本發(fā)明屬于原油脫水，具體涉及一種可在線檢測(cè)含水率的原油脫水裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著油田開發(fā)逐步進(jìn)入中后期，采出液綜合含水率不斷上升。在流動(dòng)剪切作用下，采出液中的水會(huì)以液滴的形式分散在原油中形成油包水型乳狀液。油包水乳狀液被舉升至地面隨后進(jìn)入油田集輸管道，經(jīng)管輸后進(jìn)入聯(lián)合站進(jìn)行脫水處理。為保證外輸原油含水率達(dá)標(biāo)，通常采用熱化學(xué)破乳、電場(chǎng)破乳等傳統(tǒng)方法，并配合重力沉降完成對(duì)原油脫水處理。然而，對(duì)于重質(zhì)組分含量、礦化度均較高的原油，該工藝存在以下問(wèn)題：1）膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等重質(zhì)組分含量較高時(shí)，一方面會(huì)使原油密度較大、油水密度差較小，不利于重力沉降過(guò)程，另一方面會(huì)使原油粘度較大，不利于乳狀液液滴的運(yùn)移和聚并；2）礦化度較高容易導(dǎo)致電極擊穿，導(dǎo)致脫水裝置失效。以上問(wèn)題均會(huì)嚴(yán)重影響原油脫水裝置的脫水效率，甚至導(dǎo)致外輸原油含水率不達(dá)標(biāo)。

2、隨著有關(guān)原油脫水研究的不斷深入，微波和超聲逐漸被應(yīng)用于原油脫水處理中。微波一方面可以通過(guò)熱效應(yīng)對(duì)原油進(jìn)行加熱，且加熱均勻、速度快，相比于傳統(tǒng)加熱方式更加綠色環(huán)保；另一方面，微波的非熱效應(yīng)可通過(guò)降低乳狀液zeta電位促進(jìn)液滴聚并，同時(shí)可通過(guò)烴類分子在高頻微波作用下出現(xiàn)的共振作用，促使分子鍵斷裂，導(dǎo)致膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等重質(zhì)組分的大分子分解成小分子，從而使密度、粘度降低，最終促進(jìn)油水分離。超聲可通過(guò)機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的位移效應(yīng)促進(jìn)乳狀液液滴的聚并，進(jìn)而提升脫水效率。因此，開發(fā)適用于重質(zhì)組分含量、礦化度較高的原油的微波聯(lián)合超聲的原油脫水裝置，充分發(fā)揮微波與超聲間的協(xié)同作用，對(duì)提升脫水效率具有重要的意義。

3、目前，專利cn110184088a公開了一種超聲聯(lián)合電場(chǎng)的原油脫水裝置及方法，通過(guò)以電脫水為主、超聲為輔的方式提升原油脫水效率，但該方法尚存在以下不足：1）在面對(duì)礦化度較高的原油時(shí)存在電場(chǎng)失效的風(fēng)險(xiǎn)；2）采用加熱保溫層對(duì)原油進(jìn)行加熱存在加熱不均勻、罐內(nèi)溫度梯度大等問(wèn)題；3）該專利中的脫水罐設(shè)置了多個(gè)采樣口，采樣后再進(jìn)行不同參數(shù)和時(shí)間下的含水率測(cè)定，但該方法相對(duì)繁瑣，采樣與含水率測(cè)定需要分開進(jìn)行，欠缺含水率在線的實(shí)時(shí)檢測(cè)；4）該專利中分別設(shè)有乳化調(diào)配罐（用于乳狀液制備）和脫水罐，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，缺乏一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)乳化和脫水兩個(gè)功能的脫水釜。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題

2、本發(fā)明的目的在于提供一種可在線檢測(cè)含水率的原油脫水裝置，通過(guò)微波和超聲的協(xié)同作用對(duì)含水原油進(jìn)行加熱和破乳，同時(shí)可在線檢測(cè)含水率并進(jìn)行含水率檢測(cè)裝置的自清潔，實(shí)現(xiàn)含水原油的可控高效脫水。

