[实用新型]原油脱水装置脉冲式高频电源

说明书

本实用新型涉及油田采油工艺中的原油脱水装置。

从油井采出的原油，都含有部分水、盐类和杂质，特别是采用向地下注水的开采方式，使开采出的原油含水率不断增高，多者达85％以上，这些含水原油从油井到采油设备，经过漫长的多种管线和一道道阀门、泵卡的搅扰，除部分游离水外，一般会程度不同地出现水包油(油分子团被水分子团包围)，或油包水或油包水中的水包油等混合结构，这种结构称为乳化结构，其比重非油非水，用沉降方式无法使油水分离，对此，采油厂一般采用热、化学及种种结构型的沉降罐，可以脱去大量水分，但是对悬浮在原油中小于0.1-100μm的微小水粒则仍无法脱掉，特别是含盐水点，在油包水的界面分子间，形成一种Zeta电位(乳化越细，分子间的距离越短，Zeta电位越高，越不易破乳脱水)，它能稳定的悬浮于原油中，很难沉降，这样就使原油中具有一定的含水率。而对于外输或贮运的商品原油要求有一定的含水标准，所以采油工艺中一般要求原油含水为0.5％以下，而且排放的污水中含油要求在500ppm以下。

目前国内、外的原油脱水工艺多采用综合方式，除少数用振动、旋流、重力等结构型脱水方式外，大都用热、化学、电场方式进行脱水，由于加热脱水危险性大，只能在一定范围进行。化学剂破乳适合于高含水阶段，对低含水原油都采用电场脱水，这种电脱水装置其实是一卧式密封罐，里面设置二～六层网状电极，通过绝缘套管和外面直流电源相连，以使电极间形成电场，乳化液从下部注入，逐渐上升到电场区，原油中水粒被极化，成为电偶极子，利用偶极子的相互作用力，使其相互靠拢，合并或吸附于电极板上，最后凝结下沉，达到脱水的目的。

这种电脱水器在我国普及率几乎是100％，所加电压为50HZ交流或直流高压，其优点是极限脱水率高，能达到原油含水标准，但还存在着很大缺陷：首先是受临界电场强度的限制。若电极间所加电场强度高于临界强度值就会形成水链击穿，造成电极间类似金属性短路的打火放电现象，这样不但容易损坏设备，还造成电能的巨大浪费。另外水链击穿是由于电极间大、小水粒在电场力的作用下被拉长，而形成的导电链所致。放电的结果，必然使那些原来的水粒变成更加细小的水颗粒，造成水颗粒的再分散效应，形成新的乳化过程。因此，这种脱水器的效率不能进一步提高，特别是对于含水不稳定的场合，容易造成脱水不合格和电场破坏的恶性循环。

其次是脱水器排放的污水不清(含油率高)。因为直流电场(或直流脉冲电场)对油包水颗粒，没有破乳作用，它只能使大部分水粒聚拢或吸附于电极板上，然后下沉，所以这些下沉的污水中仍带有原油成分。

所以现行电脱水工艺中的电脱水器存在有脱水效率低，耗费电能大，容易造成脱水不合格，污水含油率较高，耗电大，设备事故高等缺陷。

本实用新型的目的是为原油脱水装置提供一种脉冲式高频电源，使脱水罐内电极板间形成间歇的高频高压电场，以此大大提高破乳效果和脱水效率。

本实用新型所提供的原油脱水装置脉冲式高频电源，主要由整流调压电路1、控制电路2、功放电路3、驱动电路4组成，其技术方案为：

整流调压电路1的1、2和7、8端口分别接220V交流电源，4端接直流9V电源，端口5和6分别与功放电路4的端口5和6相连，以提供恒定的直流主电压，同时端口5还与控制电路2的端口9相连接，端口3与控制电路2的端口10相接，以接收电压反馈信号，实现调压和保护的目的；

控制电路2的端口4、5、6、7分别接入驱动电路3的1、2、3、4端口，用以传输调制脉冲高频信号f₁；端口8与驱动电路3的端口18相连，以传输重复频率信号f₂；端口3与驱动电路3的端口5连接，用来接收过流信号，以实现过流保护的目的；端口2接脱水罐入口处的流量计，端口1接脱水罐内的含水量检测仪，以提取模拟信号；

功放电路3的7和9端口接入脱水罐中的电极上，用来传输高压高频脉冲信号；端口8与脱水罐外壳相连接；

驱动电路4通过端口7、10、13和16将4路脉冲高频信号分别送入功放电路1、2、3、4端。