1.本发明属于油水分离技术领域，特别是涉及一种微波高效破乳的油水乳状液脱水装置。
背景技术：
2.在油田生产过程中，地层采出液通常为油气水混合物，在三相分离器内进行气液分离后，液相主要为油水混合物。油水混合物在开采、运输及处理过程中易形成油水乳状液，为进一步运输加工原油，需要对油水乳状液进行破乳脱水，完成油水分离。传统的油水乳状液破乳脱水方法一般采用热化学脱水法，热化学脱水需要加入破乳剂并静置24小时以上，处理时间较长，破乳效率较低，研究新型油水乳状液高效破乳脱水装置对提高油田生产效率具有重要意义。
3.传统微波辐射油水乳状液脱水装置仅设置磁控管和波导管，谐振腔内不设置搅拌器，电磁场模式单一，微波场分布不均匀，油水乳状液受热不均匀，容易出现局部温度过高、局部温度过低的现象，而油水乳状液破乳脱水与温度有直接关系，温度越高，油水界面膜更易被破坏达到破乳效果。
4.传统微波辐射油水乳状液脱水装置不设置搅拌器，部分微波炉内设置搅拌器，但是需要外部电机等驱动部件驱动搅拌器旋转。油水乳状液属于易燃易爆物质，电机驱动需要设置供电线路，如果线路漏电可能造成火灾事故。同时，电机驱动方式中，电机放置在装置外，搅拌叶片设置在装置内，连接杆穿过装置外壁，此处采用动密封方式，易发生油水乳状液泄漏，需要长期维护维修。
5.油水乳状液在脱水装置中轴向流动，传统脱水装置在管道顶部设置磁控管和波导管，不同层的油水乳状液所受微波辐射程度不同。谐振腔顶层的油水乳状液接近波导管，所受微波辐射较强，谐振腔底层的油水乳状液远离波导管，所受微波辐射较弱，导致不同位置的油水乳状液破乳效果不同，存在油水乳状液局部破乳脱水不充分的现象。
6.油水乳状液在脱水装置中轴向流动，流动较稳定，油水乳状液内部之间换热较慢，容易出现温度不均匀、局部温度低、破乳不充分的现象，导致处理后的油水乳状液含水率过高，产品质量不合格。
7.油水乳状液的油水分离效果与微波辐射时间有关，在脱水装置长度一定的情况下，油水乳状液在装置内轴向直线流动，流动的距离即为装置长度，直线流动导致油水乳状液在装置内停留的时间较短，微波辐射时间较短，微波破乳油水分离效果有待进一步提高。
技术实现要素：
8.为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种微波辐射高效破乳、微波场分布均匀、加热均匀、破乳效率高、无驱动部件的油水乳状液脱水装置。
9.本发明设置磁控管、波导管，用于产生和发射微波，微波使油水乳状液温度升高、破坏油水界面膜促进油水分离。轴流叶轮搅拌器与连接杆二之间设置轴承，油水乳状液从
入口管流入后带动轴流叶轮搅拌器转动，无需设置驱动部件，故障率低。轴流叶轮搅拌器在谐振腔内转动可激励更多电磁场模式，改善微波场分布均匀性，提高油水分离效果。轴流叶轮搅拌器促使油水乳状液旋转流动，上下层流体互相交换，波导管向下发射微波轮换辐射不同层的油水乳状液，加热更加均匀，提高加热破乳效率。轴流叶轮搅拌器旋转搅拌油水乳状液，加速了乳状液之间的换热，使油水乳状液温度均衡。油水乳状液流动带动轴流叶轮搅拌器转动，流速降低，旋转流动增加了油水乳状液流动的总里程，油水乳状液在谐振腔内的停留时间和微波作用时间变长，油水分离效果提高。
10.本发明具体的技术方案如下：
