竖挂电极板电脱水器的研究

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摘要 本文针对三次采油采出液的性质变化，开发了竖挂电极板电脱水器。本文介绍了竖挂电极板电脱水器的设计特点。

关键词 竖挂电极；脱水器；研究

中图分类号TE3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0078-01

1 概述

随着油田注水开发的深入，产液量不断上升，油田开采逐渐进入高含水期，特别是最近几年三次采油的深度开发，普遍使用了使原油增产的各种化学药剂、井下酸化压裂、回收落地油等措施，使产液中聚合物的浓度增加，乳化液介电系数大幅度提高，造成部分脱水器工作不正常，脱水质量达不到合格标准。

针对上述现状，我们开发了新型竖挂电极板电脱水器，此脱水器完全突破了传统的平挂网状电极板脱水器型式，是新的一代油水电分离装置。它采用了竖挂电极板脱水新技术、内部采用了新结构、采用了处理老化油新流程、采用了新型供电设备、采用了射频导钠仪控制油水界面等新技术。竖挂电极板脱水器的特点是：处理能力大；油品适应性强，不管是液体、浆体还是界面难以分层的含聚合物油质，都能很好的分离；工作电场平稳，使用寿命长；自动化程度高，操作管理方便。

1 电脱水器结构及工作原理

1.1 竖挂电极电脱水器结构简图

1.2 电脱水器工作原理

电脱水器内设有多层水平或竖直电极板，原油乳化液置于脱水器内，在外界高压直流或交流电场中，由于电场对水滴的作用，削弱了水滴界面膜的强度，促进了水滴的碰撞，使水滴聚结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分离出来。

2 主要技术参数

外型尺寸：Φ3 000×12 300mm；

设计压力：0.4MPa；

设计温度：50℃~60℃；

来液含水：30%以下；

处理后净化油含水：0.5%以下；

污水含油：1 000mg/L以下；

处理能力：120m3/h；

停留时间：40min；

供电方式：直流供电。

3 技术特点

3.1 采用了竖挂电极板脱水新技术

电极板是电脱水器的关键核心部分，是形成高压电场的重要构件，直接影响电脱水器的工作状态、脱水质量、处理能力。新型竖挂电极板，由一系列竖挂的间距均等的平板组成至少50组电场进行原油脱水，极间电场强度均匀，原油脱水系数均等。不管是液体、浆体还是界面难以分层的含聚合物油质，都能很好的分离，不受挂腊和含聚程度的影响，完全克服了网状电极对油质挑剔的特点。而且，电极板的面积越大，场强越大。因此在外界电压相同的情况下，竖挂电极比网状电极脱水场强提高，从而增强了原油中乳化水的电破乳、聚并的条件。

电极板为垂直吊挂，脱水电场水平分布，使电场内的原油中的乳化水受电场、重力场作用力互相垂直，为乳化水的聚并创造了条件，因此可提高电场原油乳化水的聚并速度，从而提高原油电脱水器的处理能力。在相同情况下，竖挂电极电脱水器的处理能力可比平挂网状电极电脱水器提高30%。

3.2 内部采用了新结构

原油脱水质量的好坏，与脱水器内的液流稳定均匀程度有直接的关系。为了增大分配面积和范围，进液分配管采用了与罐体直筒段同长H字型分配管；为了增大流速，进液管的管径采用了逐渐缩径的结构；为了分配均匀，H字型分配管上的开孔采用了不等间距的等孔径分布形式。为防止扰动液面，进液孔的下部设防冲挡板；收油管采用了不等间距不等孔径的均布收油结构；新式放水管采用分段连接，管线均布开孔，能作到平稳放水，不产生局部旋涡，同时管线一旦泥砂堵塞，便于检修与清洗。

3.3 采用了处理老化油的新流程

老化油是造成原油电脱水器电场不稳定工作的原因之一。常集中于电脱水器的油水界面处，阻碍了油水分离，它采用目前的电破乳的方法进行油水分离显然已不适应。目前各个油田处理淤渣的方式也不同，在MI能源公司的电脱水器中，设计了排除淤渣的流程，可以在不停产的情况下定期排除淤渣，大大的改善了电脱水器的工作状况，保证了脱水器的脱水效果。

3.4 采用了射频导钠仪控制油水界面新技术

多年来的电脱水器底部放水，常常采用人工手动放水，判断脱水器运行情况。由于来液含水不均匀，直觉的误差，常常造成油水界面不稳定，脱水质量忽高忽低。

新型的油水界面导纳仪，根据原油导电率特性进行非人工自动控制，并同时根据电流情况自动调节油水界面；对于来液不均的情况下，能够保持油水界面稳定，为脱水器提供一个稳定的工作环境。

3.5 采用了新型供电设备

传统的脱水器一般采用交流或交直流复合供电方式，三组电缆供电防爆装置，新型脱水器采用的是密闭高压引线防爆脱水供电设备，它采用了两组电缆供电防爆装置，在脱水变压器内可以实现人工供电方式的转换，既节约成本又方便操作。