專利名稱：基于磁場和不均勻電場的原油脫水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種原油脫水器。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長、對能源需求日益提高，石油的供應(yīng)已成為影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略問題。隨著陸上原油儲量的不斷減少，國內(nèi)、外大的石油生產(chǎn)公司將目光投向海上原油的開采。目前國內(nèi)陸上應(yīng)用的原油脫水器采用水平電極和豎掛電極結(jié)構(gòu)，電極一般利用金屬網(wǎng)或金屬平板構(gòu)成。電極之間的電場為均勻電場，在交流電壓作用下其脫水機(jī)理一般遵循偶極聚結(jié)、振蕩聚結(jié)，在直流電壓作用下其脫水機(jī)理一般遵循偶極聚結(jié)和電泳聚結(jié)機(jī)理。由于受海上環(huán)境條件限制，海洋石油開采平臺與陸地平臺有著很大的區(qū)別，因此海洋石油開采的緊湊性、高效性和安全性是降低石油開采成本、提高海上石油開采效率的重要核心問題。而現(xiàn)在海洋石油開采使用現(xiàn)有原油脫水器具有如下問題:(I)現(xiàn)有原油脫水器不能利用磁場和不均勻 電場的聯(lián)合作用對原油進(jìn)行電破乳脫水處理；(2)現(xiàn)有原油脫水器不能利用不均勻電場的電泳行為對原油進(jìn)行電破乳脫水處理。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決(I)現(xiàn)有原油脫水器不能利用磁場和不均勻電場的聯(lián)合作用對原油進(jìn)行電破乳脫水處理；(2)現(xiàn)有原油脫水器不能利用不均勻電場的電泳行為對原油進(jìn)行電破乳脫水處理的問題，從而提供一種基于磁場和不均勻電場的原油脫水器。基于磁場和不均勻電場的原油脫水器，它包括內(nèi)電極、外電極、絕緣密封墊、高壓接線盒、高壓接線螺栓、接地螺栓、勵磁線圈和端蓋；所述內(nèi)電極為柱狀結(jié)構(gòu)，外電極為筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)電極的外徑小于外電極的內(nèi)徑的三分之一，內(nèi)電極套裝在外電極的內(nèi)腔內(nèi)部，內(nèi)電極外表面與外電極內(nèi)表面之間形成脫水腔；所述外電極的一端通過絕緣密封墊與高壓接線盒相連，高壓接線盒內(nèi)設(shè)有高壓接線螺栓和接地螺栓，所述高壓接線螺栓穿過絕緣密封墊與內(nèi)電極相連，接地螺栓與外電極相連；所述外電極遠(yuǎn)離高壓接線盒的一端與端蓋緊密連接，所述端蓋上開設(shè)有出水口 ；所述外電極靠近高壓接線盒的一端的側(cè)壁上開設(shè)有出油口，外電極遠(yuǎn)離高壓接線盒的一端的側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)液口；所述外電極的外表面上套裝有勵磁線圈，所述勵磁線圈設(shè)置在出油口與進(jìn)液口之間的外電極上。本發(fā)明基于磁場和不均勻電場的原油脫水器，包括以下優(yōu)點(I)利用磁場和不均勻電場的聯(lián)合作用可以降低原油采出液的粘度，通過電破乳行為提高原油乳化液中水顆粒碰撞聚結(jié)速度與脫水效率；(2)利用不均勻電場介質(zhì)電泳行為使不帶電荷的中性水顆粒受電場感應(yīng)后會形成誘導(dǎo)偶極子，在不均勻電場作用下使水顆粒向電場強(qiáng)度最大位置移動，通過不均勻電場對原油電破乳行為提高原油電破乳脫水的速度與效率。


圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一、結(jié)合圖1說明本具體實施方式
?；诖艌龊筒痪鶆螂妶龅脑兔撍鳎▋?nèi)電極1、外電極2、絕緣密封墊3、高壓接線盒4、高壓接線螺栓5、接地螺栓