11.一种微波高效破乳的油水乳状液脱水装置，包括入口法兰、入口管、扩张段、谐振腔、渐缩段、出口管、出口法兰、电源插头、变压器、高压整流器、磁控管、波导管、连接杆一、连接杆二、轴流叶轮搅拌器、轴承、堵头、消旋器、有机玻璃片；所述扩张段与谐振腔相连；所述谐振腔与渐缩段相连；所述消旋器放置在出口管内；所述电源插头通过电源线与变压器相连；所述变压器与高压整流器相连；所述高压整流器与磁控管相连；所述磁控管与波导管相连；所述波导管为矩形管，侧面与顶面为金属片，底面设置有机玻璃片；所述连接杆一与谐振腔内壁顶部相连；所述连接杆一与连接杆二相连；所述堵头与连接杆二相连；所述轴流叶轮搅拌器与连接杆二之间设置轴承；所述变压器、高压整流器、磁控管、波导管位于谐振腔的顶部；所述连接杆一、连接杆二、轴流叶轮搅拌器、轴承、堵头位于谐振腔入口处；所述连接杆二位于谐振腔的轴中心；所述轴承的轴中心与谐振腔的轴中心重合；所述轴流叶轮搅拌器四周平均分布着6个叶片肋板；所述轴流叶轮搅拌器的叶片肋板与轴流叶轮搅拌器的端面呈60度；所述消旋器由横竖交错的网状结构组成。
12.所述入口法兰与入口管相连。
13.所述出口法兰与出口管相连。
14.所述入口管与扩张段相连。
15.所述渐缩段与出口管相连。
16.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
17.(1)设置磁控管、波导管，用于产生和发射微波，微波使油水乳状液温度升高、破坏油水界面膜促进油水分离。轴流叶轮搅拌器与连接杆二之间设置轴承，油水乳状液从入口管流入后带动轴流叶轮搅拌器转动，无需设置驱动部件，故障率低。
18.(2)轴流叶轮搅拌器在谐振腔内转动可激励更多电磁场模式，改善微波场分布均匀性，提高油水分离效果。
19.(3)轴流叶轮搅拌器促使油水乳状液旋转流动，上下层流体互相交换，波导管向下发射微波轮换辐射不同层的油水乳状液，加热更加均匀，提高加热破乳效率。
20.(4)轴流叶轮搅拌器旋转搅拌油水乳状液，加速了乳状液之间的换热，使油水乳状液温度均衡。
21.(5)油水乳状液流动带动轴流叶轮搅拌器转动，流速降低，旋转流动增加了油水乳状液流动的总里程，油水乳状液在谐振腔内的停留时间和微波作用时间变长，油水分离效果提高。
22.(6)装置具有微波辐射高效破乳、微波场分布均匀、加热均匀、破乳效率高、无驱动部件的特点。
附图说明
23.图1为本发明的结构示意图。
24.图2为轴流叶轮搅拌器的结构示意图。
25.图3为轴流叶轮搅拌器的连接示意图。
26.图4为消旋器的侧视图。
27.图5为消旋器的结构示意图。
28.图1中：1-入口法兰；2-入口管；3-扩张段；4-谐振腔；5-渐缩段；6-出口管；7-出口法兰；8-电源插头；9-变压器；10-高压整流器；11-磁控管；12-波导管；13-连接杆一；14-连接杆二；15-轴流叶轮搅拌器；16-轴承；17-堵头；18-消旋器；19-有机玻璃片。
29.图2中：15-轴流叶轮搅拌器。
30.图3中：14-连接杆二；15-轴流叶轮搅拌器；16-轴承。
31.图4中：15-轴流叶轮搅拌器。
32.图5中：18-消旋器。
具体实施方式
33.下面结合附图并通过具体实施例来详细说明本发明。以下内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定为本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替代，都应当视为属于本发明的保护范围。
