一種適合聚驅采油高速電脫鹽脫水高壓電場擋流板的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種原油脫鹽脫水技術，尤其是一種適合聚驅采油高速電脫鹽脫水高 壓電場擋流板，屬于原油預處理技術領域。
【背景技術】
[0002] 原油是極其復雜的烴類混合物，不同油田、不同油區、甚至不同油井所產原油性質 往往互不相同，其中的含水和含鹽對原油的儲存、運輸、加工和最終產品等都有不利影響， 因此要進行脫鹽和脫水處理。
[0003] 原油的脫鹽脫水一般分兩次進行。第一次在原油采出后于油田進行脫水脫鹽，使 含水量和含鹽量初步降低，達到一定的指標后再向外輸送。第二次是原油輸送到煉油廠后， 在煉制之前進行。
[0004] 目前，廣泛應用的電脫鹽脫水方法主要有三種：第一種是傳統的交流電脫鹽，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 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、直流弱電場、直流強 電場，綜合發揮交流電促進大水滴聚積、直流電促進細小水滴聚結的效能（參見申請號為 93246305. 3的中國專利）。第三種是高速電脫鹽，采取了油相進油方式，原油不再是從水相 中慢慢上浮，而是直接進入罐體中上部電場，油流路徑的縮短大大減小了油流在罐體內的 停留時間，提高了進油速度；而雙層噴嘴的設計保證了有足夠量的原油平穩地噴入電場中， 并在電場中合理分布。專利ZL01201754. X和ZL01201735. 3介紹了這種高速電脫鹽技術， 與低速電脫鹽技術相比，這種高速電脫鹽技術可以提高原油的處理能力1. 5?2. 0倍。
[0005] 近年來，很多油田進入后期開采，采用了一些強制開采方式，如注水、注聚合物、注 蒸汽等，特別是注聚合物在中國海油石油平臺上應用最多，以提高采用效率，確保在海洋平 臺設計壽命內完成采油任務。
[0006] 含有聚合物的原油采出液中因含有聚合物，形成原油和水的穩定體系，油水分離 困難，采油污水中也因為含有聚合物，增加了采油污水的粘度，水中膠體顆粒的穩定高，油 水界面水膜強度大、彈性強，處理難度大。電脫水、電脫鹽設備經常出現跳閘、短路和送電 困難的情況。當運行一個開車周期后，大量聚合物會沉積附著在電極板、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，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需要絕緣的構件上面，影響高壓電場的長周期平穩運行。
[0007] 在煉油廠，所加工的原油性質越來越差，一方面是聚驅采油強制開采方式的應用， 另一方面原油供應市場的不穩定性或原油價格的劇烈震蕩，大大增加了原油煉制成本，為 適應原油市場的變化形式，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] 無論海洋平臺上狹小的空間，還是煉廠大規模提高處理能力，實現規模效益，都希 望利用現有的設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，與傳統技 術相比較，增強對所處理介質的適應能力，并將原油的處理能力提高到2. O?2. 2倍。
[0009] 對此，上述現有技術均無能為力。檢索發現，申請號為93246305. 3、01201735. 3、 200610091044.5、200710054331· 3、93102196· 0 的中國專利申請以及 US6, 113,765、 US86, 105, 817A的美國專利申請分別對上述現有技術進行了改進，但均未打破傳統全阻抗 電脫鹽電源，因此不能實質性地解決油質劣化給煉油設備帶來的一系列問題。在處理量的 提高方面，申請號為 ZL01201735. 3、ZL01201754. X、ZL01201756. 6,和 200610091044. 5 的專 利介紹的高壓電場不是對油水乳化液滲透力更強的高頻高壓電場，同時受原油和水滴流向 的限制，也只能將裝置的處理能力提高到1. 75?2. 0倍。
