專利名稱：一種電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦場乳狀液原油脫水方法，具體地說是一種電場 與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫水方法。
二背景技術(shù)：
我國大部分油區(qū)己進(jìn)入中、高含水開采階段，特別是東部油田大
部分含水高達(dá)80%以上，有的甚至達(dá)到90%以上。為增油降水，研究開 發(fā)了各種采油新技術(shù)，如酸化壓裂、堵水調(diào)剖、三次采油、微生物驅(qū) 油等。三次采油技術(shù)已成為老油田穩(wěn)產(chǎn)上產(chǎn)的主要手段之一，大幅度 提高了原油采收率。大慶、勝利油田先后進(jìn)行了復(fù)合驅(qū)油試驗(yàn)和聚合 物驅(qū)油先導(dǎo)試驗(yàn)，取得了明顯的增油效果。
實(shí)踐證明，"三采"采出液化學(xué)破乳脫水困難，該乳狀液進(jìn)入常 規(guī)電脫水器，極易造成電極間短路，不能達(dá)到脫水所需的電場強(qiáng)度， 使脫水器無法維持生產(chǎn)，嚴(yán)重影響了外輸原油的質(zhì)量。為此，科研人 員研究出一種高頻脈沖電場脫水技術(shù)。
脈沖電破乳不但能解決了原油高含水的問題，而且降低破乳劑的 使用量和能耗。脈沖電場通過控制脈沖頻率和占空比(脈沖輸出時(shí)間 與脈沖周期之比)，不會(huì)發(fā)生電極間的短路現(xiàn)象，也不易發(fā)生電場使 液珠擊穿形成更小粒徑液珠而分散的現(xiàn)象，在維持同等破乳脫水效 率、效果的前提下，較之傳統(tǒng)的電破乳節(jié)省電能。但脫水流程與原交 流、直流、交直流雙電場脫水流程一樣，流程比較復(fù)雜，占地面積大， 投資大，管理不方便，制約著高頻脈沖電場脫水技術(shù)的推廣應(yīng)用。旋流分離技術(shù)是一次引進(jìn)技術(shù)，目前只是用在回注污水處理上， 對脫出污水中的原油、懸浮物及顆粒狀物質(zhì)起著顯著的作用。由于旋 流器是采用多根很細(xì)的旋流管組合結(jié)構(gòu)，每根旋流管進(jìn)流量不均勻，
加之過細(xì)，且污水中含有鈣鎂離子較多，H2S含量過高，經(jīng)常發(fā)生結(jié)
垢堵塞現(xiàn)象，使之運(yùn)轉(zhuǎn)周期較短，推廣效果不佳，但它確實(shí)具有體積 小、重量輕、占地面積小和分離性能好的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種電場與旋流場相結(jié)合的原油脫水方法， 克服上述兩種脫水方法存在的缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方案是通過以下方式實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明的電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫水方法是由旋流器、高 頻脈沖脫水供電裝置或其它供電裝置、脫水電極和污水沉降罐組成的 原油脫水工藝實(shí)現(xiàn)的，其特征在于把旋流管的渦旋段、同心縮徑段和 平行尾段同比例放大，由多根旋流管組成的旋流器設(shè)為單根旋流管的 旋流器；把單根旋流器的出油管延伸，垂直插入渦旋段作為脫水電極， 在出油管與輸油管的連接處和出油管與渦旋段的連接處設(shè)置絕緣層； 或直接將脫水電極沿出油管中心插入渦旋段的中下部，出油管與脫水 電極的連接處設(shè)有絕緣層；高頻脈沖脫水供電裝置或其它供電裝置的 輸出端通過導(dǎo)線與出油管相聯(lián)，或與脫水電極相連，地線與旋流器殼 體相連；原油來油管線與旋流器進(jìn)口相連，出油管與輸油管或好油罐 相連，平行尾段與污水沉降罐相連；根據(jù)原油脫水處理量的大小，可 設(shè)置單根旋流器或多根并聯(lián)的旋流器，由高頻脈沖^^水供電裝置或交 流或交直流供電裝置供電。
本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
41. 結(jié)構(gòu)簡單，脫水流程簡單，占地面積小，投資少，管理方便；
2. 把電脫水機(jī)理和旋流器機(jī)理有機(jī)地結(jié)合在一起，提高了脫水效 果，增大了適用范圍，好脫原油和不好脫原油都能脫，不倒電 場。
3. 不沉積原油，不會(huì)形成老化油，不會(huì)破壞電場。
四

圖卜本發(fā)明的方案原理示意圖
圖2-本發(fā)明的應(yīng)用示意圖
圖中1-電極和出油管2-絕緣層3-進(jìn)口 4-渦旋段5-同心縮徑 段6-平行尾段7-污水沉降罐8-高頻脈沖脫水供電裝置
五具體實(shí)施例方式
