原油脱水装置脉冲式高频电源制造方法及图纸

原油脱水装置脉冲式高频电源，主要由整流调压电路、控制电路、驱动电路和功放电路组成，可在脱水罐的电极间形成断续的高频高压电场，对乳化液中的水粒有强烈的破乳作用和高效的聚结能力，既大大提高了脱水效率，又可节省大量化学破乳剂和７０％以上的电能，且对含水率不稳定、高含盐、含腊、高粘度的不同油质都能适用。应用于现有脱水装置的改造简单方便，不用改动庞大的脱水罐及其系统，只需更换原装置的电源部分即可。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本技术涉及油田采油工艺中的原油脱水装置。从油井采出的原油，都含有部分水、盐类和杂质，特别是采用向地下注水的开采方式，使开采出的原油含水率不断增高，多者达85％以上，这些含水原油从油井到采油设备，经过漫长的多种管线和一道道阀门、泵卡的搅扰，除部分游离水外，一般会程度不同地出现水包油(油分子团被水分子团包围)，或油包水或油包水中的水包油等混合结构，这种结构称为乳化结构，其比重非油非水，用沉降方式无法使油水分离，对此，采油厂一般采用热、化学及种种结构型的沉降罐，可以脱去大量水分，但是对悬浮在原油中小于0.1-100μm的微小水粒则仍无法脱掉，特别是含盐水点，在油包水的界面分子间，形成一种Zeta电位(乳化越细，分子间的距离越短，Zeta电位越高，越不易破乳脱水)，它能稳定的悬浮于原油中，很难沉降，这样就使原油中具有一定的含水率。而对于外输或贮运的商品原油要求有一定的含水标准，所以采油工艺中一般要求原油含水为0.5％以下，而且排放的污水中含油要求在500ppm以下。目前国内、外的原油脱水工艺多采用综合方式，除少数用振动、旋流、重力等结构型脱水方式外，大都用热、化学、电场方式进行脱水，由于加热脱水危险性大，只能在一定范围进行。化学剂破乳适合于高含水阶段，对低含水原油都采用电场脱水，这种电脱水装置其实是一卧式密封罐，里面设置二～六层网状电极，通过绝缘套管和外面直流电源相连，以使电极间形成电场，乳化液从下部注入，逐渐上升到电场区，原油中水粒被极化，成为电偶极子，利用偶极子的相互作用力，使其相互靠拢，合并或吸附于电极板上，最后凝结下沉，达到脱水的目的。这种电脱水器在我国普及率几乎是100％，所加电压为50HZ交流或直流高压，其优点是极限脱水率高，能达到原油含水标准，但还存在着很大缺陷首先是受临界电场强度的限制。若电极间所加电场强度高于临界强度值就会形成水链击穿，造成电极间类似金属性短路的打火放电现象，这样不但容易损坏设备，还造成电能的巨大浪费。另外水链击穿是由于电极间大、小水粒在电场力的作用下被拉长，而形成的导电链所致。放电的结果，必然使那些原来的水粒变成更加细小的水颗粒，造成水颗粒的再分散效应，形成新的乳化过程。因此，这种脱水器的效率不能进一步提高，特别是对于含水不稳定的场合，容易造成脱水不合格和电场破坏的恶性循环。其次是脱水器排放的污水不清(含油率高)。因为直流电场(或直流脉冲电场)对油包水颗粒，没有破乳作用，它只能使大部分水粒聚拢或吸附于电极板上，然后下沉，所以这些下沉的污水中仍带有原油成分。所以现行电脱水工艺中的电脱水器存在有脱水效率低，耗费电能大，容易造成脱水不合格，污水含油率较高，耗电大，设备事故高等缺陷。本技术的目的是为原油脱水装置提供一种脉冲式高频电源，使脱水罐内电极板间形成间歇的高频高压电场，以此大大提高破乳效果和脱水效率。