6、勵磁線圈7和端蓋14 ；所述內(nèi)電極I為柱狀結(jié)構(gòu)，外電極2為筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)電極I的外徑小于外電極2的內(nèi)徑的三分之一，內(nèi)電極I套裝在外電極2的內(nèi)腔內(nèi)部，內(nèi)電極I外表面與外電極2內(nèi)表面之間形成脫水腔8 ；所述外電極2 的一端通過絕緣密封墊3與高壓接線盒4相連,高壓接線盒4內(nèi)設(shè)有高壓接線螺栓5和接地螺栓6，所述高壓接線螺栓5穿過絕緣密封墊3與內(nèi)電極I相連，接地螺栓6與外電極2相連；所述外電極2遠(yuǎn)離高壓接線盒4的一端與端蓋14緊密連接，所述端蓋14上開設(shè)有出水口 9 ；所述外電極2靠近高壓接線盒4的一端的側(cè)壁上開設(shè)有出油口 10，外電極2遠(yuǎn)離高壓接線盒4的一端的側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)液口 11 ；所述外電極2的外表面上套裝有勵磁線圈7，所述勵磁線圈7設(shè)置在出油口 10與進(jìn)液口 11之間的外電極2上。
具體實施方式
二、本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是它還包括內(nèi)電極絕緣層12，所述內(nèi)電極I外表面覆蓋有內(nèi)電極絕緣層12。
具體實施方式
三、本具體實施方式
與具體實施方式
一不同的是它還包括高壓進(jìn)線法蘭13，所述高壓進(jìn)線法蘭13安裝在高壓接線盒4上；所述高壓進(jìn)線法蘭13與高壓接線盒4內(nèi)的高壓接線螺栓5固定連接。采用本發(fā)明基于磁場和不均勻電場的原油脫水器，高壓電源通過高壓進(jìn)線法蘭12印度高壓接線盒I內(nèi)，分別連接到高壓接線螺栓2和接地螺栓13上，高壓接線螺栓2和不銹鋼內(nèi)電極6相連，當(dāng)在不銹鋼內(nèi)電極和不銹鋼外電極之間施加高壓電源時，在脫水腔11內(nèi)建立不均勻電場；在不銹鋼外電極外部纏繞勵磁線圈5，當(dāng)勵磁線圈中通電流時在脫水腔11內(nèi)不建立磁場，原油乳化液從進(jìn)液口進(jìn)入脫水腔11后，在磁場和不均勻電場作用下使原油中的水發(fā)生聚結(jié)，聚結(jié)后的水靠重力下沉經(jīng)出水口 9流出，脫水后的原油經(jīng)出油口 4流出，從而實現(xiàn)原油乳化液的油水分離目的。采用本發(fā)明基于磁場和不均勻電場的原油脫水器，有以下兩方面優(yōu)點:(1)利用磁場、電場聯(lián)合作用可以降低原油采出液的粘度，提高原油乳化液中水顆粒碰撞聚結(jié)速度與脫水效率。原油的成份主要有直鏈烴、異構(gòu)烴、環(huán)烷烴、單環(huán)芳香烴、稠環(huán)芳香烴、膠質(zhì)、浙青質(zhì)以及不同量值的換氮、硫和氧化合物等組成。由于磁場對電子自旋及核自旋磁矩的作用，不但使電子磁矩及核磁矩產(chǎn)生繞外場的附加進(jìn)動，而且會使部分電子及核的磁矩方向發(fā)生翻轉(zhuǎn)，從而使部分C-H鍵中反平行自旋狀態(tài)受到破壞，導(dǎo)致原油中膠質(zhì)及其它分子間的網(wǎng)絡(luò)締合態(tài)部分解體，使分子的活性增加，流動性變好，粘度降低。同時磁場與電場聯(lián)合作用可以提高原油乳化液中極化水顆粒的振蕩頻率與幅度，增加水顆粒在原油中碰撞聚結(jié)速率，以此來提高原油脫水效率。(2)利用不均勻電場下介質(zhì)電泳行為提高原油電脫水效率。在不均勻電場作用下，不帶電荷的中性水顆粒受電場感應(yīng)后會形成誘導(dǎo)偶極子，由于不均勻電場作用下水顆粒兩端所受的力不等，將產(chǎn)生一個朝著強(qiáng)電場梯度區(qū)域的凈作用力，即水顆粒有向電場強(qiáng)度最大位置移動的趨勢，在此過程中與其它分散相水顆粒發(fā)生碰撞聚結(jié)，這種現(xiàn)象稱為介質(zhì)電泳聚結(jié)。由于該聚結(jié)與偶極聚結(jié)不同之處在于其不依賴于周圍是否有其他水顆粒存在，且產(chǎn)生的靜電聚結(jié)力與電場強(qiáng)度的平方成正比，S卩:電場力不受電場方向變化影響始終指向電場梯度最大方向，且電場強(qiáng)度增加可引起介電電泳力的較大變化。顯然不均勻電極結(jié)構(gòu)下，在直 流和交流電壓作用下都會產(chǎn)生介質(zhì)電泳聚結(jié)力，從而提高原油電脫水的速度與效率。
