[发明专利]高频脉冲原油脱水变压器

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种产生高频脉冲电场进行原油脱水的高频脉冲原油脱水变压器。该变压器输出电压波形为高频脉冲，且输出频率和占空比调节范围大，能避免原油在高压电场作用下击穿短路，可以保证脱水器内电场的稳定，提高原油脱水效果。

二、背景技术

我国大部分油区已进入高含水期，随着聚合物驱、二元复合驱、三元复合驱等三次采油技术的开发和应用，采出液中含有大量聚合物、表面活性剂，油水乳状液的界面膜厚度增大、稳定性增强，采出液进入电脱水器后会造成电脱水器电极间短路，电脱水器无法稳定运行，给油田油水分离带来了极大困难。

高频脉冲脱水技术可解决三次采油给油田带来的脱水难题。为避免采出液在电场作用下击穿形成短路，使高频脉冲输出时间(脉冲宽度)小于三采原油短路形成时间，高频脉冲的间隔时间大于短路消失时间.利用高频脉冲的特性既可在三采原油上加较高的电场又可避免形成短路现象，且高频脉冲的电压变化率(dV/dt)远远大于正弦波的电压变化率，也有利于提高破乳效果，从而大幅提高脱水效率。与常规交、直流脱水相比，高频脉冲脱水的最大的优点在于处理较高含水、绝缘性能较差的乳状液特别是三采原油时，可以保证脱水器内电场的稳定，从而提高原油脱水效果。

三、发明内容

本发明的目的是提供一种将频率为5000Hz-50000Hz占空比为10％-90％的高频脉冲由电压为500V升高成30000V的高频脉冲原油脱水变压器，解决目前大功率高压高频脉冲变压器存在的感抗高、涡流损耗大、温升高、绝缘能力差及波形畸变大等难题，提供一种成本低、损耗小、运行稳定的防爆型高频脉冲原油脱水变压器。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

本次发明的高频脉冲原油脱水变压器铁芯是根据硅钢带在铁芯中所处的位置不同分别采用0.03mm-0.20mm不同厚度的硅钢带卷绕而成的，降低了涡流损耗；初级线圈采用铜箔绕制而成，次级线圈采用分段式线圈结构。高频脉冲原油脱水变压器本体设计为圆形或椭圆形或矩形，由铁芯、初级线圈和次级线圈组成的变压机构设计在高频脉冲原油脱水变压器的中心部，高频脉冲原油脱水变压器整体采用防爆结构，输入端为增安型防爆结构，输出端及变压器本体采用充油型防爆结构。电压等级为500V，频率为5000Hz-50000Hz的高频脉冲电进入变压器的初级线圈，由于高频脉冲原油脱水变压器次级线圈的匝数是初级线圈匝数的60倍，经电磁感应后次级线圈输出电压达到30000V，最后由高压输出端输给高压高频脉搏冲原油电脱水器电极，在电脱水器内产生高压高频脉冲脱水电场。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

(1)高频脉冲原油脱水变压器的初级线圈采用铜箔绕制而成，次级采用分段式线圈结构。目减小了分布电容对高频变压器的影响，增强变压器的负载能力。

(2)铁芯采用中间无任何接口的0.03mm-0.20mm硅钢带卷绕而成，磁性能优良，降低了高频损耗。

(3)硅钢带表面涂有极薄的绝缘涂层，既防锈又能使制成的铁芯在每层钢带之间绝缘，降低了涡流损耗。

(4)高频脉冲原油脱水变压器壳体内表面材质采用了金属铝，有效降低了变压器的电磁损耗。

(5)高频脉冲原油脱水变压器整体采用防爆结构，输入端为增安型防爆结构，输出端及变压器本体采用充油型防爆结构，适应油气环境对电气设备的要求。

四、附图说明

图1-本发明的高频脉冲原油脱水变压器结构图。

图中1-变压器壳体  2-壳体内表面铝层  3-初级线圈  4-铁芯5-次级线圈  6-低压防爆进线接口  7-高压防爆出线接口

五、具体实施方式

如图1所示外部电压为500V频率为5000Hz-50000Hz(无级可调)占空比为10％-90％(无级可调)的高频脉冲电通过高频脉冲原油脱水变压器的低压防爆进线接口6与变压器的初级线圈3相连，高频脉冲电通过变压器初级线圈产生高频脉冲电磁场，电磁场通过铁芯4传导给次级线圈5，由于次级线圈5的匝数为初级线圈3匝数的60倍，因此在次级线圈5中感应出电压为30000V的高频脉冲电。最后通过高压防爆出线接口7输出电压为30000V频率为5000Hz-50000Hz占空比为10％-90％的高频高压脉冲电。