一种电场控制下的油水分离装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油开采技术领域，尤其是涉及一种电场控制下的油水分离装置。


背景技术：

2.石油是深埋在地下的流体矿物，燃烧后对大气的污染程度较小，是重要的能源，石油开采就是对深埋地下的石油进行挖掘和提取，将石油进行一系列加工之后，作为能源进行使用。石油开采作业因为涉及到地下较深的位置，通常在附近会有大量的地下水，因此提取出来的原油很多时候都带有以水为主的杂质，减少原油中的水来获得含水量更少的石油成为石油工业一个重点需要攻克的问题，这也被称作石油开采中的油水分离环节。
3.传统的油水分离一般使用电破乳法或者化学除水法，其中化学除水法会造成一定的污染，而电破乳法的分离效率相对较低。为此，提出了一种新型油水分离装置以解决上述技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提出一种电场控制下的油水分离装置，以解决化学除水法会造成一定的污染以及电破乳法的分离效率相对较低的问题，以使用基于带电水滴在电场中受到电场力的作用而运动的方法，有效地实现油水分离，既能提高油水分离的效率，又能做到环保的优点。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种电场控制下的油水分离装置，包括用于盛装油水混合物的第一方腔以及用于对第一方腔内油水混合物中水滴进行充电的混合物充电装置，第一方腔通过导管连通有位于第一方腔下方、用于盛装带电油水混合物的第二方腔，第二方腔的外侧通过混合物分离装置在竖直方向施加有用于使得油水混合物中带电水滴发生运动以实现油水分离的油水分离电场；所述第二方腔的尾部设置为出口端，出口端连接设置有用于对分离后油水混合物进行收集的油水混合物收集装置和用于对分离后油相进行收集的油相收集装置。
7.进一步优化技术方案，所述混合物充电装置包括设置在第一方腔内部底端的负电荷填充网以及与负电荷填充网电性连接的提供负电的直流高压电源。
8.进一步优化技术方案，所述混合物分离装置包括设置在第二方腔内部的一对平行极板，一平行极板与提供正电的直流高压电源电性连接，另一平行极板与地面连接。
9.进一步优化技术方案，两平行极板包括设置在第二方腔外部顶端的上部铜极板以及设置在第二方腔外部底端的下部铜极板，上部铜极板通过耐高压线与提供正电的直流高压电源电性连接，下部铜极板通过接地线与地面连接；所述上部铜极板与下部铜极板之间形成从上部铜极板指向下部铜极板的油水分离电场。
10.进一步优化技术方案，所述第二方腔的出口端分设为上出水端和下出水端，油水混合物收集装置通过第一导流板与上出水端相连通，油相收集装置通过第二导流板与下出
水端相连通。
11.进一步优化技术方案，所述提供负电的直流高压电源的可调范围为0
‑
50kv，分度值为0.01kv。
12.进一步优化技术方案，所述提供正电的直流高压电源的可调范围为0
‑
50kv，分度值为0.01kv。
13.进一步优化技术方案，所述第二方腔的前半部分设置为用于使带电油水混合物流动趋缓、从而更好地进行油水分离的缓流区，混合物分离装置设置在第二方腔的后半部分外侧。
14.采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
15.本实用新型使用基于带电水滴在电场中受到电场力的作用而运动的方法，利用电场的作用有效地实现了油水分离，油水混合物经过带负电的负电荷填充网后，油中水滴会带上负电荷，再通过施加竖直直流电场使带负电荷的水滴上浮，再将油水分界层上方含水较多的混合物导出，另外收集好含水较少的油相，即完成油水分离，实现了在油水分离过程中不会产生污染的目的，提高了油水分离效率。
16.本实用新型是一种以电能为主要供应能源的油水分离装置，油水分离过程中未产生其余物质，无污染，具有良好的应用前景。
17.本实用新型设计合理，结构清晰，操作简便，能够在无污染的情况下提高油水分离效率。
18.本实用新型不受地理条件的限制，应用范围广，具有良好的商业前景。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型的结构示意图；
21.图2为本实用新型的平面图。
22.其中：1、提供负电的直流高压电源；2、提供正电的直流高压电源；3、第一方腔；4、第二方腔；5、负电荷填充网；6、导管；7、下部铜极板；8、上部铜极板；9、耐高压线；10、接地线；11、第一导流板；12、第二导流板；13、油水混合物收集装置；14、油相收集装置。
