用于海底应用的高流量静电分离器制造技术

本发明专利技术提供了一种从油水流入物中分离水的设备和方法。所述设备包括分离容器(10)，所述分离容器具有入口(15)、在其上端(25)处的集油部分(20)和在其下端(35)处的集水部分(30)。多个高电压管(40)位于所述集油部分(20)内，每个高电压管包含电极(45)。这些高电压管(40)长度交错并且由穿孔板(100)保持在适当位置。所述油水流入物流过所述容器(10)的所述入口(15)进入所述高电压管(40)，其中所述油水流入物受到静电场的作用。所述静电场导致所述流入物中的水滴聚结并形成水流出物，所述水流出物向下流入所述容器(10)的所述集水部分(30)中。剩余的脱水油流向上流到上出口端(25)。所述分离容器(10)的所述集油部分(20)可以垂直或成角度地取向。

High flow electrostatic separator for seabed applications

The invention provides a device and a method for separating water from oil and water inflow. The equipment includes a separation container (10), which has an inlet (15), an oil collecting part (20) at the upper end (25) and a water collecting portion (30) at the lower end (35). A plurality of high voltage tubes (40) are located in the oil collecting part (20), and each high voltage tube comprises an electrode (45). These high voltage tubes (40) are staggered and are kept in place by perforated plates (100). The oil water flows into the flow through the inlet (15) of the container (10) and enters the high voltage pipe (40), wherein the oil water influx is subjected to electrostatic field action. The electrostatic field causes the water droplets in the inflow to coalesce and form a flow out of the water, which flows down into the water collecting part (30) of the container (10). The remaining dehydrated oil flows upstream to the upper outlet (25). The oil collecting part (20) of the separating container (10) can be vertically or angularly oriented.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于海底应用的高流量静电分离器
本专利技术涉及混合物的不混溶组分的静电聚结领域，并且特定地说，涉及水从水油混合物中的分离。
技术介绍
世界上最有用的能源之一是来源于地下地层的原油。当原油到达地面时，其通常以水油混合物的形式存在。也就是说，原油总是具有相关联的水，在将油组分有效地提炼成有用的商业上可接受的产品之前，必须先分离出相关联的水。提高油/水分离效率的常用技术是使用聚结法—这是一种将较小的水滴一起结合成更容易与混合物分离的较大水滴的技术。随着水滴尺寸的增加，重力分离的动力学得到改善。增加水滴聚结的一种方法是使混合物受到电场的作用。油是非极性流体，充当电介质，而水滴是有极性的，在受到电场作用时聚结。通常通过在电极之间建立电场并使水包油混合物通过电场来实行聚结。由于水是稍微有极性的，所以水滴会被电场极化。极化的液滴彼此吸引并移动并彼此聚结。较大的液滴往往在混合物内被向下吸引，而从其中移除部分水的油往往在混合物内被向上吸引。然而，大多数传统的油水分离器被设计成处理低速进料流。因此，它们只能处理少量进料，并且它们将混合的油水流分离成水流出物和脱水油的总体能力是有限的。需要一种分离容器，其可以处理更大量的混合油水流并且将其有效地分离成水流出物流和脱水油流，同时使碎屑量最小化，减少携带到脱水油的固体的量，并处理来自进料流的水柱。
技术实现思路
本专利技术提出了一种从油水流入物中分离水的设备。所述设备包括分离容器，所述分离容器具有入口、在其上端的集油部分和在其下端的集水部分。多个高电压管位于集油部分内，每个高电压管包含电极。所述高电压管长度交错并且由穿孔板保持在适当位置。所述油水流入物流过容器的入口进入高电压管，在高电压管中所述油水流入物受到静电场的作用。所述静电场导致流入物中的水滴聚结，形成水流出物，所述水流出物向下流入容器的集水部分中。剩余的脱水油流向上流到上出口端。分离容器的集油部分可以相对于水平面垂直或成角度地取向，而集水部分可以相对于水平面水平或成角度地取向。本专利技术还提出了一种从油水流入物中分离水的方法。所述方法包括以下步骤：使流入物通过分离容器中的入口通到容器的集油部分中的多个高电压管，使流入物受到静电场的作用，以及使流入物中的水滴聚结以将其分离成水流出物流和脱水油流。水流出物向下流入容器的集水部分中，最终通过下出口端离开容器。脱水油向上流动并通过上出口端离开容器。本专利技术的目的是(1)改善油水分离容器的性能；(2)使碎屑量和不正常状况的发生最小化，包括但不限于可能影响分离容器性能的进料流中的水柱；(3)改善离开分离容器的水流出物和脱水油流的质量；(4)为设备提供简单的配置；和(5)使分离容器所需的空间量最小化。从下面结合附图和所附权利要求书对优选实施方案的详细描述中可以更好地理解本专利技术。附图说明现在将更详细地描述本专利技术的优选实施方案。关于以下详细描述、所附权利要求书和附图(其不按比例绘制)，将更好地理解本专利技术的其它特征、方面和优点，其中：图1是根据本专利技术的实施方案的静电分离容器的正视图。图2是根据本专利技术的实施方案的静电分离容器的视图，其示出了容器的内部、高电压管的交错长度以及将高电压管固定在适当位置的穿孔板。