專利名稱：原油電場脫水的超聲波破乳裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種油田或煉油廠生產(chǎn)中的原油脫水破乳裝置，尤其是一種對高粘度原油進行降粘破乳的裝置。
為了克服原油電場脫水裝置的脫水效率受臨界電場強度的限制難以提高的問題，公告號為CN2247044Y的實用新型專利《原油脫水裝置脈沖式高頻電源》提供了一種脈沖式高頻電源，使電脫水罐內(nèi)電極板間形成間歇的高頻電場，代替原有的持續(xù)性電場，從而提高了破乳效果和脫水效率。由此使脫出的污水中含油量成倍地減少，并且適用于高粘度、高含鹽、含臘原油的脫水。但是由于交、直流電場對油包水型顆粒(O/W型乳化結(jié)構(gòu))沒有破乳作用，以致脫出的水仍帶有原油成份。特別是在油田的后期開采階段，采用向地層注高溫水、蒸汽以及液體溶劑的采油方式，采出的油具有粘度大、雜質(zhì)含量高、密度大等特點，更難于脫水。主要原因是這種油質(zhì)乳化結(jié)構(gòu)復雜而穩(wěn)定，類似于老化污油的性質(zhì)，含油包水、水包油的W/O/W型層層包圍結(jié)構(gòu)。目前對這種原油的脫水問題還無法解決，即使將脫水溫度從45℃左右提高到80℃以上，仍然是粘度大，難于破乳，化學破乳劑作用不大，上述的CN2247044Y號實用新型專利對此也無能為力。
本實用新型的目的在于針對高粘度、大比重、膠質(zhì)含量高以及老化污油等乳化穩(wěn)定的油質(zhì)，提供一種高效、簡單的降粘破乳裝置，使其與脈沖式高頻電場脫水裝置相配合，在較短時間內(nèi)將W/O/W型原油混合液中的水分離出來。
為實現(xiàn)此目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案；一種原油電場脫水的超聲波破乳裝置，它由超聲波發(fā)生器(1)、超聲波作用區(qū)(2)、傳輸電纜(3)和超聲波探頭(4)組成，超聲波作用區(qū)(2)是接在電脫水罐前面的一個腔體，超聲波探頭(4)安裝在該腔體的外壁上并通過傳輸電纜(3)與超聲波發(fā)生器(1)相連。
超聲波探頭(4)是通過壓緊法蘭(9)和焊接在超聲波作用區(qū)(2)腔體外壁上的法蘭(7)連接而安裝在腔體外壁上的。
超聲波探頭為多個，可均勻地安裝在腔體外壁上，各探頭輻射的超聲波頻率和功率均相同，也可按腔體的前后分成若干段，各段采用不同型號的探頭，使各段探頭輻射的超聲波頻率和功率均不同。
本實用新型利用超聲波在液體中的空化效應，在電脫水罐前設(shè)置超聲波作用區(qū)，空化效應產(chǎn)生的大量空化氣泡破裂時，所產(chǎn)生的巨大爆破力，將混合液中的液團擊碎，即將油包水、水包油層層包圍的分子團擊碎，成為微小的液滴狀態(tài)，達到破乳和降低粘度的目的。經(jīng)試驗證明，采用超聲波對原油進行降粘破乳的過程只需數(shù)秒至數(shù)十秒鐘的時間，要比用化學破乳劑快數(shù)百倍，所以不但節(jié)約大量的破乳劑費用，提高生產(chǎn)率，而且對破乳劑不能適應的惡劣條件，也能發(fā)揮有效作用。
以下結(jié)合附圖并通過實施例進一步說明本實用新型


圖1是實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是超聲波探頭與腔體外壁的連接示意圖；圖3是超聲波作用區(qū)與超聲波探頭的安裝示意圖。