本技术所提供的原油脱水装置脉冲式高频电源，主要由整流调压电路1、控制电路2、功放电路3、驱动电路4组成，其技术方案为整流调压电路1的1、2和7、8端口分别接220V交流电源，4端接直流9V电源，端口5和6分别与功放电路4的端口5和6相连，以提供恒定的直流主电压，同时端口5还与控制电路2的端口9相连接，端口3与控制电路2的端口10相接，以接收电压反馈信号，实现调压和保护的目的；控制电路2的端口4、5、6、7分别接入驱动电路3的1、2、3、4端口，用以传输调制脉冲高频信号f1；端口8与驱动电路3的端口18相连，以传输重复频率信号f2；端口3与驱动电路3的端口5连接，用来接收过流信号，以实现过流保护的目的；端口2接脱水罐入口处的流量计，端口1接脱水罐内的含水量检测仪，以提取模拟信号；功放电路3的7和9端口接入脱水罐中的电极上，用来传输高压高频脉冲信号；端口8与脱水罐外壳相连接；驱动电路4通过端口7、10、13和16将4路脉冲高频信号分别送入功放电路1、2、3、4端。其中整流调压电路1，主要由同步脉冲电路①、整形电路②、调相电阻③、比例积分调节电路④及桥式整流电路⑤组成，同步脉冲电路①提供的脉冲信号经整形、调相后送入桥式整流电路⑤整流，然后在二极管D7、D8的正极通过直流主电压输出端口6输出负电位，在可控硅SCR1、SCR2的阴极通过另一直流主电压输出口5输出正电位；比例积分电路④的电压反馈端口3将接收的反馈电压信号与给定值逐级比较放大后，送入调相电路③中IC1的5脚，通过调整可控硅导通角来实现电路的调压功能，最后通过端口6和5输出直流主电压。控制电路2主要由分压器①、模数转换电路I②、振荡器③、译码电路I④、译码电路II⑤、过流保护电路⑥、分相电路⑦、模数转换电路II⑧和手动开关K组成，分压器①的端口9将整流调压电路5端输出的直流电压信号经分压后，由端口10输出；模数转换电路②将端口1接收到的含水量模拟信号经运算放大，给出一开关信号送入译码电路I④中以选择不同宽度的调制脉冲；振荡器③产生的信号经译码电路I④中的计数器IC3分频后形成高频信号f1，由IC3的第4脚分两路输出，一路通过分相电路⑦产生的相位驱动脉冲，由端口4、5、6、7输出；另一路经译码电路I④选择每组脉冲周期数，产生调制脉冲信号，再送入译码器II⑤中经重复分频、译码后产生可调整的重复脉冲信号f2，由端口8输出，f2的值随着端口2接收流量计采样信号的改变而自动调整改变；过流保护电路⑥由二级门控电路M30、M31组成，用来控制分相电路⑦中译码器M26、M27、M28、M29的开启与关闭。功放电路4主要由逆变桥和升压变压器B3组成，功率模块VT1、VT2、VT3和VT4构成逆变桥的4个臂，VT1、VT4和VT2、VT3的栅极分别受由端口1、4和2、3接收到的驱动电路3端口7、16和10、13输出的脉冲高频信号f1控制轮流导通，使B3得到完整的高频信号波形，经升压后，经变压器B3的次级端子直接和脱水罐的电极极板相连接，从而在原油脱水罐中形成脉冲高频电场。驱动电路3主要由4个结构相同的驱动电路①、②、③、④和1个启动电路⑤组成，每一个驱动电路都由一个专用驱动集成电路IC23或IC24或IC25或IC26及相同外围电路构成，启动电路⑤主要由IC21、IC22、M44和R69、C27构成，驱动电路①、②、③、④分别通过端口1、2、3、4从控制电路2中接收4个调制脉冲高频信号f1，然后从端口7、10、13、16直送入功率放大电路4中，使其中的逆变桥臂协调地的导通和截止；当功放电路4中任一逆变桥臂出现负载过流时，相应的专用驱动集成电路便输出一个信号，使该逆变桥臂关闭；如果连续出现4次过流现象，驱动电路4就通过端口5向控制电路2的端口3送入一个过流信号，使控制电路的M26、M27、M28和M29全部关闭，功放电路4停止工作，达到过流保护的目的；当端口18从控制电路端口8连续接到8个重复频率信号f2时，启动电路⑤便发出信号，使专用驱动电路又重新驱动功放电路4的逆变桥开始工作。用本技术改进现行脱水装置，可以和含二至六层电极结构的脱水罐联接。与现有技术相比，本技术具有如下显著优点1、由于采用调节电场频率，空度时间和调制宽度的方法提供了一个脉冲高频电场，具有较强的破乳效果，使脱出的污水中含油量成倍的减少，可大大提高本文档来自技高网...

