• 概述

目前，油田的絕大部分原油都是以油水乳化液的形式開采出的，尤其是三次采油中化學(xué)方法的使用，使原油破乳脫水的難度越來越大。重力分離，電脫水，添加破乳劑等常規(guī)工藝的脫水效果并不理想。

國內(nèi)外研究表明，超聲波破乳是有效的強(qiáng)化原油脫水的方法，超聲波破乳是基于超聲波作用于性質(zhì)不同的流體介質(zhì)產(chǎn)生的位移效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的。由于位移效應(yīng)的存在，乳狀液中的小水分子團(tuán)將不斷的向波腹和波節(jié)移動(dòng)和聚積并發(fā)生碰撞，逐漸聚積形成直徑較大的水珠。因密度的差異，并在重力的作用下與油分離。在駐波場中，由于聲壓分布的不均勻性而導(dǎo)致分子團(tuán)分布不均勻，從而更有利于原油中小水分子團(tuán)的碰撞、凝聚，達(dá)到破乳脫水的目的。

• 脫水原理

超聲波具有機(jī)械振動(dòng)、空化及熱作用。超聲波脫水主要是利用超聲波機(jī)械振動(dòng)作用和熱作用。

• 機(jī)械振動(dòng)的作用促使分子團(tuán)凝聚，當(dāng)超聲波作用于原油時(shí)造成懸浮的水分子團(tuán)與原油介質(zhì)一起振動(dòng)，由于大小不同的水分子團(tuán)具有不同的相對振動(dòng)速度，水分子團(tuán)將相互碰撞、聚積，使其小分子團(tuán)逐漸形成大分子團(tuán)和水珠，后沉降分離。
• 機(jī)械作用可使原油中的石蠟、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等天然乳化劑分散均勻，增加其溶解度，降低油水界面膜的機(jī)械強(qiáng)度，有利于水的沉降分離。
• 熱作用可降低油水界面膜強(qiáng)度和原油的粘度。一方面邊界摩擦使油、水分界處溫度升高，有利于界面膜的破裂，另一方面原油吸收部分聲能轉(zhuǎn)化成熱能可降低原油的粘度，有利于水團(tuán)的油水重力沉降分離。

• 超聲波脫水實(shí)驗(yàn)裝置及配置

裝置只要由超聲波發(fā)生器、超聲波實(shí)驗(yàn)頭、原油脫水實(shí)驗(yàn)筒、超級恒溫水浴、超聲波頻率監(jiān)測器、超聲波強(qiáng)度調(diào)節(jié)器、微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)等幾部分組成。

• 主要技術(shù)參數(shù)

1．電源：AC220V    50Hz

2．超聲波頻率：20～30KHz（28KHz為超聲波強(qiáng)度大化）

3．工作方式：脈沖   占空比 1：1

4．超聲波輻照時(shí)間：5～30min（可設(shè)定）

• 實(shí)驗(yàn)過程與結(jié)果

將裝有稠油的實(shí)驗(yàn)筒放入超聲波水浴中進(jìn)行處理，在處理過程中即有水脫出。處理發(fā)現(xiàn)，超聲波處理過程中，水滴呈大液滴狀分散于油中，隨著時(shí)間的增長，分散于油中的大水滴逐漸向試管底部沉降，實(shí)現(xiàn)油水分離。稠油脫水經(jīng)超聲波處理結(jié)束后試管底部脫出的水比較渾濁，沉降一段時(shí)間后脫出的水將逐漸澄清。

• 儀器的使用

將裝有油樣的實(shí)驗(yàn)筒放入恒溫水浴中，并且裝上對應(yīng)的超聲波頭。打開電源開關(guān)，設(shè)定水槽溫度，待水槽溫度到達(dá)后，設(shè)定超聲波時(shí)間以及沉降時(shí)間，選擇好A、B、C、D超聲波頭工作。再打開超聲波超聲波開關(guān)，啟動(dòng)程序運(yùn)行。儀器將按照設(shè)定好的程序運(yùn)行。先進(jìn)行超聲波輻照，輻照時(shí)間結(jié)束后再自然沉降，當(dāng)自然沉降時(shí)間結(jié)束后蜂鳴器將報(bào)警。

低溫超聲波原油脫水試驗(yàn)儀

低溫超聲波原油脫水試驗(yàn)儀