實施例，超聲波作用區(qū)2是安裝在電脫水罐6前面的腔體，它與電脫水罐通過法蘭和管道5相連接。超聲波發(fā)生器1通過傳輸電纜3和安裝在腔體外壁上的超聲波探頭4連接，如圖2所示，超聲波探頭4是通過壓緊法蘭9和焊接超聲波作用區(qū)2的外壁8上的法蘭7相連接而安裝在超聲波作用區(qū)外壁上的。超聲波作用區(qū)2的腔體根據(jù)含水原油的流量、壓力、油質(zhì)和環(huán)境條件的不同可以做成圓筒形、方筒形等不同的形狀。超聲波探頭4一般采用數(shù)只，可以均勻地安裝，并且使各探頭輻射的超聲波頻率和功率均相同，也可以按超聲波作用區(qū)腔體的前后分成2至3段，各段采用不同型號的探頭，使各探頭所輻射的超聲波頻率和功率均不同。
本實用新型的工作過程是超聲波發(fā)生器1產(chǎn)生超聲頻的功率振蕩信號，經(jīng)傳輸電纜3傳送給超聲波探頭4轉(zhuǎn)換成相應的超聲頻機械振動，由探頭的輻射端面10將超聲波能量射入超聲波作用區(qū)，在發(fā)射端面10與液體相接觸的地方產(chǎn)生大量的，空化氣泡，這些氣泡在隨著聲能流和液流的移動中紛紛破裂，從而產(chǎn)生大量的微沖擊波。這些連續(xù)不斷的微沖擊波就成了破乳的原動力，使高粘度原油初步降粘破乳，再進入電脫水罐進行深度脫水，這里的深度脫水即是采用前述的CN2247044號專利進行脫水處理。這樣可以不用化學破乳劑就達到合格的脫水效果。
一般情況下，當超聲波頻率一定時，產(chǎn)生空化氣泡數(shù)量的多少，與超聲波探頭的輸入電功率成正比，所以輸入的超聲波功率大小，是根據(jù)油質(zhì)差異和電脫水器的處理油量多少而確定的。另外考慮到功率一定時，當超聲波頻率較低時，所產(chǎn)生的空化氣泡少而爆破力強，適合破壞粘度大、層層包圍的較大目標的乳化結(jié)構(gòu)。當頻率高時，產(chǎn)生的空化氣泡多而爆破力弱，但是能觸及到較細小的乳化液團。因此為了提高超聲波破乳的作用效果，對超聲波作用區(qū)所施加的超聲波頻率在16KHz至數(shù)百KHz之間，根據(jù)原油油質(zhì)和乳化結(jié)構(gòu)型式，選擇一種或兩種以上頻率的超聲波進行輻射。為了增強破乳效果，也可以用兩個作用區(qū)(用相同或不相同的超聲頻率)串在同一個管線上使用，還可以用相同頻率的作用區(qū)并聯(lián)使用。
權(quán)利要求1.一種原油電場脫水的超聲波破乳裝置，其特征在于，它由超聲波發(fā)生器(1)、超聲波作用區(qū)(2)、傳輸電纜(3)和超聲波探頭(4)組成，超聲波作用區(qū)(2)是接在電脫水罐前面的一個腔體，超聲波探頭(4)安裝在該腔體的外壁上并通過傳輸電纜(3)與超聲波發(fā)生器(1)相連。
2.如權(quán)利要求1所述的的超聲波破乳裝置，其特征在于，超聲波探頭(4)是通過壓緊法蘭(9)和焊接在超聲波作用區(qū)(2)腔體外壁上的法蘭(7)連接而安裝在腔體外壁上的。
3.如權(quán)利要求1或2所述超聲波破乳裝置，其特征在于，超聲波探頭為多個，可均勻地安裝在腔體外壁上，各探頭輻射的超聲波頻率和功率均相同，也可按腔體的前后分成若干段，各段采用不同型號的探頭，使各段探頭輻射的超聲波頻率和功率均不同。
專利摘要本實用新型所提供的原油電場脫水的超聲波破乳裝置,是在電脫水罐的前面接一個超聲波作用區(qū),超聲波探頭安裝在其外壁上并通過傳輸電纜和超聲波發(fā)生器相連。本實用新型利用超聲波在液體中空化效應產(chǎn)生的大量空化氣泡破裂時的爆破力作為破乳的動力,對油水混合液進行破乳處理,再進行電場脫水,不須加化學破乳劑,可適應高粘度、高密度、高含蠟或雜質(zhì)以及老化污油的脫水處理。
文檔編號B01D17/06GK2296230SQ9724797
公開日1998年11月4日 申請日期1997年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月9日
發(fā)明者耿連瑞, 劉萬治, 王歌瑋, 姜和平 申請人:耿連瑞