【技术保护点】
原油脱水装置脉冲式高频电源，主要由整流调压电路１、控制电路２、功放电路３、驱动电路４组成，其特征在于：整流调压电路１的１、２和７、８端口分别接２２０Ｖ交流电源，４端接直流９Ｖ电源，端口５和６分别与功放电路４的５和６端口相连，以提供恒定的直流主电压，同时端口５还与控制电路２的端口９相连接；端口３与控制电路２的端口１０相接，以接收电压反馈信号，实现调压和保护的目的；控制电路２的端口４、５、６、７分别接入驱动电路３的１、２、３、４端口，用以传输调制脉冲高频信号ｆ１；端口８与驱动电路３的端口１８相连，以传输重复频率信号ｆ２；端口３与驱动电路３的端口５连接，用来接收过流信号，以实现过流保护的目的；端口２接脱水罐入口处的流量计，端口１接脱水罐内的含水量检测仪，以提取模拟信号；功放电路３的７和９端口接入脱水罐中的电极上，用来传输高压高频脉冲信号ｆ１；端口８与脱水罐外壳相连接；驱动电路４通过端口７、１０、１３和１６将４路脉冲高频信号分别送入功放电路４的１、２、３、４端。２、依照权利要求１所述的原油脱水装置脉冲式高频电源，其特征在于所说的整流调压电路１，主要由同步脉冲电路①、整形电路②、调相电路③、比例积分调节电路④及桥式整流电路⑤组成，同步脉冲电路①提供的脉冲信号经整形、调相后送入桥式整流电路⑤整流，然后在二极管Ｄ７、Ｄ８的正极通过直流主电压输出端口６输出负电位，在可控硅ＳＣＲ１、ＳＣＲ２的阴极通过另一直流主电压输出口５输出正电位；比例积分调节电路的电压反馈端口３将接收的反馈电压信号与给定值逐级比较运算并放大后，送入调相电路③中ＩＣ１的５脚，通过调整可控硅的导通角来实现电路的调压功能，最后通过端口６和５输出直流主电压。...

【技术特征摘要】
1.原油脱水装置脉冲式高频电源，主要由整流调压电路1、控制电路2、功放电路3、驱动电路4组成，其特征在于整流调压电路1的1、2和7、8端口分别接220V交流电源，4端接直流9V电源，端口5和6分别与功放电路4的5和6端口相连，以提供恒定的直流主电压，同时端口5还与控制电路2的端口9相连接；端口3与控制电路2的端口10相接，以接收电压反馈信号，实现调压和保护的目的；控制电路2的端口4、5、6、7分别接入驱动电路3的1、2、3、4端口，用以传输调制脉冲高频信号f1；端口8与驱动电路3的端口18相连，以传输重复频率信号f2；端口3与驱动电路3的端口5连接，用来接收过流信号，以实现过流保护的目的；端口2接脱水罐入口处的流量计，端口1接脱水罐内的含水量检测仪，以提取模拟信号；功放电路3的7和9端口接入脱水罐中的电极上，用来传输高压高频脉冲信号f1；端口8与脱水罐外壳相连接；驱动电路4通过端口7、10、13和16将4路脉冲高频信号分别送入功放电路4的1、2、3、4端。2.依照权利要求1所述的原油脱水装置脉冲式高频电源，其特征在于所说的整流调压电路1，主要由同步脉冲电路①、整形电路②、调相电路③、比例积分调节电路④及桥式整流电路⑤组成，同步脉冲电路①提供的脉冲信号经整形、调相后送入桥式整流电路⑤整流，然后在二极管D7、D8的正极通过直流主电压输出端口6输出负电位，在可控硅SCR1、SCR2的阴极通过另一直流主电压输出口5输出正电位；比例积分调节电路的电压反馈端口3将接收的反馈电压信号与给定值逐级比较运算并放大后，送入调相电路③中IC1的5脚，通过调整可控硅的导通角来实现电路的调压功能，最后通过端口6和5输出直流主电压。3.依照权利要求1所述的原油脱水装置脉冲式高频电源，其特征在于所说的控制电路2主要由分压器①、模数转换电路I②、振荡器③、译码电路I④、译码电路II⑤、过流保护电路⑥、分相电路⑦、模数转换电路II⑧和手动开关K组成，分压器①的端口9将整流调压电路5端输出的直流电压信号经分压后，由端口10输出；模数转换电路②将端口1接收到的模...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿连瑞，
申请(专利权)人：耿连瑞，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]