原油电脱水(脱盐)的电场设计及关键技术

在讨论基于静电聚结机理的原油电脱水器、电脱盐器常用的AC电场、DC电场和AC/DC双电场3种主要电场设计及相应聚结机理的基础上,详细阐述了国外Natco集团先进电脱水(脱盐)器上采用的复合板式电极、电载荷响应控制器、淡化水逆流静电混合技术和双频电源控制等关键技术。针对国外原油电脱水领域发展的最新动态,提出国内在该领域发展的建议。     

外围油田简化原油脱水工艺

简易电脱水器外壳与地连接,形成电脱水器的外电极,中间的钢管或平板电极作为电脱水器的内电极,在内外电极之间施以高压电场。当含水原油通过此电场时,在电场力的作用下,原油乳状液得以破乳,被电破乳后的含水原油进入沉降罐进行聚结沉降,使含水原油的脱水过程分两步进行,即含水原油先在简易电脱水器内进行短时间的电破乳,再进行沉降脱水,使脱后油含水在0．5％以内。这样不但减少了脱水设备的投资,同时简化了脱水工艺流程。     

平板绝缘电极静电聚结器脱水研究

随着原油重质化、劣质化,原油脱水变得更加困难,造成常规电脱水器的极板之间会产生电弧及短路、电脱水电流大,甚至造成变压器跳闸、烧毁现象发生.尝试采用氟塑料设计制造平板绝缘电极静电聚结器,并进行室内实验.通过分析实验结果,总结绝缘材料、电极结构和电场作用时间等因素对聚结效果的影响规律,评价该结构的静电聚结器及制作工艺的优缺点.实验结果表明,对含水特高的原油乳化液,该静电聚结器的脱水效果非常理想.对含水率为70％和80％的原油乳化液,脱水效率可达95％以上.     

海上油田高频电脱水电极实验研究

随着国家海洋战略的实施,海上石油开采规模越来越大,但海上开采的原油通常为油水乳化液,需进行脱水处理。同时,三次采油技术中加入的化学物质也使得在实际电脱水过程中出现油水乳化液的稳定性增强、脱水效率低、电场不稳定、电脱水难度增加的现象。针对当前电脱水技术现状,结合高频电脱水原理与特点,利用COMSOL软件进行电场数值计算,对高频电脱电场进行仿真分析研究,得出最佳电场形式。通过改变电极实现对理想电场形式的构造,设计出新型异径圆柱电极。对不同半径比的电极进行静态试验,验证该种电极在不同半径比下的电脱水效率,发现该电极在原油含水率为50%、电脱水温度在70℃左右时,电脱水效率显著提高。半径比为1∶1.5的电极在电压为5 kV、频率为3.6 kHz、占空比为80%时,电脱水效率最高,电脱水40 min后,含水率可下降到1%左右。     

节能高效电脱水器的技术优势

鼠笼式脉冲电脱水器是采用鼠笼式电极结构和高压脉冲电场相结合的方式对原油进行脱水处理。鼠笼式电极结构提高了电脱水罐利用空间,并且能在原油流动方向上形成下弱上强逐层变化的电场,与原油含水量在罐内下高上低的分布特点相适应。高压脉冲电场使油水乳化颗粒在瞬间高压下极化、聚结。智能调节供电系统可避免因短路或电流增大导致电场电压的降低。总之,这款高效电脱水设备能满足社会对节能降耗的迫切需要。     

原油电脱水器技术进展

回顾了利用静电场提高原油乳化液脱水效率所开展的研究及开发的相关技术。电脱水器技术研究集中在开发新的电场形式、优化电极结构与布局以及根据电场设计更合理的液体流动形式,此外还包括利用离心、微波和超声波等辅助手段。结合海上油田采出液乳化特点,提出了开发电脱水器新技术的研究方向。     

