静电聚结模块及其制作方法、三相分离器技术

本发明专利技术提供了一种静电聚结模块及其制作方法、三相分离器，涉及原油油水分离技术领域，解决现有静电聚结组件接线难、可靠性低，难以发挥电场协同破乳作用在提高油水分离效率、降低能耗等方面的优势的问题。该静电聚结模块包括金属连接框架及设置在金属连接框架内的组合式绝缘电极板模块和金属电极板，组合式绝缘电极板模块包括至少两块绝缘电极板并通过金属连接框架相连，绝缘电极板与金属电极板间隔交替竖向平行安装且两者间形成流道。高压接线从外部电源接入并通过组合式绝缘电极板模块上的接线管与其内部金属板连接，金属电极板作接地极，油水乳化液从流道中流过时乳化液中的分散相水颗粒能在绝缘电极板和金属电极板产生的电场作用下聚结。生的电场作用下聚结。生的电场作用下聚结。

【技术实现步骤摘要】
静电聚结模块及其制作方法、三相分离器


[0001]本专利技术涉及原油油水分离
，尤其是涉及一种静电聚结模块及其制作方法、三相分离器。

技术介绍

[0002]随着世界上大部分油田进入开采中后期，二次、三次强化采油(EOR)技术的应用日益普遍，原油劣质化程度逐渐加剧，油井采出液中含水量高、油水乳化程度严重、导电性增强，不得不通过提高处理温度、增大加药量、增加处理设备数量、延长处理时间等措施，满足原油脱水达标要求，但由此导致原油开采成本大幅增加。三相分离器是油气集输领域广泛使用的油气水多相分离处理设备，在众多提高三相分离器处理性能的方法中，应用内置电场破乳一体化协同作用是一种较为普遍和有效的方式。电场破乳也称静电聚结，旨在通过对油水乳化液施加电场而使其中的分散相水颗粒聚结长大，进而大幅提升分散相水颗粒在连续油相中的重力沉降速度，降低三相分离器出油口原油的含水率，如果三相分离器出油口原油的含水率能够降低到一个合理程度，显然可以缩短后续处理工艺流程，减少无效加热能耗和破乳剂用量，节约运行成本，提高经济效益。
[0003]美国专利US7749459中介绍了一种用于提高三相分离器原油脱水效率的静电聚结组件，该组件由若干静电聚结模块组成，安装在三相分离器内部上游侧靠近整流段处。静电聚结模块带有数十个平行密布的管式流道，在每个管式流道两侧安装有平行板状电极，分别连接高压电源的高压极和接地极，以便在两平行板之间形成高压电场，整个模块采用绝缘材料封装。中国专利CN203668316U中介绍了一种矩形流道结构形式的静电聚结组件，组件包括内置升压变压器、常规工业用电接入管和平行板状电极组件，电极组件包括绝缘电极板和裸露金属电极板，整个模块由绝缘材料封装。上述两个专利涉及的静电聚结模块存在着制造工艺复杂、原油中固体杂质易沉积堵塞流道、不方便聚结长大的分散相水颗粒及时往下沉降等缺点。美国专利US9039884B2中介绍了一种可安装于容器或管道内的静电聚结组件，该组件由多块绝缘电极板组成，每个绝缘电极板以金属板为基体，外部采用绝缘材料包覆而制成。每块绝缘电极板上均包含有升压变压器，其高压输出端与绝缘电极内的金属板连接。外部常规工业用电接入升压变压器后进行升压。虽然该专利中静电聚结模块加工制造相对简单，能够避免原油中固体杂质沉积堵塞流道，但是由于在容器内部安装绝缘电极板数量较多，导致接线复杂、安装困难、内置变压器出现故障时无法及时维修和更换。
[0004]总之，目前油气水三相分离器内部所采用的静电聚结组件普遍存在制造工艺复杂、安装接线困难、可靠性低、可维护性差等缺点，难以发挥电场协同破乳作用在提高油水分离效率、降低能耗、减少破乳剂用量等方面的优势，严重阻碍了其在油田现场的大规模推广应用。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种静电聚结模块及其制作方法、三相分离器，
以解决现有技术中的油气水三相分离器内部所采用的静电聚结组件安装接线困难、可靠性低，难以发挥电场协同破乳作用在提高油水分离效率、降低能耗、减少破乳剂用量等方面的优势的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供了一种静电聚结模块，包括金属连接框架以及设置在所述金属连接框架内的组合式绝缘电极板模块和金属电极板，其中：所述组合式绝缘电极板模块包括至少两块绝缘电极板，相邻的两块所述绝缘电极板之间安装有一所述金属电极板，各个所述绝缘电极板之间通过绝缘电极板连接框架相连，每个所述绝缘电极板内部设置有金属板，所述绝缘电极板连接框架内部设置有接线，所述接线能将各个所述绝缘电极板内部的所述金属板连接导通，所述绝缘电极板与所述金属电极板之间形成有流道，当油水乳化液从所述流道中流过时，油水乳化液中的分散相水颗粒能在所述绝缘电极板和所述金属电极板间产生的电场作用下聚结。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述金属连接框架上焊接有电极卡板，所述电极卡板采用不锈钢材质制成且所述电极卡板上设置有用于安装所述绝缘电极板的第一定位槽组和用于安装所述金属电极板的第二定位槽组。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述金属连接框架由不锈钢型材焊接而成，包括底部边框、侧部边框、固定板和所述电极卡板，所述底部边框连接在两个相对设置的所述侧部边框之间，所述固定板连接于两个所述侧部边框的上部，所述电极卡板固定设置在所述底部边框与所述固定板之间的两个所述侧部边框上。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述金属电极板采用不锈钢材料，所述绝缘电极板连接框架采用环氧树脂材料，所述绝缘电极板内部的所述金属板为铝质材质且所述金属板外部、所述绝缘电极板外部与所述绝缘电极板连接框架外部均包覆有环氧树脂材料。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述绝缘电极板的角端设置有绝缘凸起，所述绝缘凸起外侧设置有铝质接板，所述铝质接板上开设有连接孔，所有的所述铝质接板通过所述接线连接，所述接线的接头固定在所述铝质接板的连接孔上。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述接线采用耐高压线。
