具有叶序衍生图案的聚结器板制造技术

提供了聚结器板、聚结器板单元和聚结器。示例性实施例提供了一种用于将不混溶流体的混合物分离的聚结器板。聚结器板包括润湿区域和非润湿区域的图案，其中，该图案至少部分地基于叶序。基于叶序。基于叶序。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有叶序衍生图案的聚结器板
优先权声明
[0001]本申请要求2020年7月29日提交的美国专利申请号16/942,127的优先权，该专利申请的全部内容通过引用结合于此。


[0002]本披露涉及聚结器板。

技术介绍

[0003]平行板聚结介质在石油和天然气行业的油水分离器容器中使用，以处理和去除采出水中的污染油，或去除石油生产产生的湿原油中的分散水。采出水含有分散在水相中的油相污染，平行板聚结器使油滴聚结和聚集，油滴聚结和聚集增加了分散油从采出水流中的分离和回收。湿原油含有分散在油相中的水相污染，平行板聚结器使水滴聚结和聚集，水滴聚结和聚集增加了分散水从湿原油中的分离和回收。聚结和聚集的油滴或水滴集中在背离采出水或湿原油流的平行板壁处。这使得油上升或水沉降，由平行板引导到水面，在水面处油可以被浓缩并与聚集的油一起撇去并去除；或者引导到水油界面，在水油界面处水与聚结水或游离水一起抽出。