具体实施方式
23.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
24.一种电场控制下的油水分离装置，结合图1至图2所示，包括第一方腔3、混合物充电装置、导管6、第二方腔4、混合物分离装置、油水混合物收集装置13和油相收集装置14。其中油水分离装置主体部分为混合物充电装置及混合物分离装置，混合物分离装置能够提供
油水分离电场。
25.第一方腔3用于盛装油水混合物，第一方腔3的顶端开口，能够通过第一方腔3的顶端向第一方腔3内加入油水混合物。
26.混合物充电装置用于对第一方腔3内油水混合物中水滴进行充电。
27.具体地，本实用新型中的混合物充电装置能够使得油水混合物中水滴带负电。混合物充电装置包括负电荷填充网5以及提供负电的直流高压电源1。
28.负电荷填充网5设置在第一方腔3内部底端，负电荷填充网5为铜丝网。
29.提供负电的直流高压电源1的可调范围为0
‑
50kv，分度值为0.01kv。提供负电的直流高压电源1通过耐高压导线与负电荷填充网5电性连接。
30.负电荷填充网5能够由提供负电的直流高压电源1充上负电荷，油水混合物从负电荷填充网5处经过并与负电荷填充网5接触之后，负电荷填充网5吸附水滴中带正电的离子(水滴中含有带正电的离子和带负电的离子)，进而使得水滴带上负电荷，所以油水混合物中的水滴通过第一方腔3后带负电。
31.第一方腔3的尾部下侧开口，第一方腔3通过导管6连通有第二方腔4，被充上负电荷的油水混合物通过开口流入导管内，再流入到第二方腔4内，第二方腔4位于第一方腔3下方，用于盛装带电油水混合物，第二方腔4的外侧通过混合物分离装置在竖直方向施加有油水分离电场，油水分离电场用于使得油水混合物中带电水滴发生运动，以实现油水分离。
32.混合物分离装置包括设置在第二方腔4内部的一对平行极板，一平行极板与提供正电的直流高压电源2电性连接，另一平行极板与地面连接。提供正电的直流高压电源2的可调范围为0
‑
50kv，分度值为0.01kv。
33.具体地，本实用新型两平行极板包括上部铜极板8和下部铜极板7，上部铜极板8和下部铜极板7之间相互平行，并且上部铜极板8和下部铜极板7均与第二方腔4平行。上部铜极板8设置在第二方腔4外部顶端，下部铜极板7设置在第二方腔4外部底端。上部铜极板8通过耐高压线9与提供正电的直流高压电源2电性连接。下部铜极板7通过接地线10(接地线为普通导线)与地面连接，从而上部铜极板8与下部铜极板7之间形成从上部铜极板8指向下部铜极板7的油水分离电场，带负电的油水混合物通过油水分离电场时，带负电的水滴向上运动。
34.第二方腔4的尾部设置为出口端，出口端连接设置有用于对分离后油水混合物进行收集的油水混合物收集装置13和用于对分离后油相进行收集的油相收集装置14。
35.第二方腔4的出口端分设为上出水端和下出水端，油水混合物收集装置13通过第一导流板11与上出水端相连通，油相收集装置14通过第二导流板12与下出水端相连通。经过油水分离电场的流体，上部为含大量水滴的油水混合相，这些含水滴较多的油水混合相通过第一导流板11被收集到油水混合物收集装置13中；下方含水较少的油相则通过第二导流板12进入到油相收集装置14中。
36.为了避免通过导管6进入第二方腔4中的带负电的油水混合物在第二方腔4内发生紊流，影响分离效率，本实用新型将第二方腔4的前半部分设置为缓流区，缓流区用于使带电油水混合物流动趋缓，从而更好地进入油水分离电场，进行油水分离。混合物分离装置设置在第二方腔4的后半部分外侧。
37.本实用新型的工作原理如下：
38.本实用新型利用提供负电的直流高压电源与负电荷填充网相连，使得油水混合相通过第一方腔3后的水滴带负电，通过导管6进入到第二方腔4中。第二方腔4的初始部分为缓流区，带负电的油水混合物进入缓流区后流动逐渐趋缓。第二方腔4的后半部分为平行高压极板产生的直流电场，油水混合物通过直流电场时，表面带有负电的水滴会在电场力的作用下“上浮”至液相与气相的交界面。油相则由于介电常数小，带电荷少，几乎不受到电场力，故大部分位于混合流体的下方。上方含大量水滴的油水混合物通过第一导流板11被收集到油水混合物收集装置13中；下方含水较少的油相则通过第二导流板12进入到油相收集装置14中，从而实现油水分离的目的。
39.本实用新型利用电能作为驱动能源，并且制备过程中未产生其余物质，设备使用不受地理条件的限制，不会对环境产生污染与破坏，应用范围广，具有良好的商业前景。
40.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。