本发明涉及一种双场错流聚结油水分离装置，适用于油田油水分离领域。该装置是利用双场错流技术，将下部分为多个分水处理区，增加流速，并延流场的切线方向布置聚结分水斜板，利用错流布置技术增加来液与聚结模块接触机会和强度，提高表面聚结效果；在装置中上部根据含水变化分别设置低压窄脉冲电场聚结分水及高频高压脉冲电场脱水，同时可调整脉冲电场频率和占空比(脉冲时间)，避免短路击穿，从而建立稳定的脱水电场，提高油水分离效果。
背景技术：
随着油田进入高含水期和聚合物驱等三次采油技术的开发和应用，采出液中含有大量聚合物和表面活性剂，油水乳状液的界面膜厚度增大，稳定性、导电性增强，油水分离难度加大。聚合物使采出液的粘度增加，化学破乳速度减慢，导致联合站前端普通的三相分离装置出口含水偏高，后端电脱水装置因电极短路停运，使加热炉的加热负荷增大，燃料消耗增大，电化学脱水能耗增大，原油外输含水不达标。本发明结合油田采出液油水混合特点，采用双场错流技术，研发了双场错流聚结油水分离装置。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种双场错流聚结油水分离装置，利用双场错流技术实现了对超高含水原油的油水分离。
本发明的技术方案：
一种双场错流聚结油水分离装置，包括油水混合液入口1、进液管2、错流聚结分水斜板3、低压电极4、高压电极5、引电棒6、引电装置7、低压窄脉冲电源8、高频高压电源9、安全阀10、射频导纳油水界面检测仪11、“h”型收油管12、出油口13、“h”型收水管14、水出口15、电动调节阀16、气出口17、排砂口18和远程控制系统19；双场错流聚结油水分离装置的壳体为卧式圆筒形，在壳体内部从下向上依次为错流聚结分水区、窄脉冲电场聚结分水区和高频高压脉冲电场脱水区；在壳体的左端设置油水混合液入口1，油水混合液入口1与进液管2相连，油水混合液通过油水混合液入口1和进液管2水平轴向进入错流聚结分水区；错流聚结分水斜板3采用蛋托结构，设置于错流聚结分水区底部，蛋托上部开有小孔，进入错流聚结分水区的油水混合液分布于错流聚结分水斜板3上；
引电装置7设置在壳体的顶部外侧，共两个，分别与布置在壳体外的低压窄脉冲电源8和高频高压电源9相连；引电棒6穿过引电装置7，位于壳体内；低压电极4设置在错流聚结分水斜板3的上部，采用竖挂板式结构，低压电极4通过引电棒6、引电装置7与低压窄脉冲电源8相连，在窄脉冲电场聚结分水区形成聚结分水电场；高压电极5设置在低压电极4的上部，采用平挂网式结构，高压电极5通过引电棒6、引电装置7与高频高压电源9相连，在高频高压脉冲电场脱水区形成深度脱水电场；
“h”型收油管12布置在壳体内部，位于高压电极5上部，“h”型收油管12通过收油孔与出油口13相连；“h”型收水管14布置在错流聚结分水区的最下端，“h”型收水管14通过收水孔与出水口15相连，出水口15通过电动调节阀16控制；
射频导纳油水界面检测仪11用于检测油水界面高度，再通过电动调节阀16控制通过出水口15外排；出气口17和安全阀10设置在壳体的顶部，用于定期排气；排砂口18设置在分离装置的底部，用于定期排砂；远程控制系统19通过无线信号调节控制低压窄脉冲电源8及高频高压电源9的输也电压、频率及占空比。
本发明高含水来液通过进液管先进入分离装置中下位置的错流聚结区、利用错流聚结技术快速聚结来液中的大水滴；较低含水原油再上浮进入装置中部低压窄脉冲电场聚结处理区除去较大水滴；低含水原油再上浮进入上部区域的高频高压脉冲电场脱水区深度脱除微小水滴，实现高含水采出液的油水分离。
本发明的工作原理是采用双场错流技术，将分离装置中下位置高含水区域分为多个处理区，形成有一定流速的聚结分水通道，延流场的切线方向布置聚结分水斜板，利用错流布置技术增加来液与聚结模块接触机会和强度，提高表面聚结效果，快速聚结来液中的大水滴；在装置中部较高含水区域设置低压窄脉冲电场聚结较大水滴，上部区域设置高频高压脉冲电场深度脱除微小水滴，同时通过调整脉冲电场频率和占空比(脉冲时间)，使脉冲电场时间小于原油在电极间形成短路击穿的时间，在击穿形成前关闭脉冲输出，既可在装置不同含水区域加较高的电场又可避免形成短路击穿现象，从而建立稳定的脱水电场，从而实现高含水采出液的油水分离。
