一种适合聚驱采油高速电脱盐脱水高压电场挡流板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种原油脱盐脱水技术，尤其是一种适合聚驱采油高速电脱盐脱水高 压电场挡流板，属于原油预处理技术领域。
【背景技术】
[0002] 原油是极其复杂的烃类混合物，不同油田、不同油区、甚至不同油井所产原油性质 往往互不相同，其中的含水和含盐对原油的储存、运输、加工和最终产品等都有不利影响， 因此要进行脱盐和脱水处理。
[0003] 原油的脱盐脱水一般分两次进行。第一次在原油采出后于油田进行脱水脱盐，使 含水量和含盐量初步降低，达到一定的指标后再向外输送。第二次是原油输送到炼油厂后， 在炼制之前进行。
[0004] 目前，广泛应用的电脱盐脱水方法主要有三种：第一种是传统的交流电脱盐，采 用两层或三层水平电极板，下层极板通电，上层极板接地。第二种是交直流电脱盐，由正负 垂挂式电极板沿罐体轴线方向依次排列，自下而上形成交流弱电场、直流弱电场、直流强 电场，综合发挥交流电促进大水滴聚积、直流电促进细小水滴聚结的效能（参见申请号为 93246305. 3的中国专利）。第三种是高速电脱盐，采取了油相进油方式，原油不再是从水相 中慢慢上浮，而是直接进入罐体中上部电场，油流路径的缩短大大减小了油流在罐体内的 停留时间，提高了进油速度；而双层喷嘴的设计保证了有足够量的原油平稳地喷入电场中， 并在电场中合理分布。专利ZL01201754. X和ZL01201735. 3介绍了这种高速电脱盐技术， 与低速电脱盐技术相比，这种高速电脱盐技术可以提高原油的处理能力1. 5?2. 0倍。
[0005] 近年来，很多油田进入后期开采，采用了一些强制开采方式，如注水、注聚合物、注 蒸汽等，特别是注聚合物在中国海油石油平台上应用最多，以提高采用效率，确保在海洋平 台设计寿命内完成采油任务。
[0006] 含有聚合物的原油采出液中因含有聚合物，形成原油和水的稳定体系，油水分离 困难，采油污水中也因为含有聚合物，增加了采油污水的粘度，水中胶体颗粒的稳定高，油 水界面水膜强度大、弹性强，处理难度大。电脱水、电脱盐设备经常出现跳闸、短路和送电 困难的情况。当运行一个开车周期后，大量聚合物会沉积附着在电极板、绝缘吊挂和电极棒 上，像口香糖一样，这些聚合物有亲油和亲水基团，所以很容易将水滴吸附在电极板、绝缘 吊挂和电极棒这些本来需要绝缘的构件上面，影响高压电场的长周期平稳运行。
[0007] 在炼油厂，所加工的原油性质越来越差，一方面是聚驱采油强制开采方式的应用， 另一方面原油供应市场的不稳定性或原油价格的剧烈震荡，大大增加了原油炼制成本，为 适应原油市场的变化形式，降低原油单位加工成本，主要采用提高装置的自动化，减少操作 人员降低人力资源成本，炼厂提高炼油装置的加工能力，通过增加加工量降低原油单位加 工成本和单位能耗。炼厂大型化成为普遍采用的一种降低原油单位加工成本的重要措施。
[0008] 无论海洋平台上狭小的空间，还是炼厂大规模提高处理能力，实现规模效益，都希 望利用现有的设备将原油的处理能力再度提高，这往往采用了高速电脱盐技术，与传统技 术相比较，增强对所处理介质的适应能力，并将原油的处理能力提高到2. O?2. 2倍。
[0009] 对此，上述现有技术均无能为力。检索发现，申请号为93246305. 3、01201735. 3、 200610091044.5、200710054331· 3、93102196· 0 的中国专利申请以及 US6, 113,765、 US86, 105, 817A的美国专利申请分别对上述现有技术进行了改进，但均未打破传统全阻抗 电脱盐电源，因此不能实质性地解决油质劣化给炼油设备带来的一系列问题。在处理量的 提高方面，申请号为 ZL01201735. 3、ZL01201754. X、ZL01201756. 6,和 200610091044. 5 的专 利介绍的高压电场不是对油水乳化液渗透力更强的高频高压电场，同时受原油和水滴流向 的限制，也只能将装置的处理能力提高到1. 75?2. 0倍。
