[发明专利]一种含聚复杂原油乳状液静电聚结脱水器

说明书

本发明涉及一种含聚复杂原油乳状液静电聚结脱水器，包括脱水器罐体和静电强化聚结系统，脱水器罐体包括脱水器筒体、布液器和堰板，布液器和堰板设于脱水器筒体内，布液器的入口穿出脱水器筒体，脱水器筒体底部设有出油口和出水口；静电强化聚结系统包括高压电源设备、静电聚结模块以及连接两者的高压电缆、接地电缆，静电聚结模块、高压电源设备分别设于脱水器筒体内、外侧；静电聚结模块包括绝缘外壳、多层电极板和静电强化聚并构件，多层电极板间隔设置形成多流道，相邻电极板分别与高压电缆、接地电缆电性连接；绝缘外壳设于电极板、高压电缆、接地电缆外侧；流道内嵌设静电强化聚并构件。该装置破乳效率高，工作稳定可靠，能耗低，结构紧凑。

技术领域

本发明属于油气集输系统多相分离技术领域，具体涉及一种含聚复杂原油乳状液静电聚结脱水器。

背景技术

为实现油气增储上产，将能源饭碗牢牢端在自己手里，国内广泛采用聚合物驱油等化学驱油技术来提高油田采收率。此外，随着页岩油开采技术的成熟和开采成本的降低，页岩油等非常规油气资源的产量也逐渐提高。但是含聚合物化学驱采出液和页岩油采出液具有强乳化、高电导率特性，传统电脱水器在处理这些复杂原油乳状液时经常存在分离效率低、无法有效加电、工作不稳定等难题。

传统电脱水器通过对平行布置的电极板施加高压信号和接地信号，从而在电极板间建立高压静电场。由于油水两相电学性质的差异，外加电场使原油乳状液中的水滴发生极化，水滴之间受到静电相互作用而相互吸引靠近，进而发生聚并，大水滴迅速沉降进而从乳状液中分离出来。通常情况下，电场强度越大，液滴半径越大，水滴间的静电相互作用越强，水滴越容易发生聚并。原油乳状液中的水滴粒径并非是均一的，而是存在一定的粒径分布范围。在外加电场作用下，保持其它条件不变，根据水滴之间的静电相互作用强弱，大水滴-小水滴比小水滴-小水滴更容易发生聚并。在静电聚结过程中，大水滴实质上起到了聚并核心的作用，它能强烈吸引周围的小液滴并与之发生聚并，从而逐渐长大。但根据Stokes沉降公式，大水滴比小水滴更容易沉降分离，从而大水滴发挥聚并核心的作用时间很短。即使延长大水滴停留时间，也无法使大水滴无限长大。因为在特定电场强度下，当大水滴粒径超过临界阈值后，水滴表面所受的电场力会使其重新破碎成小水滴。而对于含聚合物化学驱采出液和页岩油采出液，乳化程度极高，水滴粒径极小。这些复杂乳状液主要以小水滴存在，大水滴数目稀少，从而缺乏聚并核心。为了使小液滴聚并，因此需要大幅提高外加电场强度以增强小水滴之间的静电相互作用。但由于这些复杂乳状液的电导率高，因而又很容易出现电场击穿问题，导致电脱水器无法有效加电，工作极不稳定。如何在较低电场强度下实现小液滴的高效聚并，是解决具有强乳化、高电导率特点的含聚合物原油乳状液和页岩油采出液破乳难题的关键。

现有电脱水器或者静电聚结器仍然以常规原油乳状液为对象进行设计，来强化常规原油乳状液的静电聚结效率。美国专利US6136174公开了一种原油脱水静电聚结器，在立式同轴圆筒中将绝缘电极和金属电极交替排列，在狭窄的电极间产生高强电场，同时通过提高流速形成湍流，强化乳状液中水滴的碰撞聚结过程，提高原油脱水效率。中国专利CN102021020A公开了一种基于介电泳破乳机理的新型的油电脱水、脱盐方法和设备，采用波纹板状电极与平面板状电极交替组合竖直排列，在电极板间产生水平非均匀交流电场，引起原油乳化液中的分散相水滴发生介电泳聚结。另外，电极表面均覆盖有致密绝缘层。目前，现有公开电脱水器或者静电聚结器专利主要针对电极结构、绝缘保护等方面进行创新设计。鲜有提供聚并核心来强化水滴静电聚并的专利，以解决具有强乳化、高电导率特点的含聚合物原油乳状液和页岩油采出液破乳难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含聚复杂原油乳状液静电聚结脱水器，该装置破乳效率高，工作稳定可靠，能耗低，结构紧凑。