双场错流聚结油水分离装置内部分为分为下部水区、错流聚结分水区、窄脱冲电场聚结分水区、高频高压脉冲电场脱水区四个区域。高含水油水混合液通过进油管进入错流聚结分水区，经错流聚结分出大水滴后分出水沉降进入下部水区，较高含水原油上浮进入窄脱冲电场聚结分水区，经低压窄脉冲电场聚结分离出的较小水滴，分离出的较小水滴沉降进入下部水区，低含水原油上浮进入高频高压电场处理区，经高频压电场深度脱水处理后，脱出的微小水滴沉降进入下部水区，处理好的原油上浮至分离装置顶部经“h”型收油管收集后通过出油口排出，水区处理好的污水，由“h”型收水管收集，经射频导纳油水界面检测仪检测油水界面高度后通过电动调节阀控制通过出水口外排。
本发明专利与已有技术相比具有如下特点：
(1)采用错流聚结技术对高含水来液聚结分水，增大来液通过聚结斜板流速，同时增加了来液与聚结模块接触机会和强度，提高表面聚结效果。
(2)采用双电场技术对不同含水区域原油采用不同频率及脉宽聚结脱水电源，提高了电场效率，避免形成短路击穿现象。
(3)高频高压电源及窄脱冲电源均设有自动调节及远程控制，降低了操作工作量，并可随时掌握运行情况。
(4)脱水效率高，减少破乳剂用量，降低运行成本。
附图说明
图1为双场错流聚结油水分离装置图。
图中：1油水混合液入口；2进液管；3错流聚结分水斜板；4低压电极；
5高压电极；6引电棒；7引电装置；8低压窄脉冲电源；9高频高压电源；
10安全阀；11射频导纳油水界面检测仪；12“h”型收油管；13出油口；
14“h”型收水管；15水出口；16电动调节阀；17气出口；18排砂口；
19远程控制系统。
具体实施方式
为进一步公开本发明技术方案，下面结合说明书附图，通过实施例作详细描述：
如图1所示，采用双场错流技术，双场错流聚结油水分离装置油水混合液入口1与进液管2相连，其采用水平轴向进入错流聚结分水斜板3结构；错流聚结分水斜板3采用蛋托结构，蛋托上部开有小孔；低压电极4安装在分离装置中上位置，采用竖挂板式结构，通过引电棒6引电装置7与低压窄脉冲电源8相连，在该区域形成聚结分水电场；高压电极5安装在分离装置上部位置，采用平挂网式结构，通过引电棒6引电装置7与高频高压脉冲电源9相连，在该区域形成深度脱水电场；“h”型收油管12布置在分离装置顶部，与出油口13相连，“h”型收油管12开有收油小孔；“h”型收水管14布置在分离装置底部，与出水口15相连，h”型收水管14开有收水小孔；电动调节阀16与出水口15相连，并与射频导纳油水界面检测仪11联锁通过控制电动调节阀16开度来控制出水量及油水界面；出气口17设在分离装置壳体顶部，定期排气；排砂口18设在分离装置壳体底部，定期排砂；远程控制系统19设在值班室，通过无线信号调节控制低压窄脉冲电源8及高频高压电源9的输也电压、频率及占空比。
本发明的工作过程如下：
油水混合液通油水混合液入口1进入进液管2，由进液管2水平轴向进入错流聚结通道内的错流聚结分水斜板3，聚结分水后含水原油经蛋托型聚结填料3上部小孔上升进入布有低压电极4的电场聚结分水区，引电棒6通过引电装置7将低压窄脉冲电源8产生的低压窄脉冲电引至低压电极4，在该区域形成聚结分水电场，电场聚结分出的水下沉进入分离装置下部水区，分出的低含水原油上升进入布有高频高压电极5的高频高压电场脱水区，引电棒6通过引电装置7将高频高压冲电源9产生的高频高压脉冲电引至高压电极5，在该区域形成高频高压脉冲脱水电场，脱水电场分出的水下沉进入分离装置下部水区，分出的合格原油上升经“h”型收油管12上的小孔进入收油管通过出油口13排出。底部的水经h”型收水管14上的小孔进入收水管通过出水口15经射频导纳油水界面检测仪11控制电动调节阀16排出。出气口17定期排气。排砂口18定期排砂。远程控制系统19通过无线信号调节控制低压窄脉冲电源8及高频高压电源9的输也电压、频率及占空比确保装置运行稳定达标。
普通油水分离装置与双场错流聚结油水分离装置的分离效果对比表：
普通电脱水装置与双场错流聚结油水分离装置的分离效果对比表：