技术实现思路

[0004]本文所述的实施例提供了一种用于将不混溶流体的混合物分离的聚结器板。聚结器板包括润湿区域和非润湿区域的图案，其中，该图案至少部分地基于叶序。
[0005]本文所述的另一个实施例提供一种聚结器板组件。聚结器板组件包括多个聚结器板，其中，每个聚结器板包括至少部分地基于叶序的润湿区域和非润湿区域的图案。多个聚结器板组装成叠堆体，叠堆体在每个聚结器板之间具有均匀的距离。
[0006]本文所述的另一个实施例提供了一种包括聚结器板的聚结器，其中该聚结器板包括润湿区域和非润湿区域的图案，其中，该图案至少部分地基于叶序。
附图说明
[0007]图1是用于分离分散在水中的油滴的板的示意图
[0008]图2是圆柱形表面、比如树干上的叶序图案(h＝+1)的绘图
[0009]图3是投影在平面表面上的叶序图案的绘图。
[0010]图4A和图4B是示出了手性(handedness)对具有螺旋叶序方向的图案的影响的绘图。
[0011]图5是描绘第二叶序图案的节点的描绘图。
[0012]图6A、图6B和图6C是具有变化的节点面积密度且h＝
‑
1的节点图案的绘图。
[0013]图7是形状为方形或矩形且h＝
‑
1的节点的绘图。
[0014]图8A是具有凹陷轮廓的节点的聚结器板的截面。
[0015]图8B是具有凹入轮廓的节点的聚结器板的截面。
[0016]图9是基于图3中的节点图案的平面表面上密排布置的重叠突起的绘图。
[0017]图10A和图10B是非重叠突起的稀疏阵列的绘图。
[0018]图11是基于图5的图案、布置在平面表面上的凸块状突起的绘图。
[0019]图12是聚结器板上h＝
‑
1的线的图案的绘图。
[0020]图13是聚结器板上h＝
‑
1且具有减小的C值的线的图案的绘图。
[0021]图14A和图14B分别是突出线和凹入线的绘图。
[0022]图15A和图15B是具有不同C值的交替润湿/非润湿图案。
[0023]图16是具有波纹的聚结器板的绘图，波纹具有基于叶序图案的交替的润湿表面和非润湿表面。
[0024]图17是波纹板的堆叠布置的绘图。
[0025]图18A和图18B是波纹状聚结器板的轮廓的绘图。
[0026]图19是聚结器的截面视图，示出了用于将夹带油滴与水连续相分离的聚结器板的横流布置。
[0027]图20是聚结器的截面视图，示出了在每个方形截面模块中具有多个板的聚结器板模块。
[0028]图21是聚结器板模块的3
×
3布置的截面视图，其中油流动方向由箭头指示。
[0029]图22是安装在聚结器板模块前面的晶格板的前视图。
[0030]图23是具有用于聚结油滴的聚结器板模块的水油分离器或聚结器的示意图。
[0031]图24是用于测试测试板上的图案的测试单元的绘图。
[0032]图25A和图25B是倾斜、平坦的非润湿板上的油滴轨迹的绘图，示出了图案化板上与未图案化板上的液滴轨迹偏差。
[0033]图26A、图26B、图26C和图26D是来自实验的图像序列，示出了在具有被非润湿区域包围的润湿节点的叶序图案的图案化板上观察的液滴运动。
具体实施方式
[0034]本文描述的实施例涉及在平行板聚结器、聚结板组和聚结板组件的聚结介质中使用的聚结器板的设计。实施例包括聚结板，聚结板用于聚结和聚集分散在不混溶材料的连续相中的液滴，例如，在连续水相中输送的分散油滴，或者在连续油相中输送的水滴。
[0035]聚结板是平板或波纹板，具有由交替的非润湿区域和润湿区域形成的节点或线图案。如本文所用，非润湿和润湿是相对于夹带液滴的相而定义的。例如，对于水连续相中夹带的油滴，润湿区域是亲油的而非润湿区域是疏油的。类似地，对于油连续相中夹带的水滴，润湿区域是亲水的而非润湿区域是疏水的。本文使用的图案由叶序描述，比如由斐波那契(Fibonacci)数列定义的螺旋图案叶序。可以使用基于叶序的其他图案，包括卢卡斯(Lucas)螺旋、反常(anomalous)螺旋、二对(bijugate)、多对(multijugate)、三个一群(tricussate)或轮生(whorled)图案。该图案增强了来自不相容相的液滴的聚结，从而改善了分离。在各种实施例中，带图案的聚结板组装在平行板聚结器中，平行板聚结器放置在分离器容器或聚结器内，用于从采出水或湿原油流中分离污染油或水。
[0036]叶序是对自然界中存在的植物茎上叶子或花朵的排列或图案的研究。对于叶子，
图案的演变是为了确保每片叶子都能在叶芽基部获得最大量的直射阳光和降水，而不会受到其他叶子或分枝的明显直接阻碍或重叠。在本文所述的实施例中，用于聚结器板的图案基于叶序以提高液
‑
液聚结器板的效率。该图案使得板上聚结的液滴或膜沿非线性方向移动，这与如果板没有纹理时会发生的情况不同。当板平行地排列在多个板的组件中且板之间均匀分离时，图案通过减少沉降或下降或沉积或上升或乳化的距离来增强分散液滴相的聚结。
[0037]该图案在沉降或上升过程中引导聚结液滴，通过增加对经过的液滴的捕获和收集来增强聚结。该图案还提供了引导聚结液体的手段，因为每个连续的节点等级在轴向和横向方向上偏移。如本文所用，节点是板上的位置或表面上两个相交的凹槽或波纹或条或线之间的接合处，具有不同程度的分散相润湿性。
[0038]在一些实施例中，该图案具有在相继节点等级之间没有重叠的自然排列。该特性被用于聚结器板的纹理设计或图案，以促进聚结器板上聚结相(比如油或水)的侧向输送或运动的偏差，从而与板是平坦的且没有纹理的情况相比，更快地引导聚结并促进油朝向聚结器板的顶部边缘或水朝向底部边缘聚集。
[0039]聚结板被组装成板组组件中的平行板，该组件放置在聚结器或多相分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将不混溶流体的混合物分离的聚结器板，该聚结器板包括润湿区域和非润湿区域的图案，其中，该图案至少部分地基于叶序。2.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案是至少部分地基于斐波那契序列的螺旋。3.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案根据黄金比例布置成螺旋。4.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案中连续节点之间的角度为约137.5
°
。5.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案包括圆形、方形、矩形、菱形、平行四边形或三角形或其任意组合的节点。6.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案是卢卡斯螺旋、反常螺旋、二对、多对、三个一群或轮生图案。7.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案包括突起。8.如权利要求7所述的聚结器板，其中，这些突起包括基本上垂直于流体流的表面。9.如权利要求7所述的聚结器板，其中，这些突起是重叠的。10.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案包括凹部。11.如权利要求10所述的聚结器板，其中，这些凹部包括基本上垂直于流体流的表面。12.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案形成在该聚结器板的底表面中，以将油滴与水连续相分离。13.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案形成在该聚结器板的顶表面中，以将水滴与油连续相分离。14.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案形成在该聚结器板的顶表面中，以将水滴与气体连续相分离。15.如权利要求1所述的聚结器板，其中，该图案包括线。16.如权利要求15所述的聚结器板，其中，这些线是凸起的。17.如权利要求15所述的聚结器...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥兰雷瓦尤，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：