[發明專利]一種水力旋流分離方法和裝置以及內筒磁芯的電力控制方法

有效

• 申請號: 201610995669.8
• 申請日: 2016-11-12
• 公開（公告）號: CN106583070B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 趙立新;楊旭;劉琳;徐保蕊;曹喜承;蔣明虎
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: B04C9/00
• 分類號: B04C9/00
• 代理公司: 大慶知文知識產權代理有限公司 23115
• 代理人: 李建華

一種水力旋流分離方法和裝置以及內筒磁芯的電力控制方法。其特征在于：將旋流器內筒變為可產生磁性力的內筒磁芯，人為添加密度、粒徑與待分離油相接近的磁性微粒，在旋流器依靠離心力將水相分離到旋流器外筒內壁上的同時，由內筒磁芯提供磁性力，所述磁性力沿旋流器徑向由大到小分布，沿旋流器軸向階梯分布，將與油滴密度和粒徑均相當的磁性微粒沿徑向向內筒吸引并同時帶動油滴一并向內筒外壁移動；通過電力控制模塊對旋流器內筒中的磁極組供電，電力控制模塊單片機時序采用三段電磁周期循環控制。本發明提供的磁芯水力旋流器，可同時產生旋轉離心力和向心的磁性力，可加速油水乳狀液破乳并促進油水分離，提高旋流分離的效率，解決了復雜油水混合介質的分離問題。

技術領域

本發明涉及一種應用于旋流分離領域中的方法和裝置。

背景技術

傳統油水分離旋流器是利用油水兩相的密度差進行離心分離，油水混合液一般沿切向進入旋流器內部，在高速旋轉的流場內，重質的水相向著旋流器外筒的內壁面流動，最終從底流口排出，輕質的油相則被迫向旋流器中心運動，形成向上旋轉的內旋流，最終從溢流口排出。一定的油水密度差是旋流分離的必要條件，但隨著油田開采進入中后期階段，稠油和含聚采出液的油水密度差小，油水乳狀液的粘度大，旋流分離效率降低，油水不能夠充分分離，底流口水中含油和溢流口油中含水的指標往往難以達到，在污水除油，潤滑油回收等其他油水分離行業也面臨許多類似的問題。

發明內容

為了解決背景技術中所提到的技術問題，本發明提供一種新的解決方法并設計出了相應的旋流器，利用該旋流器可同時產生旋轉離心力和向心的磁性力。這種雙重作用可以加速油水乳狀液破乳并促進油水分離，提高旋流分離的效率，擴大旋流器的適用范圍。

本發明的技術方案是：首先，本發明提出了一種新的水力旋流分離方法，該方法的主要創新之處在于：將旋流器內筒變為可產生磁性力的內筒磁芯，在分離過程中，人為添加密度、粒徑與待分離油相接近的磁性微粒，在旋流器依靠離心力將水相分離到旋流器外筒內壁上的同時，由內筒磁芯提供磁性力，所述磁性力沿旋流器徑向由大到小分布，沿旋流器軸向階梯分布，將與油滴密度和粒徑均相當的磁性微粒沿徑向向內筒吸引并同時帶動油滴一并向內筒外壁移動；

所述磁性微粒為介孔體系高分子固體磁性微粒，是在利用化學氣象沉積法生產高分子微粒的同時，噴入具備超順磁性的鐵磁納米顆粒后而生成。

為了實施上述方法本發明同時給出了對應的磁芯水力旋流器的構成方案：該種磁芯水力旋流器包括旋流器外筒、旋流器內筒、切向入口、溢流腔、溢流口以及底流口等常規結構，除此之外：

在旋流器內筒中置有磁極組；所述磁極組由若干磁極單元在中心軸柱上沿垂向間隔分布后構成，中心軸柱位于旋流器內筒的中心；在旋流器內筒的頂部開有進氣孔道，在旋流器內筒的底部開有出氣孔道；磁極組產生的磁性力沿旋流器徑向由大到小分布，沿旋流器軸向階梯分布。

旋流器內筒采用高強度、高絕緣以及高耐磨蝕的非金屬材料制成，所述旋流器內筒的直徑由小變大，由上至下分別構成內筒圓柱段、內筒大錐段、內筒小錐段和內筒底流段，對應前述四段，在旋流器內筒的外壁和旋流器外筒的內壁之間形成的旋流分離腔體分別為旋流腔、大錐段、小錐段和底流腔；其中，在旋流器內筒上，對應旋流腔與大錐段連接處的內角為圓角。

本方案中磁極組中磁場的形成，優選為電力控制后形成，因此，本發明亦同時給出一種用于控制磁芯水力旋流器中磁極組形成磁場的電力控制方法，該方法可概括為：通過電力控制模塊對旋流器內筒中的磁極組供電，所述電力控制模塊由單片機時序電路、功率驅動電路、反饋調節電路和功率輸出電路構成，其中所述單片機時序電路中的單片機時序采用三段電磁周期控制；