油田高速电脱盐脱水设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种原油脱盐脱水领域，尤其是油田高速电脱盐脱水设备。包括专用电源、产生电场的极板结构和进油装置，其中，所述产生电场的极板结构采用凹凸性电场结构，包括从上至下依次设置的2-4层极板，极板上设置半导体结构，进油装置位于极板结构的中部，进油装置上设有喷嘴和与喷嘴连接的可调节式流量控制装置，所述可调节式流量控制装置包括固定板、位于固定板之间的弹性元件和与弹性元件连接的阀。其提高了油田高速电脱盐脱水的处理能力。
【专利说明】油田高速电脱盐脱水设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种原油脱盐脱水领域，尤其是油田高速电脱盐脱水设备。
【背景技术】
[0002]原油是极其复杂的烃类混合物，不同油田、不同油区、甚至不同油井所产原油性质往往互不相同，其中的含水和含盐对原油的储存、运输、加工和最终产品等都有不利影响，因此要进行脱盐和脱水处理。原油的脱盐脱水一般分两次进行。第一次在原油采出后于油田进行脱水脱盐，使含水量和含盐量初步降低，达到一定的指标后再向外输送。第二次是原油输送到炼油厂后，在炼制之前进行。
[0003]目前，广泛应用的电脱盐脱水方法主要有三种:第一种是传统的交流电脱盐，采用两层或三层水平电极板，下层极板通电，上层极板接地。第二种是交直流电脱盐，由正负垂挂式电极板沿罐体轴线方向依次排列，自下而上形成交流弱电场、直流弱电场、直流强电场，综合发挥交流电促进大水滴聚积、直流电促进细小水滴聚结的效能(参见专利号为ZL93246305.3的中国专利)。第三种是高速电脱盐，采取了油相进油方式，原油不再是从水相中慢慢上浮，而是直接进入罐体中上部电场，油流路径的缩短大大减小了油流在罐体内的停留时间，提高了进油速度；而双层喷嘴的设计保证了有足够量的原油进入高压电场中，并在电场中合理分布。中国专利ZL01201754.X和ZL01201735.3介绍了第三种高速电脱盐技术，与低速电脱盐技术相比，这种高速电脱盐技术可以提高原油的处理能力1.5?2.0倍。
[0004]近年来，由于能源需求增加，很多油田加大了开采规模，要求在尽量短的时间内，将地下原油尽可能多的开采出来，另外，一些油田进入开采后期，原油中含水量逐渐增高，有些区块已经达到含水90%以上，高含水原油导致介质具有较高电导率，很容易在高压电场中出现击穿或短路事故。一方面要求扩大设备处理能力，一方面面临着更加难以处理的介质，同时油田原油开采不同时段，采出量有较大的波动，操作压力也不稳定，这些都是油田原油处理面临的主要问题。
[0005]对于一些建成的油田项目，在增加处理量的过程中，往往受到现有装置空间、占地和现有设备布局的限制，对于一些已经具备的油田扩建项目，希望利用现有的设备，通过新技术改造和应用将原油的处理能力再度提高，提高到2.0-2.5倍。
[0006]对此，人们对上述现有技术进行了改进，但均未打破传统全阻抗电脱盐电源和在炼厂应用的生产工况的限制，因此不能实质性地解决油田大处理量生产和高导电率介质处理所带来的一系列问题。在处理量的提高方面，现有的高压电场不是对油水乳化液渗透力更强的高频高压电场，同时受原油和水滴流向的限制，也只能将装置的处理能力提高到1.75-2.0 倍。
[0007]目前，在中国高速电脱盐技术主要应用在大型化炼厂中，尚未在陆地油田和海洋油田进行应用。其中主要原因是与炼厂相比，油田一般不会受到占地限制，往往采用多台设备或多系列设备的形式，达到较大处理量。将高速电脱盐技术应用在大处理量油田进行高导电率介质处理的应用尚未见相关报道。
