[发明专利]一种容器内置式静电聚结器室内动态实验装置及方法

说明书

本发明属于油田电场破乳脱水技术领域，具体涉及一种容器内置式静电聚结器室内动态实验装置及方法。该装置包括聚焦光束反射测量仪、探测流道、混合泵、剪切乳化机、乳化液供料罐、螺杆自吸泵、第一阀门、第二阀门、入口流量计、高频/高压电源、分离器、静电聚结器、水出口取样阀门、油出口取样阀门、水出口流量计、油出口流量计、第三阀门、高压引入口、水出口和油出口、示波器、分离器入口。所述的乳化液供料罐的内部设有剪切乳化机，外部连接混合泵；所述的探测流道的顶部安装聚焦光束反射测量仪；所述的静电聚结器安装在分离器的内部，通过高压引入口与高频/高压电源相连。利用该装置进行室内动态破乳脱水特性实验，能够快速而简便的筛选出最优运行参数，并评价分离器的分离性能。

技术领域

本发明属于油田高含水采出液的电场破乳脱水技术领域，具体涉及一种容器内置式静电聚结器室内动态实验装置及方法。

背景技术

随着油田进入三次采油阶段，部分油田进入高含水或高含水后期，其含水率甚至达到95％以上，油水乳化程度不断增强且理化特性日益复杂，联合站油气集输处理工艺流程中常规三相分离器的分水效率越来越差，其油出口含水率越来越高，从而直接导致：①后端大部分热能用于加热高含水，造成能源极大浪费；②电脱水器频繁发生垮电场的现象，而不得不长期停用的现象屡见不鲜；③现场采用多级加热、多级沉降进行处理，使得原油处理工艺日渐复杂。因此，无论是从生产管理或者节能降耗的角度出发，针对油井采出液实施尽早的预分水，都是油气集输工作的重中之重。

从技术集成创新的角度来看，为了提高常规三相分离器的油水分离效率，通过将重力场、惯性力场、离心力场以及电场等多种分离模式有机结合，研制开发组合式三相分离器是十分必要的。在多种可能的组合式三相分离器结构中，“重力场+电场”的组合模式，利用电场作用使得各种含水率油水乳化液(W/O型甚至是O/W型)破乳失稳(必要时辅以化学药剂破乳作用)，从而加速重力沉降过程的做法，对于提高三相分离器的适应能力和处理效率来说无疑最具吸引力。因此，基于“绝缘涂层+高频/高压脉冲交流方波电场破乳脱水技术”，研制开发电场强化型三相分离器的动态实验装置。并通过多种测试评价手段，在实验室验证“重力场+电场”一体化设备的适用性及其分离效率，能够为该设备的工业化运用提供一定的理论基础与实验研究。

2014年，长江电脱盐设备有限公司的王洪福等人设计了一种聚驱采油高频电脱盐动态实验模拟实验装置，整套实验装置由原油加热系统、泵、聚合物分散剂罐、等离子电化学氧化罐、交直流电脱盐罐、高频电脱盐罐、集油罐组成。实验开始时，首相将原油放入加热系统中进行加热，随后投入聚合物分散剂，经过等离子电化学氧化罐后计入交直流电脱盐罐、高频电脱盐罐中，从而可以对不同类型的聚合物分散剂、传统交直流和高频电脱盐技术进行对比，解决聚驱原油破乳困难的问题。该动态实验装置的优点是直接采用原油进行实验，可以对不同类型的聚合物分散剂，但存在的问题是测量方法较为单一，且未针对所用电极结构形式和所用电场的种类进行筛选。

2010年，中石油化工股份有限公司的郑俊鹤、刘小辉等人设计发明了一种动态电脱盐脱水试验装置及电脱盐脱水系统。该系统由预热系统、动力泵、混合罐、计量泵、加热炉、电脱盐系统、冷却系统组成。原油预热后依次经过混合器、加热炉、电脱盐系统、随后冷却后回到储油罐。电脱盐系统由4个电脱盐脱水罐并联组成，根据需求，可以更换其内部构件，从而满足原油电脱盐脱水实验。其优点在于，可对比不同种类的电极结构，且可筛选不同流量、温度、压力状态对分离效率的影响。但其缺点在于，电脱盐脱水器结构较工业装置相差较大，且未对所施加的电场种类进行筛选。

2015年，北京石油化工学院的潘泽昊设计发明了一种原油乳化液动态破乳脱水特性评价装置及评价方法。其整体由乳化液供料罐、剪切机、计量泵、破乳盒、乳化液回收罐、破乳剂添加器、高压电源、示波器等组件构成。原油乳化液加热后，通过计量泵的作用流入破乳盒，过程中由破乳剂添加器加入破乳剂，随后在破乳盒内受到高压电场的作用发生破乳分离作用。该装置的优点在于，结构紧凑、原油乳化液用量少、连续流动且破乳盒材质透明，便于观察的特点，但其缺点是由于分离器整体结构仅提供电场破乳作用，而未加入后续重力沉降过程。