新型注聚采出液电脱水器研制与在渤海油田的应用

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学术论文
１１１动态 电脱 水 仪流程 设计 ．．
根据 海上 油 田 电脱 水器 的设 计参数 ， 电脱水 器 处理液温 度在 １０－２ ￣之 间， ０ ． ０Ｃ ， １ 原油滞 留时间 ４ ｍｉ ５ ｎ
左 右 。设计 动态 电脱 水仪 如 图 １ 所示 ，包括 预热 罐 、柱塞 泵 、脱 水罐 及控 温设 备 ，可 以实现 脱水温 度 、 处理 液滞 留时间 、 电极 结构 和极板 布 局 以及 处 理液流 动方 向可 调 。
量变 压器 一次侧 电压 ， 向防 偏磁 电路输 出 ０５ 的 电压 信 号 。在防偏 磁 电路 中 ，这 一 电压信号 经 Ａ Ｄ －Ｖ ／
器 进行 模 数转 换 后 ，输 出的 数字信 号送入 单 片机 进行 处理 。单片 机对 信 号处 理后 ， 判断 向需要 调 经过 整 的一路 Ｐ ＷＭ 波 输 出合 适 的调整信 号 ， Ｄ／ 换器变 为 模拟量 后 ， Ｔ ４ ４输 出的 Ｐ 经 Ａ转 对 Ｌ９ ＷＭ 输 出波 形进 行控 制 。 过调 整后 的 ＴＡ９ 经 Ｉ ４的输 出波 形通 过驱 动 电路来 控制逆 变 电路 中 Ｉ Ｂ Ｇ Ｔ器 件 的开通 与关 断 ，从而 实现 了对 电源 输 出波形 的控制 。矩 形 波交流 原油 脱水 电源控 制 电路 的原 理框 图如 图 ３所示 。
脱 水达 标 、节省 电能 的 目标 。
１ 海上 油 田电脱水器 中试 设备研制与评价
基于改进供电方式、电极结构和极板布局以及来液流动形式三个研究方向， 结合海上油田电脱水
器 设 计与操 作参 数 ，在前 期静态 实验 基础 上 ，开发 了动态 电脱 水仪 中试 设备 。 １１ 中试 设备 研制 ．
新型注聚采 出液 电脱水器研制与在渤海油 田的应用
杨 勇 ，赵军凯 ，潘义勇 ２ 肖茂林
（． １ 中海油 能源发展采油服务公 司，天津 ３０５； ２中海 油有 限公 司天 津分公 司，天津 ３０５ ） ０４２ ． ０４２
摘
要
针对渤海Ｓ ３．油田注聚采 出液和复杂乳化液在 电脱水 中存 在的困难 ， Ｚ ６１ 开发 了动态电脱水仪 中 设备 。 试 其主要性能是：频率 、电 和脉 宽连 续可调 ，矩形 波脉冲 电源、 电 结构 和极板布局 可换 、流动方向可变。 压 极
目前 中海 油在 Ｓ ３ ． Ｚ ６１油 田开展 聚合物 驱 油 ，采 出液 脱水难 度 更大 。 因此 需要 开发新 型 电脱水 器 以解决 实 际生产过 程 出现 的难 题 。考虑 到海上 油 田的特 殊性 ，针 对复 杂乳 化液特 别 是注聚采 出液 ，新 型 电脱 水器 必须满 足下 列条件 ：
到连 续可 调 的最大 值约 为 ５ ０ 的直流 电。然后 经过 Ｉ Ｂ ４Ｖ Ｇ Ｔ全桥 式 逆变 器 ，产 生矩 形 波交流 电，经过
变压 器升 压变 换后 输 出到负 载 。
输 入格 流 器
德 遣 器 ｛ ｆ
逆 建器
变 器
图２ 脱水 电源主 电路原理框 图
控制 电路 由采样 电路 、防偏 磁 电路 、Ｐ ＷＭ 控制 电路 、驱动 电路 和保护 电路组成 。整个控 制 电路 的工 作原 理为 ：利用 脉宽调 制集 成芯 片 ＴＡ９ 为控制 电路 的核 心 ， 样 电路利用 霍尔 电压传 感器 测 Ｉ ４作 采
（ ）解决 频繁 跳 电、实现 连 续安 全高 效运 行 。采用 新技 术解 决 电脱 水器 频繁 跳 电， 实现 电源 连 １
续 安全 供 电，保证 脱水 效果 。
（ ）节 能与环保 。响应 国家与 企业提 出的节 能降耗 科学 发展 的要求 。在保证 脱 水效果 的前提 下 ， ２
采用 新技 术实 现节 省 电能 ，减 少海上 油 田 电站 负载 ，降 低油 田开 发成本 ；同时要 对脱 出的含 油污 水指 标尽 可 能降低 ，便 于油 田采 出水 净化 处理 。 基于 上述 考虑 ，结合 电脱 水 技术特 点 ，应 主要从 三个 方 向开展 研究 ：改进供 电方式 ，优化 供 电频 率和 电压 ；改进 电极结 构和极 板布局 ，增加 绝缘 涂层 ，降低 电耗 ，提 高 电场强度 的利用率 ；调整来 液 流动 形式 优化 脱 水效果 ¨ 】 。综 合 目标 是在 海上 油 田 的特 殊 情况 下实 现 电脱水 器 连续稳 定 运行 、原 油
０ 引 言
海上 油 田因其所 处特 殊环境 ，油气 集输流 程 短 、脱水 效率 要求 高 、外 输含 水指标 高 。特别 是油 田 开发过 程 中的钻 完井 作业 、修井 作业 、酸化 作业 等增产 措 施使 大量 、不 wk.baidu.com种类 的表 面活性 剂进 入到 油
田采 出液 中，形成 复杂 的乳 化液 ， 流程 冲击 大 ，增 加 了脱 水难 度 。表 现在 ：造 成 电脱水器 频繁 跳 电、 对 外 输原 油超 标 、污水处 理 困难 。 实际操 作主要 应对 措施 是 ：将乳 化层 作为废 油 置换 出流程 。
图１ 石油动态 电脱水仪
１１ 动态 电脱 水仪 电源控 制柜 设计 【９ ．． ２ １ － 可 以实现 频率 、 电压和脉 宽连 续可 调矩 行波 脉冲 电源控 制柜 ，主要包 括 主 电路和控 制 电路 。 脱 水 电源 主 电路原 理框 图示于 图 ２ 。其 工作 原理 为：三 相 ３ ０ 交 流 电经过整 流滤 波 电路 后 ，得 ８Ｖ
５ ２卷
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Ｖｏ．２ Ｓ ｅ ｉｌ １ ｐ ｃａ ５ ２
Ｓ ｐ ２０ ｅ １１
２ １ 年 ９月 ０ １
Ｓ ＩＢＵ Ｌ ＮＧ ＯＦＣ ＮＡ Ｈ Ｐ Ｉ ＤＩ ＨＩ
文 章 编 号 ： １０ －８２２ １）２０ ２ ・８ ００４ ８ （０ Ｓ —５ ７０ １
在正交试验评价的基础上，选取新型电源控制柜，在Ｓ ３．油田现场应用一年，实现了安全连续稳定运行， Ｚ ６１
节 电效果明显 ，罐 内油水 界面整齐和脱 出水质清。 电脱水新技术 显现出 良 的应用前景，并值 得进一步向 好
智 能化方 向推进 。
关 键 词： 电脱水；注聚采出液；复杂乳化液；矩形波；脉冲；海上油田