[0012]一种三相分离器，包括罐体和设置在所述罐体内部的静电聚结模块，其中，所述静电聚结模块为上述的静电聚结模块。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述罐体内焊接有用于安装所述静电聚结模块的支撑框架，所述静电聚结模块的所述金属连接框架通过所述支撑框架与所述三相分离器的罐体相连，所述三相分离器上的集线管与所述罐体相连并接地，所述静电聚结模块上的接线通过所述集线管与放置于所述三相分离器外部的交流电源的一输出端相连，交流电源的另一输出端接地。
[0014]一种静电聚结模块的制作方法，包括以下步骤：
[0015]步骤S1、使用铝板加工所述绝缘电极板内部的金属板以及与所述绝缘电极板端部相连的铝质接板；
[0016]步骤S2、制作浇注单个所述绝缘电极板的模具，所述模具为对称型板状腔体结构且内部经过表面光滑处理；
[0017]步骤S3、模具内均匀喷洒脱模剂，将步骤S1中加工好的铝板打磨毛刺和表面氧化膜后，平放在所述模具内的垫块上以使铝板与模具内壁之间留有间隙；
[0018]步骤S4、将环氧树脂、固化剂和改性剂充分混合后放入真空罐内混合，对充分混合后的环氧树脂物料体系依次进行预脱气处理和二次脱气处理；
[0019]步骤S5、将模具放置在真空浇注室内，启动抽真空装置，对浇注室抽真空至预设气压值时，升高温度以便将真空浇注室内的气体全部排尽；开启真空罐上的浇注阀，将经过两次脱气的环氧树脂材料输送至真空浇注室内，并保持浇注温度为60℃，浇注结束后关闭浇注阀，继续将模具在真空浇注室内静置，以保证物料充分渗透，然后调节真空浇注室的压力至常压，取出浇注模具，放入固化炉内进行预固化和终固化；
[0020]步骤S6、从固化炉内取出浇注模具，自然冷却至室温，然后打开模具，取出绝缘电极板进行表面处理，切除多余的环氧树脂，在绝缘电极板的绝缘凸起处露出的铝质接板上开设连接孔，对绝缘凸起和铝质接板进行打磨处理；
[0021]步骤S7、加工电极卡板本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种静电聚结模块，其特征在于，包括金属连接框架以及设置在所述金属连接框架内的组合式绝缘电极板模块和金属电极板，其中：所述组合式绝缘电极板模块包括至少两块绝缘电极板，相邻的两块所述绝缘电极板之间安装有一所述金属电极板，各个所述绝缘电极板之间通过绝缘电极板连接框架相连，每个所述绝缘电极板内部设置有金属板，所述绝缘电极板连接框架内部设置有接线，所述接线能将各个所述绝缘电极板内部的金属板连接导通，所述绝缘电极板与所述金属电极板之间形成有流道，当油水乳化液从所述流道中流过时，油水乳化液中的分散相水颗粒能在所述绝缘电极板和所述金属电极板间产生的电场作用下聚结。2.根据权利要求1所述的静电聚结模块，其特征在于，所述金属连接框架上焊接有电极卡板，所述电极卡板采用不锈钢材质制成且所述电极卡板上设置有用于安装所述绝缘电极板的第一定位槽组和用于安装所述金属电极板的第二定位槽组。3.根据权利要求2所述的静电聚结模块，其特征在于，所述金属连接框架由不锈钢型材焊接而成，包括底部边框、侧部边框、固定板和所述电极卡板，所述底部边框连接在两个相对设置的所述侧部边框之间，所述固定板连接于两个所述侧部边框的上部，所述电极卡板固定设置在所述底部边框与所述固定板之间的两个所述侧部边框上。4.根据权利要求1所述的静电聚结模块，其特征在于，所述金属电极板采用不锈钢材料，所述绝缘电极板连接框架采用环氧树脂材料，所述绝缘电极板内部的所述金属板为铝质材质且所述金属板外部、所述绝缘电极板外部与所述绝缘电极板连接框架外部均包覆有环氧树脂材料。5.根据权利要求1所述的静电聚结模块，其特征在于，所述绝缘电极板的角端设置有绝缘凸起，所述绝缘凸起外侧设置有铝质接板，所述铝质接板上开设有连接孔，所有的所述铝质接板通过所述接线连接，所述接线的接头固定在所述铝质接板的连接孔上。6.根据权利要求5所述的静电聚结模块，其特征在于，所述接线采用耐高压线。7.一种三相分离器，其特征在于，包括罐体和设置在所述罐体内部的静电聚结模块，其中，所述静电聚结模块为权利要求1～6任一项所述的静电聚结模块。8.根据权利要求7所述的三相分离器，其特征在于，所述罐体内焊接有用于安装所述静电聚结模块的支撑框架，所述静电聚结模块的所述金属连接框架通过所述支撑框架与所述三相分离器的罐体相连，所述三相分离器上的集线管与所述罐体相连并接地，所述静电聚结模块上的接线通过所述集线管与放置于所述三相分离器外部的交流电源的一输出端相连，交流电源的另一输出端接地。9.一种静电聚结模块的制作方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宝生，陈家庆，石熠，安申法，栾智勇，胡建龙，黄松涛，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：