“五合一”电脱水器垮电场的影响因素及治理措施

电脱水器垮电场严重影响脱水质量。通过矿场取样实验室分析,研究了"五合一"电脱水器垮电原因、影响因素及其治理措施。确定了电脱水器垮电场的原因即油水过渡层厚度大、极板淤积杂质增加;分析了引起垮电场的因素,包括老化油回收,细菌的腐蚀产物FeS导电性强,作业油井投产初期产出液、原油中淤泥杂质集聚,采油、集输及处理过程中所加的各种药剂间配伍性差;提出了预防及治理电脱水器垮电场的措施,包括定期投加杀菌剂,电脱水器电流升高或出现混层时可通过升温并适当调节油水界面高度,加入FeS去除剂以快速解决混层或垮电问题;当上述方法均无效时,则采取排放过渡层、热蒸汽焖罐清洗或更换损坏部件解决垮电问题。进行"五合一"电脱水器垮电场原因分析及治理措施研究,可切实解决生产问题,确保系统平稳运行。     

去除硫化物的几种方法

1．硫化物对生产的影响 （1）硫化物在整个系统内产生大量的黑水和黑色过渡层，影响自控仪表的控制和调节。（2）硫化物具有极强的导电性，如果硫化物在电脱水器内的存在超过一定的比例，电脱水器就会放电。并且硫化物容易粘附在电脱水器的电极绝缘棒和绝缘吊板上，造成电极和吊板损伤和损坏。     

新型静电聚结器中水滴粒径的分布特性

传统电脱水器采用裸电极,乳化液含水率较高时高强电场作用下容易发生击穿现象,设计了包覆绝缘层的高压电极并加工了新型静电聚结器,采用水/原油乳状液为实验介质,并利用显微高速摄像系统结合图像处理技术,考察了电场强度,乳化液流量、含水率对液滴滴粒径分布特性的影响。结果表明,现场与室内实验的液滴粒径分布与Rosin-Rammler分布均吻合较好;包覆绝缘层的高压电极可有效防止电击穿现象的发生;增加电场强度有助于油、水分离,但高于临界电场强度后,容易导致液滴破碎,并且含水率越高,最优电场强度越低;随着乳化液流量的增加,电场作用降低,但高强电场在高流量下依然使液滴粒径明显增大。     

孤岛油田聚合物驱采出液现场处理试验

利用常规电脱水器、高频电脱水器、碟片式离心机和新型破乳剂在孤岛油田进行了油水分离现场试验。试验结果表明：聚合物驱采出液的性质已有很大变化，利用新型玻乳剂和现行的脱水工艺可以满足处理要求，试验的新设备中，高频电脱水器效果较好。     

萨北开发区电脱水器工艺结构改造

北Ⅱ—2脱水站1#电脱水器内部电极改造是在原四层电极的基础上减去一层电极,并对电极间距进行了调整,调整后电极间距从上而下分别是130、250 mm。针对竖挂电极电脱水器的特点和存在的问题,对其供电方式进行改造。电极结构不变,供电方式由每组极板供给单相全波直流电,改为每组极板供给单相半波直流电,即直流/交流双电场。平挂电极极板改造后,如果油水界面位置不变,则底部交流电场的容积能提高14%,相等条件下,含水原油在底部交流电场内的停留时间也增加了14%。     

组合电极电脱水器

组合电极电脱水器采用平挂电极和竖挂电极相结合的组合电极结构,综合了平挂电极和竖挂电极的优点,具有运行平稳、脱水电流低的特点。单位处理量电耗测试结果表明:在设计处理量条件下,组合电极电脱水器的吨油耗电量比原平挂电极电脱水器降低了0.1 kW.h。组合电极电脱水器虽然是针对三元复合驱采出液开发的,但同样适应于常规水驱、聚驱等采出液的脱水处理。     

原油电脱水器的除弊和增效

本文指出了卧式、横排电极结构的电脱水器存在的主要弊病,即乳化水滴的沉降受到工作油流的顶阻;进油管系不能保证工作油流的均衡上升;电场不能按原油物性实现最佳运行。进而提出了消除这些弊病提高电脱水器运行效率的措施:推荐采用双腔结构(下腔油流垂直流动、平置电极,上腔油流水平流动、垂直悬挂电极)的电脱水器;采用等流阻加均匀布孔的进油管系;在线检测破乳效果,设置自寻最佳运行分析器,按自寻最佳电场参数的方式控制脱水电场。     

