линии 3, через распределитель 4 направляется в полость корпуса 1. Под воздействием электрического поля между электродами 2 образуются цепочки из капель воды, которые коалесцируют. Скоалесцировавшиеся капли воды под действием гравитационных сил выпадают из зоны электрического поля и осаждаются в нижней части полости корпуса 1. Обезвоженная нефть выводится из полости корпуса 1 по линии 6, а отделившаяся вода по линии 7. The operation of the apparatus is as follows. The initial emulsion flowing through line 3, through the distributor 4 is sent to the cavity of the housing 1. Under the influence of an electric field between the electrodes 2, chains of water droplets are formed, which coalesce. Coalescing water droplets under the influence of gravitational forces fall out of the electric field zone and are deposited in the lower part of the body cavity 1. Dehydrated oil is discharged from the body cavity 1 along line 6, and the separated water along line 7.
