CN107937019A - 一种管道式电场聚结油水分离装置 - Google Patents

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钟兴福
林黎明
史仕荧
吴应湘
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Abstract

本申请提供一种管道式电场聚结油水分离装置，包括：除水管道，所述除水管道具有油水输入口和输出口，并且，在所述除水管道上沿管的轴向方向开设有一组以上的除水孔，所述除水孔的外圆周面与所述除水管道的内壁相切；所述除水管道中具有第一电极和第二电极；其中，所述第一电极接电源正极，所述第二电极接电源负极，应用该装置，可以实现对采出液破乳或电场预聚结，提高油水分离效率。

Description

一种管道式电场聚结油水分离装置
技术领域
本申请涉及油田开采技术领域，尤其涉及一种管道式电场聚结油水分离装置。
背景技术
随着油田开发时间的延长，产水量持续增加，使得生产成本增加，为了降低开采成本，采用井下油水分离器将水分离并就地回注地层成为共识。
目前，井下油水分离器所采用的分离原理包括重力、离心、膨胀、气浮等原理，是一种纯物理的分离技术和方法，同时，由于采出液乳化问题也较为普遍，为了有效地应对采出液乳化问题，可以采用加热或加药方法对采出液进行破乳，之后再进行油水分离。然而，采用加热或加药方法对采出液进行破乳具有不稳定性，一旦破乳不彻底，将影响油水分离器对采出液进行油水分离的效果。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种管道式电场聚结油水分离装置，用于实现对采出液进行彻底破乳，提高油水分离效率。
本申请实施例提供一种管道式电场聚结油水分离装置，包括除水管道，所述除水管道具有油水输入口和输出口，并且，在所述除水管道上沿管的轴向方向开设有一组以上的除水孔，所述除水孔的外圆周面与所述除水管道的内壁相切；
所述除水管道中具有第一电极和第二电极；其中，所述第一电极接电源正极，所述第二电极接电源负极。
可选的，所述除水管道中还具有起旋器；
所述起旋器位于所述除水管道的油水输入口端，用于对从所述油水输入口进入的采出液进行整流起旋。
可选的，所述第一电极为柱状电极，所述第二电极为中空的管状电极；所述第二电极上具有孔状结构，所述孔状结构的外圆周面与所述除水孔的外圆周面相对；
所述第一电极位于所述第二电极的管状结构内部。
可选的，所述第一电极为中空的管状电极；
所述第一电极与所述第二电极互相嵌套布设，形成同轴管状电极。
可选的，所述装置还包括锥型管状电极；
所述锥型管状电极与所述第二电极相连，且所述锥型管状电极的锥角指向所述输出口。
可选的，所述第一电极与所述第二电极为平板状电极。
可选的，所述第一电极和所述第二电极之间形成的电场为直流电场或交流电场，或直流与交流组合电场。
可选的，所述输出口为单一出口或复合出口；
其中，所述复合出口包括第一输出口和第二输出口，所述第二输出口的中心与所述除水管道的轴心重合，所述第一输出口布设在所述第二输出口的外边缘。
可选的，所述孔状结构的形状为下述其中一种：圆孔，方孔，长方孔，切向孔。
由上述实施例可见，通过在除水管道中布设电场，可以实现利用电脉聚结、偶极聚结、振荡聚结等原理，打破界面膜对自由水的束缚，增加水滴碰撞聚并机会，从而有利于在乳化油中形成大的水珠，促进油中乳化液滴的聚并，加快油水分离速度，同时由于管道式油水聚结分离装置具有管道结构特性，从而安装灵活方便，占用空间少，易与其它各类管道式、非管道式分离器联合组成完整的油水处理***。
附图说明
图1为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的一个示例性结构图；
图2为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的另一个示例性结构图；
图3为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的再一个示例性结构图；
图4为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的又一个示例性结构图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图和实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述。
实施例一：
请参见图1，为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的一个示例性结构图。
如图1所示例的管道式电场聚结油水分离装置，包括除水管道10，其中，该除水管道10具有油水输入口11、输出口12，除水管道10上沿管的轴向方向开设有一组以上的除水孔(图1中未示出)，该除水孔的外周圆面与除水管道的内壁相切，从采出液分离出的水泽可以通过除水孔排出。
在本申请实施例中，除水管道10中具有第一电极13和第二电极14，其中，该第一电极13接电源正极，第二电极14接电源负极，也即接地，由此，第一电极与第二电极之间可形成电场。
在一实施例中，第一电极和第二电极之间形成的电场可以是直流电场或交流电场，再或者是直流电场与交流电场的组合，具体由电源类型决定，而电源类型又由乳化液的敏感特性决定。具体的，在采用直流电场时，可以使得水滴受到的离心力方向和电场对水滴的吸引力方向保持一致，从而水滴受到离心力和电场新引力的叠加作用，使得破乳效果较好。
在一实施例中，输出口12为单一出口或者是复合出口，其中，复合出口包括第一输出口和第二输出口，第二输出口的中心与除水管道10的轴心重合，第一输出口布设在第二输出口的外边缘。
通过该种处理，通过可以实现含水率低的油液从第一输出口输出，含油量低的水则从第二输出口输出，从而达到油水分离的目的。
由上述实施例可见，通过在除水管道中布设电场，可以实现利用电脉聚结、偶极聚结、振荡聚结等原理，打破界面膜对自由水的束缚，增加水滴碰撞聚并机会，从而有利于在乳化油中形成大的水珠，促进油中乳化液滴的聚并，加快油水分离速度，同时由于管道式油水聚结分离装置具有管道结构特性，从而安装灵活方便，占用空间少，易与其它各类管道式、非管道式分离器联合组成完整的油水处理***。
至此，完成实施例一的相关描述。
实施例二：
请参见图2，为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的另一个示例性结构图。
如图2所示例的管道式电场聚结油水分离装置，在一实施例中，除水管道10中还可以具有起旋器15，该起旋器15位于除水管道10的油水输入口11端，其可以对从油水输入口11进入的采出液进行整流起旋，实现乳化液在离心力作用下，更容易聚集中在除水管道10中心处，而密度比油大的水则聚集在除水管道10内壁处，从而有助于后续的油水分离。
需要说明的是，若采出液中的自由水较少，或者是乳化液对电场较为敏感，从而容易在电场作用下破乳，则可以无需布设起旋器15。
在一实施例中，第一电极13可以为柱状电极，而第二电极14可以为中空的管状电极，且第一电极位于第二电极的管状结构内部。并且，第二电极14上具有孔状结构，该孔状结构的外圆周面与上述除水管道10上除水孔的外圆周面相对，以将在电场力作用下快速聚合并分离出来的自由水，通过离心力作用甩出电场区域，从而减少自由水对电场的影响。
在一实施例中，上述孔状结构的形状可以为圆孔、方孔、长方孔或者切向孔。
在一实施例中，第一电极13也可以为中空的管状电极，该第一电极13可以和第二电极电极14互相嵌套布设，形成同轴管状电极，例如，中间为正电极，内外各一层负电极，以增大电场影响区域，增强电场强度。
至此，完成实施例二的相关描述。
实施例三：
请参见图3，为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的再一个示例性结构图。
如图3所示例的管道式电场聚结油水分离装置，该装置还可以包括锥型管状电极16，该锥型管状电极16与第二电极14相连，且该锥型管状电极16的锥角指向除水管道10的输出口12。
通过该种处理可以实现，在除水管道10内部形成由弱到强的变化电场；在弱电场中可以处理含水率更高的乳化液，防止在高压下击穿短路；随着采出液在除水管道10中的流动，其中含水率逐渐降低，而电场强度逐渐增加，对于含水量较低的乳化液具有较好的破乳效果。
至此，完成实施例三的相关描述。
实施例四：
请参见图4，为本申请实施例提供的管道式电场聚结油水分离装置的又一个示例性结构图。
如图4所示例的管道式电场聚结油水分离装置，第一电极13和第二电极14可以为平板状电极。本申请对第一电极和第二电极的具体形状不作限制。
此外，需要说明的是，在上述实施例一、实施例二，以及实施例三中，第一电极和第二电极可采用祼露电极或绝缘电极，本申请对此不作限制。
至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (9)