[0008]从现在形式来看，在油田的装备的设计过程中，逐渐对单台设备的能力提出了更高处理量的要求。一方面希望采用尽量小的罐体尺寸达到大的处理能力，以减少设备尺寸，便于运输；另一方面采用较小罐体降低材料、制造和施工成本，增加效益。所以，在油田原油脱水脱盐过程中，采用罐体小处理量大的高速电脱盐技术成为油田地面工程技术发展的迫切需求。
实用新型内容
[0009]本实用新型的目的在于克服上述缺陷，提出了一种新的油田高速电脱盐脱水设备，其提闻了油田闻速电脱盐脱水的处理能力。
[0010]本实用新型是采用以下的技术方案实现的:一种油田高速电脱盐脱水设备，包括专用电源、产生电场的极板结构和进油装置，其中，所述产生电场的极板结构采用凹凸性电场结构，包括从上至下依次设置的2-4层极板，极板上设置半导体结构，进油装置位于极板结构的中部，进油装置上设有喷嘴和与喷嘴连接的可调节式流量控制装置，所述可调节式流量控制装置包括固定板、位于固定板之间的弹性元件和与弹性元件连接的阀。阀可以调节弹性元件的长度。
[0011]本实用新型中，所述的凹凸性电场结构可以为四层，包括从上至下依次设置的凹型电场结构极板、带半导体的波纹型电场结构极板、带半导体的水平电场结构极板和凸型电场结构极板，上述极板均与专用电源连接。
[0012]所述的凹凸性电场结构可以为三层，包括从上至下依次设置的凹型电场结构极板、带半导体的波纹型电场结构极板和带半导体的水平电场结构极板，上述极板均与专用电源连接。
[0013]所述的凹凸性电场结构可以为两层，包括从上至下依次设置的凹型电场结构极板和带半导体的波纹型电场结构极板，上述极板均与专用电源连接。
[0014]所述可调节式流量控制装置上的弹性元件的调节范围为±5mm。
[0015]所述的半导体结构可以采用低维半导体。
[0016]本实用新型米用的凹凸型电场结构与传统电场相比较，传统电场结构产生的电场为垂直于电场的平行电场，而凹凸型电场结构产生的电场是不规则电场，这样电场力方向就会不规则，电场强度也不相同，有利于打破水滴的平衡，释放水中的油滴，保证了处理后水中含油的效果。
[0017]本实用新型的有益效果是:
[0018](1)本实用新型中单台油田高速电脱盐脱水设备的处理能力可以达到现有电脱盐设备处理能力2.0-2.5倍；
[0019](2)解决了现有电脱盐设备经常带电的安全问题，保证了设备的运行安全；
[0020](3)通过设置可调节式流量控制装置，保证了流入罐体内的液体流量稳定；
[0021](4)结构简单，设备尺寸小，从罐体的体积也随之减小，从而降低了罐体材料、制造和施工成本，便于运输。
[0022]综上所述，本实用新型能够降低罐体尺寸，同时确保设备在各种工况下长周期平稳运行。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的结构示意图。
[0024]图中:1凹型电场结构极板；2带半导体的波纹型电场结构极板；3带半导体的水平式电场结构极板；4凸型电场结构极板；5电脱盐专用电源；6进油装置；7可调节式流量控制装置；8半导体结构。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，所述油田高速电脱盐脱水设备包括用于向高速电脱盐脱水设备内提供高压的专用电源5、产生电场的极板结构和进油装置6，其中极板结构设置在罐体内。产生电场的极板结构包括从上至下依次设置的四层电极板，分别为凹型电场结构极板1、带半导体的波纹型电场结构极板2、带半导体的水平电场结构极板3和凸型电场结构极板4，上述极板均与专用电源5连接。凹型电场结构极板1、带半导体的波纹型电场结构极板2、带半导体的水平电场结构极板3和凸型电场结构极板4上均设有半导体结构8，通过在极板上设置半导体结构8，可以避免高导电率介质击穿或短路导致进油装置导电，保证了设备的生产安全。所述的半导体可以采用低维半导体。进油装置6位于极板结构的中部。