3、（二）技術(shù)方案

4、根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種原油脫水裝置。

5、本發(fā)明的一種可在線檢測(cè)含水率的原油脫水裝置包括脫水釜；所述脫水釜頂部設(shè)有進(jìn)液口，脫水釜側(cè)壁設(shè)有破乳劑加劑口，脫水釜底部設(shè)有排液口；脫水釜內(nèi)部設(shè)有攪拌槳；脫水釜側(cè)壁上設(shè)有微波發(fā)生器、超聲組件、溫度傳感器；其中，所述脫水釜還設(shè)有含水率檢測(cè)組件，其用于對(duì)脫水釜內(nèi)油品的含水率進(jìn)行在線檢測(cè)。

6、進(jìn)一步，所述含水率檢測(cè)組件為具有自清潔功能的含水率在線檢測(cè)組件。所述含水率檢測(cè)組件包括自清潔腔、位于自清潔腔內(nèi)的含水率在線檢測(cè)儀和自清潔腔壁設(shè)置的電動(dòng)開合裝置。所述的自清潔腔具有清洗劑入口和清洗劑出口。

7、更進(jìn)一步，所述含水率在線檢測(cè)組件還包括位于脫水釜外部的清洗劑釜、流量計(jì)、透明視窗、廢液釜、清洗劑再生器、清洗劑注劑計(jì)量泵、清洗劑再生計(jì)量泵、清洗劑回收計(jì)量泵、清洗劑泄放電磁閥、廢液排放電磁閥。清洗劑釜出口依次通過(guò)管線、清洗計(jì)量泵與清洗劑入口相連通。清洗劑出口通過(guò)管線、透明視窗與廢液釜相連通。廢液釜通過(guò)管線與清洗劑再生器相連通，所述清洗劑再生器與清洗劑釜的入口相連通。所述透明視窗用于觀察自清潔后清洗劑的顏色，判斷在線檢測(cè)儀是否清洗干凈。

8、進(jìn)一步，所述超聲組件包括超聲發(fā)生器和超聲換能器。

9、進(jìn)一步，所述原油脫水裝置還包括計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。所述的磁力攪拌系統(tǒng)、微波發(fā)生器、超聲組件、溫度傳感器、具有自清潔功能的含水率在線檢測(cè)組件均與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)相連接。

10、進(jìn)一步，所述原油脫水裝置還包括磁力攪拌系統(tǒng)，其同脫水釜內(nèi)部的攪拌槳相連。所述磁力攪拌系統(tǒng)安裝在脫水釜頂部，其包括攪拌子、外磁卡、外磁塊、攪拌電機(jī)、陶瓷軸承及速度調(diào)節(jié)裝置。

11、進(jìn)一步，所述進(jìn)液口可加注原油、水兩相液體，也可加注乳狀液，進(jìn)液口在加注液體后進(jìn)行密封。

12、進(jìn)一步，所述破乳劑加劑口可添加任何種類破乳劑，不限定破乳劑成分。

13、進(jìn)一步，所述排液口可按先后順序排出破乳后的水和油。

14、進(jìn)一步，所述脫水釜外壁包覆有保溫層。

15、進(jìn)一步，所述磁力攪拌系統(tǒng)轉(zhuǎn)速在0~20000rpm內(nèi)可調(diào)，高轉(zhuǎn)速下（>50rpm）可對(duì)加注進(jìn)脫水釜的油、水兩相液體進(jìn)行攪拌乳化，以制備待脫水的乳狀液；低轉(zhuǎn)速（<50rpm）下可在加入破乳劑后對(duì)乳狀液與破乳劑進(jìn)行攪拌混合，以保證混合均勻。

16、進(jìn)一步，所述微波發(fā)生器數(shù)量為偶數(shù)個(gè)，優(yōu)選2~6個(gè)。偶數(shù)個(gè)微波發(fā)生器在脫水釜側(cè)壁上均勻、對(duì)稱安裝。微波發(fā)生器輸出功率及時(shí)間可由所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

17、進(jìn)一步，所述超聲組件輸出功率、頻率及時(shí)間可由所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)。

18、進(jìn)一步，所述含水率在線檢測(cè)組件中的含水率在線檢測(cè)儀及所述自清潔腔與所述脫水釜釜壁呈30-60°夾角，使脫水釜內(nèi)待測(cè)含水率的液體能在重力作用下快速流入自清潔腔中進(jìn)行含水率檢測(cè)。