平挂电极式电脱水器静电聚结特性的实验研究

电脱水器由于能耗低、效率高,是目前应用范围最广的油水分离设备。设计并制作了一种平挂电极式电脱水器的实验评价装置,主要针对电脱水器的静电聚结特性进行研究。通过室内实验,分析电场强度、电场频率、含水率、温度4个因素对聚结特性的影响。实验结果表明:电场强度是影响静电聚结的主要因素,增加电场强度有利于油水分离;高于水滴破裂场强后,发生电分散现象,水滴破裂场强随温度及含水率的升高而变小;水滴聚结存在最优的频率,最优频率会因油品性质的不同而变化。     

新型稠油电脱水器通过局级鉴定

1991年3月2日,辽河油田设计院研制的新型稠油电脱水器通过辽河石油管理局鉴定。新型稠油电脱水器的特点是,采取了强化原油预脱水的措施,使装置内的高强直流电场达到稳定;实现器外调节电极板间距,适应了稠油含水量变化幅度大的特点;在直流极板下方增设了接地电极,形成了预脱水的弱电场区,保证了上部高强电场的稳定;增设上层挡油板,改善油流分配状况;采用双列油流分配管和双列集水结构。     

电脱水器在吉林油田的发展与应用

电脱水器结构由最初的平挂网状电极板电脱水器发展到20世纪90年代中期的钢筋电极电脱水器,再发展到目前的竖挂电极板电脱水器,电脱水器在吉林油田应用了三十多年.传统的平挂网状电极板脱水装置为平挂的三到四层不等间距的电极板,经过长期运行极板容易变形,在网格处结垢和挂腊严重,导致原油处理效果不好,脱水效率低.竖挂电极电脱水器特点是处理量大,油品适应性强,使用寿命长,自动化程度高,供电方式可直接转换.     

油田原油脱水工艺技术(四)

自1909年原油电脱水工艺技术问世以来,人们对其电气线路和设备进行过一系列的试验研究。该电气线路和设备,是根据电脱水的负载特性专门设计和制造的,以便在电脱水器中建立稳定的高压电场,使电破乳脱水生产过程能够高效、连续、平稳、安全可靠地运行。     

电极间距双向螺旋调节机构的分析

目前,各油田电脱水器的电极普遍采用多点螺纹吊杆或销轴吊杆调节机构.不仅调节与找平困难,而且调节操作需在设备中进行,通风、采光条件很差.因此,设计一种安全、可靠并能在设备外操作的电场间距调节机构就显得非常必要.本文介绍一种新型电场间距调节机构——双向螺旋调节机构.     

原油电脱水器电极板的新结构

华北油田的电脱水，通常采用三层电极板结构形式。电极板的结构形式直接影响电脱水器的正常工作。传统设计电极板时只通过调整层数与层间的距离来达到电场强度的分配。对电脱水器的核心部分电极板的结构进行改造，将传统的电极板网孔状结构改为条形结构。经定性分析，改造后的新极板各项指标均有明显的提高，从而提高了电脱水器的工作性能，在实际运行中效果明显；提高了原油的生产效率，降低了原油的生产成本，节约了电脱水器的维修     

停留时间对动态脉冲电脱水性能的影响

基于动态脉冲电脱水试验,考察停留时间对高压高频脉冲动态电脱水性能的影响。试验结果表明,随停留时间的增加,动态电脱水器的水处理效率和油处理效率显著增大,脱水功率小幅增加。高电压、长停留时间条件下,电脱水器的有效容积利用率小幅下降,脱水能耗随电压增大而增加的趋势有所减缓。当停留时间较长时,高频下乳状液吸收的电场能过高,大大增加了过度极化和电分散现象发生的趋势,动态电脱水性能下降。高含水率、高电压和高脉宽比条件下,应采用较低的停留时间,以避免极板击穿、垮电场等事故的发生。该项研究成果为高效紧凑静电脱水设备的研发奠定了基础。