图3是示出根据本专利技术的实施方案的如何将高电压管中的电极分组在一起并连接到多个电力单元的横截面图。图4是示出根据本专利技术的实施方案的高电压管中的电极如何被分组在一起并连接到单个电力单元的横截面图。具体实施方式应当理解，现在要描述的本专利技术的应用不限于附图中所示的部件的构造和布置的细节。本专利技术能够具有其他实施方案并且能够以各种方式实行或执行。本文使用的措辞和术语是为了描述而不是限制的目的。由附图示出的元件由以下元件符号标注：10分离容器15入口20集油部分25上出口端30集水部分35下出口端40高电压管45电极50纵向轴线55入口凸缘配件65动量吸收板70出口凸缘配件75管道出口配件80水位85水位控制件90管入口95管出口100穿孔板105电力单元本专利技术提供了从水油混合物中分离水的系统和方法。本专利技术对于从原油中分离水特别有用。今天在地球上消耗的大量能量来源于在地下矿床中发现并通过井带到地面的原油。当原油到达地面时，其总是以水油混合物的形式存在。也就是说，通常发现原油与水相关联。为了成功和经济地运输、提炼和利用原油，将原油带到地面之后的首个要求之一是分离并适当处理含水量。参考图1，本专利技术的实施方案包括分离容器10，所述分离容器具有入口15、通向上出口端25的集油部分20和通向下出口端35的集水部分30。具有交错长度的多个高电压管40位于集油部分20中，每个高电压管40包含电极45。高电压管40由导电材料制成，使得在每个电极45和高电压管40的壁之间建立静电场。在图1中被标注为“进料”的油水流入物流过入口15并流向高电压管40。当油水流入物遇到静电场时，流入物中的水滴聚结并落入分离容器10的集水部分30中，而脱水油流到上出口端25。分离容器10提供了用于使来自高电压管40的分离出的水流出物向下流动以及使脱水油向上流动的通道。分离容器10的集油部分20相对于直径是细长的，也就是说，集油部分具有从上出口端25到集水部分30的开始处测量的长度，所述长度是集油部分20的最大横截面尺寸的倍数。集油部分20的长度可以通过待处理的油的特性和所需的处理程度来确定。为了节省空间，分离容器10的集油部分20可以垂直或成角度地取向。成角度地取向集油部分还使得将油水流入物重力辅助地分离成水流出物和脱水油。集油部分20沿其纵向轴线50测量的角度可以相对于水平面在15°至90°的范围内。在图1所示的实施方案中，集油部分20呈管的形式并且以大约45°的角度倾斜。分离容器10的集水部分30可以是任何形状，包括但不限于球形、圆柱形或截头圆锥形。如图1的实施方案所示，集水部分30可以是圆柱形的，具有与集油部分20相同的横截面积，并且以与集油部分20相同的角度取向。另选地，集水部分30可以平行于水平面取向或者以与集油部分20不同的角度取向。分离容器10的集水部分30的容量可以比集油部分20的容量大。如同集油部分20的长度，集水部分30的容量可以由待处理的油的特性和所需的处理程度来确定。例如，当油水流入物的含水量相对较高时，可能需要更大的容量。油水流入物进入分离容器10所通过的入口15可以位于集水部分30上方并且位于集油部分20中的高电压管40下方。入口凸缘配件55固定到入口15的首先接收油水流入物的端部。入口凸缘配件55提供了用于将图1的系统连接到管道但不以其他方式涉及系统的性能的便利装置。油水流入物的流可以通过位于高电压管40下方的一个或多个挡板(未示出)分配。优选地平行于分离容器10的纵向轴线50取向的挡板可以是垂直的、水平的或成角度的。垂直挡板减小了雷诺数，并且因此降低了系统湍流。水平挡板减小了雷诺数和沉降距离，但增加了上面可积聚有沙的表面的数量。成角度的挡板—即在0°和90°之间取向的挡板—可以结合垂直和水平挡板的优点，提供更短的沉降距离以及增大的沙的静止角度。根据应用，动量吸收板65可以安装在分离容器10中与入口15相对，以便将油水流入物的流引向分离容器10的集油部分20内的高电压管40，以吸收油水流入物的一些动量，并且防止油水流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从油水混合物中分离水的设备，包括：分离容器(10)，其具有入口(15)、在其上端(25)处的集油部分(20)和在其下端(35)处的集水部分(30)；所述分离容器(10)的所述集油部分(20)具有多个高电压管(40)，每个高电压管(40)包含电极(45)；其中油水流入物流过所述入口(15)进入所述高电压管(40)，其中所述油水流入物受到静电场的作用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.04 US 14/959,8091.一种从油水混合物中分离水的设备，包括：分离容器(10)，其具有入口(15)、在其上端(25)处的集油部分(20)和在其下端(35)处的集水部分(30)；所述分离容器(10)的所述集油部分(20)具有多个高电压管(40)，每个高电压管(40)包含电极(45)；其中油水流入物流过所述入口(15)进入所述高电压管(40)，其中所述油水流入物受到静电场的作用。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述分离容器(10)的所述集油部分(20)相对于水平面垂直或成角度地取向。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述分离容器(10)的所述集油部分(20)具有从上出口端(25)到所述集水部分(30)的开始处测量的长度，所述长度是所述集油部分的最大的横截面尺寸的倍数。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述分离容器(10)的所述集水部分(30)相对于水平面水平或成角度地取向。5.根据权利要求1所述的设备，其中所述分离容器(10)的所述集水部分(30)的容量大于所述分离容器(10)的所述集油部分(20)的容量。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述分离容器(10)具有在所述分离容器(10)的所述集水部分(30)中彼此平行布置的多个挡板。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述分离容器(10)具有位于所述入口(15)和所述高电压管(40)之间的动量...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·S·曼德沃卡，G·W·塞姆斯，
申请(专利权)人：卡梅伦解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国,US