一種適合聚驅(qū)采油高速電脫鹽脫水高壓電場(chǎng)擋流板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種原油脫鹽脫水技術(shù)，尤其是一種適合聚驅(qū)采油高速電脫鹽脫水高 壓電場(chǎng)擋流板，屬于原油預(yù)處理技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 原油是極其復(fù)雜的烴類混合物，不同油田、不同油區(qū)、甚至不同油井所產(chǎn)原油性質(zhì) 往往互不相同，其中的含水和含鹽對(duì)原油的儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加工和最終產(chǎn)品等都有不利影響， 因此要進(jìn)行脫鹽和脫水處理。
[0003] 原油的脫鹽脫水一般分兩次進(jìn)行。第一次在原油采出后于油田進(jìn)行脫水脫鹽，使 含水量和含鹽量初步降低，達(dá)到一定的指標(biāo)后再向外輸送。第二次是原油輸送到煉油廠后， 在煉制之前進(jìn)行。
[0004] 目前，廣泛應(yīng)用的電脫鹽脫水方法主要有三種：第一種是傳統(tǒng)的交流電脫鹽，采 用兩層或三層水平電極板，下層極板通電，上層極板接地。第二種是交直流電脫鹽，由正負(fù) 垂掛式電極板沿罐體軸線方向依次排列，自下而上形成交流弱電場(chǎng)、直流弱電場(chǎng)、直流強(qiáng) 電場(chǎng)，綜合發(fā)揮交流電促進(jìn)大水滴聚積、直流電促進(jìn)細(xì)小水滴聚結(jié)的效能（參見(jiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?93246305. 3的中國(guó)專利）。第三種是高速電脫鹽，采取了油相進(jìn)油方式，原油不再是從水相 中慢慢上浮，而是直接進(jìn)入罐體中上部電場(chǎng)，油流路徑的縮短大大減小了油流在罐體內(nèi)的 停留時(shí)間，提高了進(jìn)油速度；而雙層噴嘴的設(shè)計(jì)保證了有足夠量的原油平穩(wěn)地噴入電場(chǎng)中， 并在電場(chǎng)中合理分布。專利ZL01201754. X和ZL01201735. 3介紹了這種高速電脫鹽技術(shù)， 與低速電脫鹽技術(shù)相比，這種高速電脫鹽技術(shù)可以提高原油的處理能力1. 5?2. 0倍。
[0005] 近年來(lái)，很多油田進(jìn)入后期開采，采用了一些強(qiáng)制開采方式，如注水、注聚合物、注 蒸汽等，特別是注聚合物在中國(guó)海油石油平臺(tái)上應(yīng)用最多，以提高采用效率，確保在海洋平 臺(tái)設(shè)計(jì)壽命內(nèi)完成采油任務(wù)。
[0006] 含有聚合物的原油采出液中因含有聚合物，形成原油和水的穩(wěn)定體系，油水分離 困難，采油污水中也因?yàn)楹芯酆衔?，增加了采油污水的粘度，水中膠體顆粒的穩(wěn)定高，油 水界面水膜強(qiáng)度大、彈性強(qiáng)，處理難度大。電脫水、電脫鹽設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)跳閘、短路和送電 困難的情況。當(dāng)運(yùn)行一個(gè)開車周期后，大量聚合物會(huì)沉積附著在電極板、絕緣吊掛和電極棒 上，像口香糖一樣，這些聚合物有親油和親水基團(tuán)，所以很容易將水滴吸附在電極板、絕緣 吊掛和電極棒這些本來(lái)需要絕緣的構(gòu)件上面，影響高壓電場(chǎng)的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。
[0007] 在煉油廠，所加工的原油性質(zhì)越來(lái)越差，一方面是聚驅(qū)采油強(qiáng)制開采方式的應(yīng)用， 另一方面原油供應(yīng)市場(chǎng)的不穩(wěn)定性或原油價(jià)格的劇烈震蕩，大大增加了原油煉制成本，為 適應(yīng)原油市場(chǎng)的變化形式，降低原油單位加工成本，主要采用提高裝置的自動(dòng)化，減少操作 人員降低人力資源成本，煉廠提高煉油裝置的加工能力，通過(guò)增加加工量降低原油單位加 工成本和單位能耗。煉廠大型化成為普遍采用的一種降低原油單位加工成本的重要措施。
