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随着聚合物驱在油田开发中后期的普及,各种添加剂的使用造成采出原油乳状液日趋稳定,原油乳状液的电导率逐渐升高,使传统的电脱水设备频繁出现垮电场现象,难以满足油田生产要求,对其内部静电聚结构件进行更新和改造势在必行。
本文在系统的调研国内外静电聚结构件的基础上对电脱水器内部电极构件的绝缘技术,电极结构参数等进行深入研究,为电脱水器内部电极构件的设计和改造提供理论依据。系统地研究乳化物性质和流动参数对电脱水效率的影响,为电极构件的优化提供参考依据。具体研究内容如下:
首先采用三种不同绝缘材料和绝缘技术设计制作实验小样槽,研究绝缘方式、原油乳状液含水率和电压等参数对静电聚结效果的影响。研究发现电压和含水率对静电聚结的影响较为显著,在交流电场下随着电压和原油乳状液含水率的升高,静电聚结效率升高。PVC板价格低廉,易于加工且实验效果较好,适合室内和现场实验。
设计制作电极间距为50mm和20mm的双板绝缘电极构件,将其置于有机玻璃三相分离器内部,采用原油-水乳状液为实验介质进行实验研究,实验有效的解决了电极和接线的绝缘问题,但由于电极间距较大和双板绝缘的原因,作用在原油乳状液中的电场强度较低,没有得到良好的电脱水效果。
设计制作电极间距为15mm的单板绝缘电极构件,改变原油乳状液的含水率、流量和电压进行实验,实验发现含水率不同,原油乳状液的初始水滴粒径分布略有差异;电压、含水率和流量对静电聚结影响较为显著,提高电压和含水率,降低流量有利于提高静电聚结效率;随着含水率的升高,液滴开始发生聚结的初始电场强度降低。
设计制作平板.波纹板电极静电聚结小样槽进行实验,研究电极结构,电压波形和含水率对静电聚结的影响规律。研究发现波纹板电极系统可以用于含水率较低的原油乳状液破乳,其最优的电压波形为方波电压。