權(quán)利要求
1.關(guān)于磁場和不均勻電場的原油脫水器，其特征在于它包括內(nèi)電極(I)、外電極(2)、絕緣密封墊(3)、高壓接線盒(4)、高壓接線螺栓(5)、接地螺栓(6)、勵磁線圈(7)和端蓋(14)； 所述內(nèi)電極(I)為柱狀結(jié)構(gòu)，外電極(2)為筒狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)電極(I)的外徑小于外電極(2)的內(nèi)徑的三分之一，內(nèi)電極(I)套裝在外電極⑵的內(nèi)腔內(nèi)部，內(nèi)電極(I)外表面與外電極⑵內(nèi)表面之間形成脫水腔⑶； 所述外電極(2)的一端通過絕緣密封墊(3)與高壓接線盒(4)相連，高壓接線盒(4)內(nèi)設(shè)有高壓接線螺栓(5)和接地螺栓(6)，所述高壓接線螺栓(5)穿過絕緣密封墊(3)與內(nèi)電極⑴相連，接地螺栓(6)與外電極(2)相連； 所述外電極⑵遠(yuǎn)離高壓接線盒⑷的一端與端蓋(14)緊密連接，所述端蓋(14)上開設(shè)有出水口(9)； 所述外電極(2)靠近高壓接線盒(4)的一端的側(cè)壁上開設(shè)有出油口(10)，外電極(2)遠(yuǎn)離高壓接線盒(4)的一端的側(cè)壁上開設(shè)有進(jìn)液口(11)；所述外電極(2)的外表面上套裝有勵磁線圈(7)，所述勵磁線圈(7)設(shè)置在出油口(10)與進(jìn)液口(11)之間的外電極⑵上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場和不均勻電場的原油脫水器，其特征在于它還包括內(nèi)電極絕緣層(12)，所述內(nèi)電極(I)外表面覆蓋有內(nèi)電極絕緣層(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于磁場和不均勻電場的原油脫水器，其特征在于它還包括高壓進(jìn)線法蘭(13)，所述高 壓進(jìn)線法蘭(13)安裝在高壓接線盒(4)上； 所述高壓進(jìn)線法蘭(13)與高壓接線盒(4)內(nèi)的高壓接線螺栓(5)固定連接。
全文摘要
基于磁場和不均勻電場的原油脫水器，涉及一種原油脫水器，解決現(xiàn)有原油脫水器不能利用磁場和不均勻電場的聯(lián)合作用對原油進(jìn)行電破乳脫水處理與現(xiàn)有原油脫水器不能利用不均勻電場的電泳行為對原油進(jìn)行電破乳脫水處理的問題。內(nèi)電極套裝在外電極內(nèi)腔內(nèi)，內(nèi)電極外壁與外電極內(nèi)壁之間形成脫水腔；外電極的一端通過絕緣密封墊與高壓接線盒相連，高壓接線盒內(nèi)設(shè)有高壓接線螺栓和接地螺栓，高壓接線螺栓穿過絕緣密封墊與內(nèi)電極相連，接地螺栓與外電極相連；外電極的遠(yuǎn)離高壓接線盒的一端與端蓋緊密連接，端蓋上開設(shè)有出水口；外電極側(cè)壁上開設(shè)有出油口和進(jìn)液口；出油口與進(jìn)液口之間設(shè)置有勵磁線圈套裝在外電極的外表面。本發(fā)明可廣泛適用于海上原油脫水的工作。
文檔編號C10G33/02GK103087762SQ20131004100
公開日2013年5月8日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者陳慶國, 梁雯, 宋春輝, 王新宇, 魏新勞, 王永紅 申請人:哈爾濱理工大學(xué)