34.如图1所示，本发明包括入口法兰1、入口管2、扩张段3、谐振腔4、渐缩段5、出口管6、出口法兰7、电源插头8、变压器9、高压整流器10、磁控管11、波导管12、连接杆一13、连接杆二14、轴流叶轮搅拌器15、轴承16、堵头17、消旋器18、有机玻璃片19。所述入口法兰1与入口管2相连，用于连接外部管道。所述入口管2与扩张段3相连，扩张段3为了降低油水乳状液流速，增大流动横截面积及空间。所述扩张段3与谐振腔4相连，谐振腔4可使微波集中在腔内持续振荡，没有辐射损耗。所述谐振腔4与渐缩段5相连，渐缩段5将横截面积减小。所述渐缩段5与出口管6相连。所述出口法兰7与出口管6相连，出口法兰7用于连接外部管道。所述消旋器18放置在出口管6内，用于改变油水乳状液流动状态，消除油水乳状液的旋转流动，达到整流的目的。所述电源插头8通过电源线与变压器9相连，为装置供电。所述变压器9与高压整流器10相连，用于调节电压至磁控管11工作电压。所述高压整流器10与磁控管11相连，高压整流器10将交流电转变为直流电。所述磁控管11与波导管12相连，磁控管11用于产生微波，波导管12用于传输微波。所述波导管12为矩形管，侧面与顶面为金属片，底面设置有机玻璃片19。所述连接杆一13与谐振腔4内壁顶部相连。所述连接杆一13与连接杆二14相连。所述堵头17与连接杆二14相连。所述变压器9、高压整流器10、磁控管11、波导管12位于谐振腔4的顶部。所述连接杆一13、连接杆二14、轴流叶轮搅拌器15、轴承16、堵头17位于谐振腔4入口处。所述连接杆二14位于谐振腔4的轴中心。所述轴承16的轴中心与谐振腔4的轴中心重合。
35.如图2所示，所述轴流叶轮搅拌器15四周平均分布着6个叶片肋板，叶片肋板改变油水乳状液的流动状态，引导油水乳状液改变为旋转流动。
36.如图3所示，所述轴流叶轮搅拌器15与连接杆二14之间设置轴承16，轴承16保证轴
流叶轮搅拌器15可自由转动。
37.如图4所示，所述轴流叶轮搅拌器15的叶片肋板与轴流叶轮搅拌器15的端面呈60度。
38.如图5所示，所述消旋器18由横竖交错的网状结构组成，可将旋流状态的油水乳状液整流改变为层流。
39.本发明具体操作过程说明如下：
40.电源插头8插上电源，变压器9将电压改变至磁控管11工作电压，高压整流器10将交流电转变为直流电，磁控管11通电后产生微波，微波传输至波导管12内，微波穿透过有机玻璃片19进入谐振腔4内。油水乳状液从入口法兰1流入，经过扩张段3后流速降低，油水乳状液的流动带动轴流叶轮搅拌器15转动流速进一步降低，低速油水乳状液在谐振腔4中的停留时间变长，微波辐射时间变长。轴流叶轮搅拌器15转动使油水乳状液产生旋转流动，油水乳状液由直线流动变为旋转流动后流动的里程变长，在谐振腔4中的停留时间进一步变长，微波辐射时间进一步变长。轴流叶轮搅拌器15在谐振腔内转动激励更多电磁场模式，改善微波场分布均匀性，提高油水分离效果。油水乳状液经过微波辐射后，温度升高，油水界面膜被破坏，达到破乳脱水效果，油水乳状液变为油水混合物。油水混合物流经渐缩段5至出口管6处，消旋器18将油水混合物旋转流动变为层流，处理后的油水混合物向外流出。
41.综上，装置设置磁控管、波导管，用于产生和发射微波，微波使油水乳状液温度升高、破坏油水界面膜促进油水分离。轴流叶轮搅拌器与连接杆二之间设置轴承，油水乳状液从入口管流入后带动轴流叶轮搅拌器转动，无需设置驱动部件，故障率低。轴流叶轮搅拌器在谐振腔内转动可激励更多电磁场模式，改善微波场分布均匀性，提高油水分离效果。轴流叶轮搅拌器促使油水乳状液旋转流动，上下层流体互相交换，波导管向下发射微波轮换辐射不同层的油水乳状液，加热更加均匀，提高加热破乳效率。轴流叶轮搅拌器旋转搅拌油水乳状液，加速了乳状液之间的换热，使油水乳状液温度均衡。油水乳状液流动带动轴流叶轮搅拌器转动，流速降低，旋转流动增加了油水乳状液流动的总里程，油水乳状液在谐振腔内的停留时间和微波作用时间变长，油水分离效果提高。装置具有微波辐射高效破乳、微波场分布均匀、加热均匀、破乳效率高、无驱动部件的特点。