[0010] 处理量不能进一步提高的原因是由于原油乳化液本身具有的导电性能，不能将更 高的电压施加在电极板板上，也就是说不能进一步形成具有更高能量的高压电场进行脱盐 脱水了。而导致高压电极板不能施加更高电压的主要原因是高速电脱盐中进油喷嘴和连接 管都是金属的，而喷嘴和连接管又与电脱盐罐体相连，而罐体与大地相连。也就是说，现在 的高压电场设计中，在高压电极板间设计了相当于接地极的金属进油喷嘴和连接管。因此， 为了避免该金属进油喷嘴和连接管对高压电场建立的影响，在进油喷嘴周围消掉一块，以 保持绝缘，也就相当于在高压电场中挖了个洞，虽然已经能保证高压电场的建立，但是破坏 了高压电场的均匀，特别是进油喷嘴喷出的地方，有大量的水滴从这里落下，这也大大增加 了该区域的导电性，导致不能施加更高的电场，提供更强的能量进行脱盐脱水。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的首要在于：通过非导电性的绝缘材料进油喷嘴和连接管的设计，在 喷嘴周围安装金属挡流板，实现了高压电场的均匀平稳，避免出现喷嘴处的局部短路，能够 施加更强的高压电场能量，确保聚驱采出液的有效分离。
[0012] 本发明进一步的目的在于：采用了金属导流板和绝缘进油喷嘴和连接管的设计， 建立了更高电场强度的高压电场，能够提高设备的处理能力，达到传统电脱盐脱水设备提 供处理能力2. 0?2. 2倍，这对于实现规模效益，降低单位处理成本和能耗，实现节能减排 具有重要意义。
[0013] 为了达到上述目的本发明的技术方案是：一种适合聚驱采油高速电脱盐脱水高 压电场挡流板，包括用于向电脱盐脱水罐内电极板提供高压的专用变压器和三层水平高压 电极板，高压电极板由绝缘吊挂悬挂在罐体内，进油喷射器安装在两层水平高压电极板之 间，在两相邻进油喷射器之间设计原油挡流板，高压电场挡流板上设计有流水孔，高压电场 挡流板上的流水孔下端靠近喷嘴方向设计与进油喷射器内喷出的原油方向相反的原油油 流导流装置，该油流导流装置为非导电性的绝缘材料，高压电场挡流板下端的原油导流装 置采用卡槽或螺丝固定在挡流板上，高压电场中的进油喷嘴和连接管为非导电性的绝缘材 料，该绝缘材料可以为聚四氟乙烯或电气绝缘级酚醛树脂。
[0014] 总之，本发明的有益效果是：通过解决高压电场中容易发生局部放电的进油喷嘴 处的设计，使高压电场更加均匀和平稳，能够施加更高强度的高压电，形成脱盐脱水能力更 强的高压电场，有利于对高含水导电率聚驱采出液的高压电场油水分离。同时，更高强度高 压电场的稳定建立，可以进一步提高了高速电脱盐设备的处理能力，达到传统电脱盐设备 处理能力的2.0?2. 2倍，在炼油厂加工聚驱原油时，可避免出现电脱盐变压器掉电、跳闸、 短路等事故，能够实现在原油含盐量在l〇〇mg/l左右时，脱后原油含水量达到不大于0. 2 % 的技术指标，含盐量减低到小于2mg/l的技术指标，排水含油不大于IOOppm的技术指标，确 保电脱盐设备在各种工况下，长周期平稳运行。
【附图说明】
[0015] 图1为本发明电脱盐罐内件布置结构总图。
[0016] 图2为本发明挡流板及原油水流向放大示意图。
[0017] 图3为本发明适合聚驱采油高速两级电脱盐电脱水实验装置工艺流程
[0018] 图中：1、电脱盐电脱水罐体，2、进油喷射器，3、挡流板，4、原油油流导流装置，5、流 水孔，6、进油分管，7、进油总管，8、电极板，9、绝缘吊挂，10、出油收集器，11、电脱盐变压器， 12、高压电引入棒，41、原油储罐，42、新鲜水储罐，43、破乳剂储罐，44、接收冷却储罐，45、 破乳剂注入泵，46、原油泵，47、一级注水泵，48、二级注水泵，49、加热器，410、温度控制器， 412、一级混合器，413、一级混合阀，414、一级排水阀，415、一级混合差压计，416、一级电脱 盐罐，417、一级脱盐高压电源，418、一级脱后原油采样口，419、一级罐乳化液采样口，422、 二级混合器，423、二级混合阀，424、二级排水阀，425、二级混合差压计，426、二级电脱盐罐， 427、二级脱盐高压电源，428、二级脱后原油采样口，429、二级罐乳化液采样口。
【具体实施方式】
[0019] 参见附图1，本实施例的一种适合聚驱采油高速电脱盐脱水高压电场挡流板罐体 内件布置图。
[0020] 原油、水和破乳剂组成的聚驱原油乳化液通过电脱盐电脱水罐（1)外的进油总管 7进入电脱盐脱水罐体内的进油分管￠)，然后通过设计在罐体中部位置的进油喷射器（2) 喷出，在高压电场作用下，进行油水分离脱水脱盐，分离后的原油汇集到罐体顶部的出油收 集管（10)中，离开罐体完成脱盐过程。分离后的水沉降在罐体底部，当电脱盐设备正常运 行时，在电脱盐电