[0028]本实用新型米用的凹凸型电场结构与传统电场相比较，传统电场结构产生的电场为垂直于电场的平行电场，而凹凸型电场结构产生的电场是不规则电场，这样电场力方向就会不规则，电场强度也不相同，有利于打破水滴的平衡，释放水中的油滴，保证了处理后水中含油的效果。
[0029]所述进油装置6上设有喷嘴和与喷嘴连接的可调节式流量控制装置7，所述可调节式流量控制装置7包括两固定板、位于两固定板之间的弹性元件和与弹性元件连接的阀，阀可以调节弹性元件的长度。其中弹性元件的调节范围为±5mm。进油装置6上可以设有多个可调节式流量控制装置7，可调节流量控制装置7调节喷嘴开度，从而调节进入罐体的原油量。
[0030]本实用新型的工作原理如下所述:原油、水和破乳剂组成的原油乳化液通过电脱盐电脱水罐中的进油装置6进入罐内，此时专用电源5向极板结构提供电源，使凸型电场结构极板4、带半导体的水平式电场结构极板3、带半导体的波纹型电场结构极板2和凹型电场结构极板1之间形成高压电场，在高压电场力的作用下，油水乳化液破乳分离成原油和水，聚积成的大水滴因受重力以水平抛物线方向运动。当细小水滴未能在油流上升过程中聚积成大水滴，上升油流中的小水滴遇到凹凸型电场结构的极板，并附着在极板上，慢慢形成大水滴并在重力的作用下以水平抛物线方向运动。当油田中的原油流量不稳定时，进油装置6上的可调节式流量控制装置7变会自行启动，通过调节进油装置6上的喷嘴开度来调节进入电场中的原油流量，使其在任何情况下进入电场中的速度及流量保持稳定。
[0031]实施例2
[0032]与实施例1不同的是，本实施例中产生的电场结构包括三层电极板，从上至下依次为凹型电场结构极板1、带半导体的波纹型电场结构极板2和带半导体的水平电场结构极板3。
[0033]其它同实施例1。
[0034]实施例3
[0035]与实施例1不同的是，本实施例中产生的电场结构包括两层电极板，从上至下依次为凹型电场结构极板I和带半导体的波纹型电场结构极板2。
[0036]其它同实施例1。
【权利要求】
1.一种油田高速电脱盐脱水设备，包括专用电源(5)、产生电场的极板结构和进油装置(6)，其特征在于:所述产生电场的极板结构采用凹凸性电场结构，包括从上至下依次设置的2-4层极板，极板上设置半导体结构(8)，进油装置(6)位于极板结构的中部，进油装置(6)上设有喷嘴和与喷嘴连接的可调节式流量控制装置(7)，所述可调节式流量控制装置(7)包括固定板、位于固定板之间的弹性元件和与弹性元件连接的阀。
2.根据权利要求1所述的油田高速电脱盐脱水设备，其特征在于:所述的凹凸性电场结构可以为四层，包括从上至下依次设置的凹型电场结构极板(I)、带半导体的波纹型电场结构极板(2)、带半导体的水平电场结构极板(3)和凸型电场结构极板(4)，上述极板均与专用电源(5)连接。
3.根据权利要求1所述的油田高速电脱盐脱水设备，其特征在于:所述的凹凸性电场结构可以为三层，包括从上至下依次设置的凹型电场结构极板(I)、带半导体的波纹型电场结构极板(2)和带半导体的水平电场结构极板(3)，上述极板均与专用电源(5)连接。
4.根据权利要求1所述的油田高速电脱盐脱水设备，其特征在于:所述的凹凸性电场结构可以为两层，包括从上至下依次设置的凹型电场结构极板(I)和带半导体的波纹型电场结构极板(2)，上述极板均与专用电源(5)连接。
5.根据权利要求1所述的油田高速电脱盐脱水设备，其特征在于:所述可调节式流量控制装置(7)上的弹性元件的调节范围为±5mm。
6.根据权利要求1所述的油田高速电脱盐脱水设备，其特征在于:所述的半导体结构(8)采用低维半导体。
【文档编号】C10G33/04GK204039342SQ201420479700
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】尹伟, 王洪福, 甄超慧, 王硕, 张喜华, 范桂珍, 张文博 申请人:中国石油天然气第七建设公司