[0008] 無(wú)論海洋平臺(tái)上狹小的空間，還是煉廠大規(guī)模提高處理能力，實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，都希 望利用現(xiàn)有的設(shè)備將原油的處理能力再度提高，這往往采用了高速電脫鹽技術(shù)，與傳統(tǒng)技 術(shù)相比較，增強(qiáng)對(duì)所處理介質(zhì)的適應(yīng)能力，并將原油的處理能力提高到2. O?2. 2倍。
[0009] 對(duì)此，上述現(xiàn)有技術(shù)均無(wú)能為力。檢索發(fā)現(xiàn)，申請(qǐng)?zhí)枮?3246305. 3、01201735. 3、 200610091044.5、200710054331· 3、93102196· 0 的中國(guó)專利申請(qǐng)以及 US6, 113,765、 US86, 105, 817A的美國(guó)專利申請(qǐng)分別對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，但均未打破傳統(tǒng)全阻抗 電脫鹽電源，因此不能實(shí)質(zhì)性地解決油質(zhì)劣化給煉油設(shè)備帶來(lái)的一系列問(wèn)題。在處理量的 提高方面，申請(qǐng)?zhí)枮?ZL01201735. 3、ZL01201754. X、ZL01201756. 6,和 200610091044. 5 的專 利介紹的高壓電場(chǎng)不是對(duì)油水乳化液滲透力更強(qiáng)的高頻高壓電場(chǎng)，同時(shí)受原油和水滴流向 的限制，也只能將裝置的處理能力提高到1. 75?2. 0倍。
[0010] 處理量不能進(jìn)一步提高的原因是由于原油乳化液本身具有的導(dǎo)電性能，不能將更 高的電壓施加在電極板板上，也就是說(shuō)不能進(jìn)一步形成具有更高能量的高壓電場(chǎng)進(jìn)行脫鹽 脫水了。而導(dǎo)致高壓電極板不能施加更高電壓的主要原因是高速電脫鹽中進(jìn)油噴嘴和連接 管都是金屬的，而噴嘴和連接管又與電脫鹽罐體相連，而罐體與大地相連。也就是說(shuō)，現(xiàn)在 的高壓電場(chǎng)設(shè)計(jì)中，在高壓電極板間設(shè)計(jì)了相當(dāng)于接地極的金屬進(jìn)油噴嘴和連接管。因此， 為了避免該金屬進(jìn)油噴嘴和連接管對(duì)高壓電場(chǎng)建立的影響，在進(jìn)油噴嘴周圍消掉一塊，以 保持絕緣，也就相當(dāng)于在高壓電場(chǎng)中挖了個(gè)洞，雖然已經(jīng)能保證高壓電場(chǎng)的建立，但是破壞 了高壓電場(chǎng)的均勻，特別是進(jìn)油噴嘴噴出的地方，有大量的水滴從這里落下，這也大大增加 了該區(qū)域的導(dǎo)電性，導(dǎo)致不能施加更高的電場(chǎng)，提供更強(qiáng)的能量進(jìn)行脫鹽脫水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的首要在于：通過(guò)非導(dǎo)電性的絕緣材料進(jìn)油噴嘴和連接管的設(shè)計(jì)，在 噴嘴周圍安裝金屬擋流板，實(shí)現(xiàn)了高壓電場(chǎng)的均勻平穩(wěn)，避免出現(xiàn)噴嘴處的局部短路，能夠 施加更強(qiáng)的高壓電場(chǎng)能量，確保聚驅(qū)采出液的有效分離。
[0012] 本發(fā)明進(jìn)一步的目的在于：采用了金屬導(dǎo)流板和絕緣進(jìn)油噴嘴和連接管的設(shè)計(jì)， 建立了更高電場(chǎng)強(qiáng)度的高壓電場(chǎng)，能夠提高設(shè)備的處理能力，達(dá)到傳統(tǒng)電脫鹽脫水設(shè)備提 供處理能力2. 0?2. 2倍，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)規(guī)模效益，降低單位處理成本和能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排 具有重要意義。