為進(jìn)一步公開本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合說明書附圖，通過實(shí) 施例作詳細(xì)說明。
如圖1所示，把旋流管的渦旋段4，同心縮徑段5和平行尾段6 放大，由多根旋流管組成的旋流器設(shè)為單根旋流管的旋流器；把單根 旋流器的出油管延伸，垂直插入渦旋段作為高頻脈沖脫水電極l，在 出油管與輸油管的連接處和出油管與渦旋段4的連接處設(shè)置絕緣層 2;或直接將脫水電極1沿出油管中心插入渦旋段4，在出油管與高 頻脫水電極的連接處設(shè)有絕緣層2;高頻脈沖脫水供電裝置8輸出端 與出油管相聯(lián)，或與脫水電極相連，地線與旋流器殼體相連；原油乳 狀液來油管線與旋流器進(jìn)口 3相連，出油管與好油罐相連，平行尾段 6直接與污水罐7相連；根據(jù)原油脫水處理量的大小，可設(shè)置一根單 根旋流器或多根并聯(lián)的旋流器，由高頻脈沖脫水供電裝置供電。
乳狀液沿切向通過圓筒渦旋段上的切向漸開線進(jìn)口進(jìn)入旋流管后，由于切向高壓的作用，乳狀液形成了渦流。同時(shí)，在高頻脈沖電 場的作用下，乳狀液中小水滴開始聚結(jié)，在短時(shí)間內(nèi)形成了粒徑較大 的水滴。通過圓筒渦旋段的聚結(jié)，乳狀液進(jìn)入同心縮徑段。同心縮徑 段為一錐體空腔，利用其錐截面緊縮，使乳狀液獲得極大的加速度并 形成螺旋流動(dòng)。在此過程中，由于油水密度差別和高頻脈沖的進(jìn)一步 作用，聚集后的水滴和未聚集的小水滴在離心力的作用下向旋流器的 周邊運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行進(jìn)一步的聚集；而油滴則被擠到裝置的中心處形成了 連續(xù)相；旋流器污水出口段為細(xì)錐段使得初步分離的乳狀液的速度不 斷增大，油水乳狀液又得到進(jìn)一步的分離；平行段的油水乳狀液流速 保持恒定。根據(jù)流體力學(xué)中伯努利方程可得到底部的壓力逐漸變大， 可對上部分造成一定的回壓，中心處的油相在回壓的作用下被壓到出 油口排出，而水相則依靠重力的作用而由平行尾段進(jìn)入污水罐，最終 實(shí)現(xiàn)了油水的分離。
權(quán)利要求
1.一種電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫水方法，是由旋流器、高頻脈沖脫水供電裝置或其它供電裝置、脫水電極和污水沉降罐組成的原油脫水工藝實(shí)現(xiàn)的，其特征在于把旋流管的渦旋段、同心縮徑段和平行尾段同比例放大，由多根旋流管組成的旋流器設(shè)為單根旋流管的旋流器；把單根旋流器的出油管延伸，垂直插入渦旋段作為高頻脈沖脫水電極，或直接將脫水電極沿出油管中心插入渦旋段的中下部，高頻脈沖脫水供電裝置的輸出端通過導(dǎo)線與出油管相聯(lián)或脫水電極相連，原油來油管線與旋流器進(jìn)口相連，出油管與輸油管或好油罐相連；平行尾段與污水沉降罐相連，組成高頻脈沖電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫水方法。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫 水方法，其特征在于脫水供電裝置可采用高頻脈沖脫水供電裝置或交 流或交直流供電裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫 水方法，其特征在于在出油管與輸油管和出油管與渦旋段的連接處設(shè) 置絕緣層，或出油管與脫水電極的連接處設(shè)有絕緣層。
全文摘要
一種電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫水方法，是由旋流器、高頻脈沖脫水供電裝置或其它供電裝置、脫水電極和污水沉降罐組成的原油脫水工藝實(shí)現(xiàn)的，其特征在于把旋流管的渦旋段、同心縮徑段和平行尾段同比例放大，由多根旋流管組成的旋流器設(shè)為單根旋流管的旋流器；把單根旋流器的出油管延伸，垂直插入渦旋段作為高頻脈沖脫水電極，或直接將脫水電極沿出油管中心插入渦旋段的中下部，高頻脈沖脫水供電裝置的輸出端通過導(dǎo)線與出油管相聯(lián)或脫水電極相連，原油來油管線與旋流器進(jìn)口相連，出油管與輸油管或好油罐相連；平行尾段與污水沉降罐相連，組成高頻脈沖電場與旋流場有機(jī)結(jié)合的原油脫水工藝。
文檔編號C10G33/02GK101638587SQ20081013869
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日
發(fā)明者馮永訓(xùn), 建 張, 趙媛媛, 趙守明, 趙忠杰, 郭長會(huì) 申請人:勝利油田勝利工程設(shè)計(jì)咨詢有限責(zé)任公司