[發(fā)明專利]一種電磁協(xié)同作用的油水分離裝置及方法

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• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111647420A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 陳慶國;齊飛;宋春輝;薄家欣;趙冠華;劉洋
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C10G33/02
• 分類號: C10G33/02
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊紅娟

本發(fā)明實施例提供一種電磁協(xié)同作用的油水分離裝置包括，油水分離主體和電磁供電電源，油水分離主體中溫振蕩器的一端通過高溫油泵連接于動態(tài)恒溫油浴槽，另一端連接于動態(tài)恒溫油浴槽的另一端；脫水罐固定于動態(tài)恒溫油浴槽的底部；頂蓋固定于脫水罐的頂端；勵磁線圈對稱的布置于脫水罐的兩側；高壓電極固定于脫水罐的內部并穿過頂蓋；電磁供電電源中交流電源通過調壓單元將交流電源產(chǎn)生的交流信號分別調配至電場產(chǎn)生單元以及磁場激勵單元；電場產(chǎn)生單元輸出連接高壓電極，磁場激勵單元輸出連接勵磁線圈。本發(fā)明提高了原油破乳脫水效果及脫水效率，減少破乳劑使用量，優(yōu)化了電磁供電電源體積，結構緊湊型，安全性高，對海上油田開采具有指導意義。

技術領域

本發(fā)明涉及于油氣集輸系統(tǒng)多相分離技術領域，具體涉及一種電磁協(xié)同作用的油水分離裝置及方法。

背景技術

油田集輸和處理的中樞是聯(lián)合站，而脫水器在中轉站處理過程中起著至關重要的作用。目前普遍采用的脫水措施是電場中加入破乳劑，也是處理能力最強，效率最高的辦法。

雖然這種原油處理工藝發(fā)展的較為成熟，但仍存在以下問題：經(jīng)沉降罐沉降過的原油含水率仍然很高，且以乳化水居多，進入電脫水器后會導致電場不易建立，電極之間形成貫穿水鏈引發(fā)擊穿，脫水電流大，從而影響油田聯(lián)合站內脫水器脫水效率降低。高粘度的原油進入電脫水器后不能得到深度凈化脫水，這種處理工藝處理過的高粘度原油對原油生產(chǎn)及運輸造成了很大的影響，且不能滿足工業(yè)要求和外輸指標。

原油粘度是影響原油脫水效率及原油脫水率的一個重要因素，原油粘度過高，會減少原油中的水滴聚結幾率，而石蠟、膠質和瀝青質是影響原油粘度的主要內在因素，而石蠟、膠質、瀝青質都是以膠體狀態(tài)溶解在原油中。由于原油是抗磁性物質，當原油受到外加磁場的作用，烷烴分子中的電子的自旋磁距在磁場作用下相對于原來的軌道產(chǎn)生微小的改變，產(chǎn)生一個誘導磁距，誘導磁矩是瞬時的，破壞石蠟分子結晶的定向排列，使蠟晶不易聚集，阻礙蠟晶生成，起到防蠟降凝的作用；同時，導磁距在磁場離開變成搖擺運動，破壞原油膠質和瀝青質的分子間作用力減弱，分子間的作用力發(fā)生松弛，以分散相而不是締結相溶解在原油中，因而原油的粘度降低。伴隨原油粘度降低，原油中的水分子相互聚結沉降幾率升高，且磁場對水分子作用較小，對原油降粘的作用可以持續(xù)一段時間，因此磁場可以針對原油降粘來作用，以此提高原油脫水效率。

近年來，隨著磁場技術的發(fā)展，磁場降粘技術逐漸應用于原油破乳脫水方面，其優(yōu)點是設備結構簡單，造價便宜，但在處理低含水率原油時，磁場對原油中水滴的作用較小。另外，由于海上油田開采環(huán)境受限，所以脫水器的高效性、緊湊型和安全性是影響石油處理效率和開采的關鍵技術?，F(xiàn)有脫水電源僅能提供高電壓，而高壓電源大多功率較小，因而電流較小，不能作為磁場產(chǎn)生電源，因此設計一種電磁協(xié)同作用的油水分離裝置尤為重要。

發(fā)明內容

本發(fā)明實施例提供一種電磁協(xié)同作用的油水分離裝置及方法，通過正交實驗以及機器學習算法，能夠有效地根據(jù)各影響因素預測脫水率，并根據(jù)脫水率作為評價標準探究各影響因素對油水分離效果的影響，基于該方法的裝置可同時產(chǎn)生磁場所需勵磁電流以及電場所需高電壓，在零添加破乳劑的情況下利用磁場以及電場聯(lián)合場來降低原油的粘度及含水率，實現(xiàn)高效破乳脫水。

一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種電磁協(xié)同作用的油水分離裝置，其包括，油水分離主體和電磁供電電源，其中，

油水分離主體包括恒溫振蕩器，高溫油泵，動態(tài)恒溫油浴槽，勵磁線圈，高壓電極，脫水罐，密封墊圈以及頂蓋；其中，

溫振蕩器的一端通過高溫油泵連接于動態(tài)恒溫油浴槽的一端，溫振蕩器的另一端連接于動態(tài)恒溫油浴槽的另一端；

脫水罐通過密封墊圈固定于動態(tài)恒溫油浴槽的底部；

頂蓋通過螺栓固定于脫水罐的頂端；

勵磁線圈分別平行對稱的布置于脫水罐的左右兩側；