[0010] 處理量不能進一步提高的原因是由于原油乳化液本身具有的導電性能，不能將更 高的電壓施加在電極板板上，也就是說不能進一步形成具有更高能量的高壓電場進行脫鹽 脫水了。而導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，現在 的高壓電場設計中，在高壓電極板間設計了相當于接地極的金屬進油噴嘴和連接管。因此， 為了避免該金屬進油噴嘴和連接管對高壓電場建立的影響，在進油噴嘴周圍消掉一塊，以 保持絕緣，也就相當于在高壓電場中挖了個洞，雖然已經能保證高壓電場的建立，但是破壞 了高壓電場的均勻，特別是進油噴嘴噴出的地方，有大量的水滴從這里落下，這也大大增加 了該區域的導電性，導致不能施加更高的電場，提供更強的能量進行脫鹽脫水。
【發明內容】
[0011] 本發明的目的首要在于：通過非導電性的絕緣材料進油噴嘴和連接管的設計，在 噴嘴周圍安裝金屬擋流板，實現了高壓電場的均勻平穩，避免出現噴嘴處的局部短路，能夠 施加更強的高壓電場能量，確保聚驅采出液的有效分離。
[0012] 本發明進一步的目的在于：采用了金屬導流板和絕緣進油噴嘴和連接管的設計， 建立了更高電場強度的高壓電場，能夠提高設備的處理能力，達到傳統電脫鹽脫水設備提 供處理能力2. 0?2. 2倍，這對于實現規模效益，降低單位處理成本和能耗，實現節能減排 具有重要意義。
[0013] 為了達到上述目的本發明的技術方案是：一種適合聚驅采油高速電脫鹽脫水高 壓電場擋流板，包括用于向電脫鹽脫水罐內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，進油噴射器安裝在兩層水平高壓電極板之 間，在兩相鄰進油噴射器之間設計原油擋流板，高壓電場擋流板上設計有流水孔，高壓電場 擋流板上的流水孔下端靠近噴嘴方向設計與進油噴射器內噴出的原油方向相反的原油油 流導流裝置，該油流導流裝置為非導電性的絕緣材料，高壓電場擋流板下端的原油導流裝 置采用卡槽或螺絲固定在擋流板上，高壓電場中的進油噴嘴和連接管為非導電性的絕緣材 料，該絕緣材料可以為聚四氟乙烯或電氣絕緣級酚醛樹脂。
[0014] 總之，本發明的有益效果是：通過解決高壓電場中容易發生局部放電的進油噴嘴 處的設計，使高壓電場更加均勻和平穩，能夠施加更高強度的高壓電，形成脫鹽脫水能力更 強的高壓電場，有利于對高含水導電率聚驅采出液的高壓電場油水分離。同時，更高強度高 壓電場的穩定建立，可以進一步提高了高速電脫鹽設備的處理能力，達到傳統電脫鹽設備 處理能力的2.0?2. 2倍，在煉油廠加工聚驅原油時，可避免出現電脫鹽變壓器掉電、跳閘、 短路等事故，能夠實現在原油含鹽量在l〇〇mg/l左右時，脫后原油含水量達到不大于0. 2 % 的技術指標，含鹽量減低到小于2mg/l的技術指標，排水含油不大于IOOppm的技術指標，確 保電脫鹽設備在各種工況下，長周期平穩運行。
【附圖說明】
[0015] 圖1為本發明電脫鹽罐內件布置結構總圖。
[0016] 圖2為本發明擋流板及原油水流向放大示意圖。
[0017] 圖3為本發明適合聚驅采油高速兩級電脫鹽電脫水實驗裝置工藝流程
[0018] 圖中：1、電脫鹽電脫水罐體，2、進油噴射器，3、擋流板，4、原油油流導流裝置，5、流 水孔，6、進油分管，7、進油總管，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、原油儲罐，42、新鮮水儲罐，43、破乳劑儲罐，44、接收冷卻儲罐，45、 破乳劑注入泵，46、原油泵，47、一級注水泵，48、二級注水泵，49、加熱器，410、溫度控制器， 412、一級混合器，413、一級混合閥，414、一級排水閥，415、一級混合差壓計，416、一級電脫 鹽罐，417、一級脫鹽高壓電源，418、一級脫后原油采樣口，419、一級罐乳化液采樣口，422、 二級混合器，423、二級混合閥，424、二級排水閥，425、二級混合差壓計，426、二級電脫鹽罐， 427、二級脫鹽高壓電源，428、二級脫后原油采樣口，429、二級罐乳化液采樣口。
【具體實施方式】
[0019] 參見附圖1，本實施例的一種適合聚驅采油高速電脫鹽脫水高壓電場擋流板罐體 內件布置圖。
[0020] 原油、水和破乳劑組成的聚驅原油乳化液通過電脫鹽電脫水罐（1)外的進油總管 7進入電脫鹽脫水罐體內的進油分管￠)，然后通過設計在罐體中部位置的進油噴射器（2) 噴出，在高壓電場作用下，進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程。分離后的水沉降在罐體底部，當電脫鹽設備正常運 行時，在電脫鹽電