19、進(jìn)一步，所述的含水率在線檢測(cè)組件安裝數(shù)量可為多個(gè)，至少一個(gè)安裝于所述脫水釜軸向中心處所對(duì)應(yīng)的釜壁處，用于在線檢測(cè)乳狀液制備過(guò)程中及脫水過(guò)程中所述脫水釜內(nèi)液體的含水率。

20、進(jìn)一步，所述安裝在所述脫水釜軸向中心所對(duì)應(yīng)的釜壁處的具有自清潔功能的含水率在線檢測(cè)組件在用于乳狀液制備過(guò)程中的含水率檢測(cè)時(shí)，在一定攪拌轉(zhuǎn)速下，當(dāng)含水率測(cè)定值隨時(shí)間的變化而趨于穩(wěn)定時(shí)，則乳狀液已達(dá)到均勻乳化的狀態(tài)。

21、進(jìn)一步，所述安裝在所述脫水釜軸向中心所對(duì)應(yīng)的釜壁處的具有自清潔功能的含水率在線檢測(cè)組件在用于脫水過(guò)程中的含水率檢測(cè)時(shí)，在一定微波發(fā)生器輸出功率及超聲組件輸出功率、頻率下，當(dāng)含水率測(cè)定值隨時(shí)間的變化而趨于穩(wěn)定時(shí)，則乳狀液已脫水完成。

22、進(jìn)一步，所述溫度傳感器可實(shí)時(shí)測(cè)量所述脫水釜內(nèi)的液體溫度，并在所述計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的控制下與所述微波發(fā)生器完成所述脫水釜內(nèi)液體溫度的控制，當(dāng)液體溫度低于設(shè)定值時(shí)，啟動(dòng)所述微波發(fā)生器對(duì)液體進(jìn)行加熱；當(dāng)液體溫度高于設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉所述微波發(fā)生器，停止對(duì)液體進(jìn)行加熱。

23、根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種原油脫水方法，其中應(yīng)用了上面所述的原油脫水裝置。

24、（三）有益效果

25、1、本發(fā)明結(jié)合了微波和超聲兩種脫水方法的優(yōu)勢(shì)，首先微波的熱效應(yīng)可替代傳統(tǒng)加熱方式對(duì)待脫水液體進(jìn)行加熱，同時(shí)微波的非熱效應(yīng)可降低乳狀液zeta電位，并促進(jìn)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等大分子分解成小分子，進(jìn)一步降低密度、粘度，促進(jìn)乳狀液液滴聚并；其次，在微波作用下疊加超聲，利用超聲的位移效應(yīng)進(jìn)一步促進(jìn)液滴聚并。兩種技術(shù)的協(xié)同作用可有效提升脫水效率，同時(shí)提高了脫水裝置對(duì)重質(zhì)組分含量及含鹽量較高的原油的適應(yīng)性。

26、2、本發(fā)明可在同一脫水釜內(nèi)分別完成乳狀液制備和乳狀液脫水，不需要另外增加乳狀液制備裝置，結(jié)構(gòu)更加緊湊、高效。

27、3、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)脫水釜內(nèi)原油含水率的在線檢測(cè)，在乳狀液制備過(guò)程中可用于檢測(cè)油水乳化均勻程度，在脫水過(guò)程中可實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)脫水效果，并可實(shí)時(shí)指導(dǎo)脫水時(shí)間、微波頻率、功率以及超聲頻率、功率等參數(shù)設(shè)定，同時(shí)含水率在線檢測(cè)組件具有自清潔功能，可在含水率數(shù)據(jù)采集間隙完成自清潔，確保測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

28、4、本發(fā)明通過(guò)微波加熱原油過(guò)程中，加熱均勻程度更高、加熱速度更快，相比于傳統(tǒng)加熱方式更加綠色環(huán)保。

29、5、本發(fā)明中設(shè)置有破乳劑加劑口，在控制脫水時(shí)間、微波頻率、功率以及超聲頻率、功率等參數(shù)相同的條件下，結(jié)合含水率在線檢測(cè)組件，可進(jìn)行不同破乳劑的效果評(píng)價(jià)。同時(shí)，本發(fā)明中所設(shè)置的磁力攪拌系統(tǒng)可以在低轉(zhuǎn)速下對(duì)破乳劑和待脫水乳狀液進(jìn)行攪拌，確保破乳劑均勻分散在乳狀液中，充分發(fā)揮破乳劑效果。