1.一种管道式电场聚结油水分离装置，其特征在于，包括：
除水管道，所述除水管道具有油水输入口和输出口，并且，在所述除水管道上沿管的轴向方向开设有一组以上的除水孔，所述除水孔的外圆周面与所述除水管道的内壁相切；
所述除水管道中具有第一电极和第二电极；其中，所述第一电极接电源正极，所述第二电极接电源负极。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述除水管道中还具有起旋器；
所述起旋器位于所述除水管道的油水输入口端，用于对从所述油水输入口进入的采出液进行整流起旋。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极为柱状电极，所述第二电极为中空的管状电极；所述第二电极上具有孔状结构，所述孔状结构的外圆周面与所述除水孔的外圆周面相对；
所述第一电极位于所述第二电极的管状结构内部。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第一电极为中空的管状电极；
所述第一电极与所述第二电极互相嵌套布设，形成同轴管状电极。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括锥型管状电极；
所述锥型管状电极与所述第二电极相连，且所述锥型管状电极的锥角指向所述输出口。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极为平板状电极。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极之间形成的电场为直流电场或交流电场，或直流与交流组合电场。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输出口为单一出口或复合出口；
其中，所述复合出口包括第一输出口和第二输出口，所述第二输出口的中心与所述除水管道的轴心重合，所述第一输出口布设在所述第二输出口的外边缘。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述孔状结构的形状为下述其中一种：圆孔，方孔，长方孔或切向孔。
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