[0013] 為了達(dá)到上述目的本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種適合聚驅(qū)采油高速電脫鹽脫水高 壓電場(chǎng)擋流板，包括用于向電脫鹽脫水罐內(nèi)電極板提供高壓的專用變壓器和三層水平高壓 電極板，高壓電極板由絕緣吊掛懸掛在罐體內(nèi)，進(jìn)油噴射器安裝在兩層水平高壓電極板之 間，在兩相鄰進(jìn)油噴射器之間設(shè)計(jì)原油擋流板，高壓電場(chǎng)擋流板上設(shè)計(jì)有流水孔，高壓電場(chǎng) 擋流板上的流水孔下端靠近噴嘴方向設(shè)計(jì)與進(jìn)油噴射器內(nèi)噴出的原油方向相反的原油油 流導(dǎo)流裝置，該油流導(dǎo)流裝置為非導(dǎo)電性的絕緣材料，高壓電場(chǎng)擋流板下端的原油導(dǎo)流裝 置采用卡槽或螺絲固定在擋流板上，高壓電場(chǎng)中的進(jìn)油噴嘴和連接管為非導(dǎo)電性的絕緣材 料，該絕緣材料可以為聚四氟乙烯或電氣絕緣級(jí)酚醛樹脂。
[0014] 總之，本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)解決高壓電場(chǎng)中容易發(fā)生局部放電的進(jìn)油噴嘴 處的設(shè)計(jì)，使高壓電場(chǎng)更加均勻和平穩(wěn)，能夠施加更高強(qiáng)度的高壓電，形成脫鹽脫水能力更 強(qiáng)的高壓電場(chǎng)，有利于對(duì)高含水導(dǎo)電率聚驅(qū)采出液的高壓電場(chǎng)油水分離。同時(shí)，更高強(qiáng)度高 壓電場(chǎng)的穩(wěn)定建立，可以進(jìn)一步提高了高速電脫鹽設(shè)備的處理能力，達(dá)到傳統(tǒng)電脫鹽設(shè)備 處理能力的2.0?2. 2倍，在煉油廠加工聚驅(qū)原油時(shí)，可避免出現(xiàn)電脫鹽變壓器掉電、跳閘、 短路等事故，能夠?qū)崿F(xiàn)在原油含鹽量在l〇〇mg/l左右時(shí)，脫后原油含水量達(dá)到不大于0. 2 % 的技術(shù)指標(biāo)，含鹽量減低到小于2mg/l的技術(shù)指標(biāo)，排水含油不大于IOOppm的技術(shù)指標(biāo)，確 保電脫鹽設(shè)備在各種工況下，長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 圖1為本發(fā)明電脫鹽罐內(nèi)件布置結(jié)構(gòu)總圖。
[0016] 圖2為本發(fā)明擋流板及原油水流向放大示意圖。
[0017] 圖3為本發(fā)明適合聚驅(qū)采油高速兩級(jí)電脫鹽電脫水實(shí)驗(yàn)裝置工藝流程
[0018] 圖中：1、電脫鹽電脫水罐體，2、進(jìn)油噴射器，3、擋流板，4、原油油流導(dǎo)流裝置，5、流 水孔，6、進(jìn)油分管，7、進(jìn)油總管，8、電極板，9、絕緣吊掛，10、出油收集器，11、電脫鹽變壓器， 12、高壓電引入棒，41、原油儲(chǔ)罐，42、新鮮水儲(chǔ)罐，43、破乳劑儲(chǔ)罐，44、接收冷卻儲(chǔ)罐，45、 破乳劑注入泵，46、原油泵，47、一級(jí)注水泵，48、二級(jí)注水泵，49、加熱器，410、溫度控制器， 412、一級(jí)混合器，413、一級(jí)混合閥，414、一級(jí)排水閥，415、一級(jí)混合差壓計(jì)，416、一級(jí)電脫 鹽罐，417、一級(jí)脫鹽高壓電源，418、一級(jí)脫后原油采樣口，419、一級(jí)罐乳化液采樣口，422、 二級(jí)混合器，423、二級(jí)混合閥，424、二級(jí)排水閥，425、二級(jí)混合差壓計(jì)，426、二級(jí)電脫鹽罐， 427、二級(jí)脫鹽高壓電源，428、二級(jí)脫后原油采樣口，429、二級(jí)罐乳化液采樣口。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 參見(jiàn)附圖1，本實(shí)施例的一種適合聚驅(qū)采油高速電脫鹽脫水高壓電場(chǎng)擋流板罐體 內(nèi)件布置圖。
[0020] 原油、水和破乳劑組成的聚驅(qū)原油乳化液通過(guò)電脫鹽電脫水罐（1)外的進(jìn)油總管 7進(jìn)入電脫鹽脫水罐體內(nèi)的進(jìn)油分管￠)，然后通過(guò)設(shè)計(jì)在罐體中部位置的進(jìn)油噴射器（2) 噴出，在高壓電場(chǎng)作用下，進(jìn)行油水分離脫水脫鹽，分離后的原油匯集到罐體頂部的出油收 集管（10)中，離開罐體完成脫鹽過(guò)程。分離后的水沉降在罐體底部，當(dāng)電脫鹽設(shè)備正常運(yùn) 行時(shí)，在電脫鹽電