一種電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置，屬于脫水動態(tài)實驗設備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

石油作為一種珍貴的不可再生的戰(zhàn)略性資源，隨著社會的發(fā)展，石油的消耗量與需求量與日俱增。我國大部分油田進入采油中后期，從地層中開采石油的難度大大增加。通常采取化學驅(qū)、復合驅(qū)等三次采油的方法，開采上來的原油含水量很高（部分油田采出油中含水量高達90%以上）且通常以非常穩(wěn)定的油水乳狀液的形式存在。原油含水不僅增加儲運過程中的能耗，而且會造成設備的腐蝕、沖塔、降低傳熱效率等負面問題，因此，原油進廠之前，必須進行嚴格的脫鹽脫水處理。

電聚結(jié)脫水以其高效、快速、處理量大等優(yōu)點，得到了廣泛應用。水滴在外加電場作用下極化，相互碰撞聚集，水滴聚并破乳，從而聚結(jié)為大水滴得到沉降分離。目前，隨著油田的不斷開采，油田采出液品質(zhì)下降，脫水的難度越來越大。海上油田的不斷開發(fā)，海上平臺承重及面積限制，對高效緊湊的連續(xù)型電聚結(jié)脫水裝置提出需求。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，研究者對靜態(tài)電聚結(jié)脫水研究較多，而對動態(tài)電聚結(jié)研究的相對較少；現(xiàn)有的電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置尺寸一般較大，而且難以實現(xiàn)等動取樣；現(xiàn)有裝置在改變流速的同時也改變了電場作用時間，不能單因素分析流態(tài)和電場作用時間對電聚結(jié)脫水效率的影響。因此，有必要設計一個實驗裝置來解決上述的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、能夠?qū)崿F(xiàn)等動取樣、提高實驗準確性的電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置，其特征在于：包括油水乳狀液配制裝置、高壓高頻脈沖發(fā)生裝置、動態(tài)電聚結(jié)器和圖像采集處理裝置，油水乳狀液配制裝置的出口端通過兩條輸送管路分別連接動態(tài)電聚結(jié)器入口和觀察端口，觀察端口一側(cè)設有圖像采集處理裝置；動態(tài)電聚結(jié)器一側(cè)設有多個采樣口，多個采樣口分別通過管路連接觀察端口；所述的動態(tài)電聚結(jié)器為矩形殼體，殼體內(nèi)設有多條平行設置的擋板，多條擋板均一端固定連接殼體側(cè)壁，另一端與殼體側(cè)壁之間留有流通間隙，多條擋板交錯設置，在殼體內(nèi)部形成連續(xù)的蛇形流通空腔，蛇形流通空腔的首尾兩端分別設有進油口和出油口；殼體與擋板平行設置的兩側(cè)內(nèi)壁上設有電極板。

本發(fā)明將動態(tài)電聚結(jié)器的內(nèi)部通過多條平行設置的擋板分割成首尾相連通的蛇型通道，在保證液體流通行程長度的基礎(chǔ)上，縮小了裝置的外形尺寸；同時，在動態(tài)電聚結(jié)器一側(cè)設有多個采樣口，且多個采樣口分別通過管路連接觀察端口，即可根據(jù)實驗的需要隨意的在動態(tài)電聚結(jié)器的任意端部位置，即在蛇形流通空腔的任一直行段的端部采樣，盡可能的優(yōu)化采樣的多樣化，提高實驗的準確性。再者，油水乳狀液配制裝置的出口分成兩路，通過兩條輸送管路分別連接動態(tài)電聚結(jié)器入口和觀察端口，即，在進行實驗時，可通過圖像采集處理裝置分別采集油品在經(jīng)過油水配制之后直接輸出的樣品的圖像，以及經(jīng)過電場的作用及蛇形流通后的油品混合液的圖像采集，更能夠便于實驗的數(shù)據(jù)比較，提高實驗研究的準確性。

所述的擋板固定連接殼體側(cè)壁的端部設有弧形導流墻?；⌒螌Я鲏梢苑乐褂鸵涸诹鲃舆^程中經(jīng)過殼體端部內(nèi)壁時因發(fā)生撞擊流及局部而形成渦流，保證油液平穩(wěn)、均勻的流通，保證實驗數(shù)據(jù)的準確性。

所述的多條擋板等間距排列，采樣口的樣品入口位置與擋板平行設置，且多個采樣口交錯設置在所述蛇形流通空腔直行段的端部。采樣口入口位置與來流方向平行，更易于實現(xiàn)等動采樣，提高實驗準確性。

所述的油水乳狀液配制裝置包括沉降罐、儲水罐、攪拌釜和隔膜泵，沉降罐和儲水罐分別通過管路連接攪拌釜，攪拌釜通過隔膜泵連接動態(tài)電聚結(jié)器入口。

還包括循環(huán)回收裝置，循環(huán)回收裝置包括回收儲液罐和循環(huán)泵，回收儲液罐入口端通過管路連接動態(tài)電聚結(jié)器出口和觀察端口出口，回收儲液罐出口端通過循環(huán)泵連接油水乳狀液配制裝置。

所述的觀察端口為觀察玻片。

還包括plc控制柜，所述的plc控制柜通過線路連接安裝在所述的兩條輸送管路上的電磁閥，及安裝在多個采樣口上的電磁閥。提高控制柜對實驗整體流程實現(xiàn)優(yōu)化控制，還可實現(xiàn)實驗用油液的循環(huán)使用，使實驗簡單易操作并節(jié)約實驗成本。

所述的高壓高頻脈沖發(fā)生裝置包括高壓高頻脈沖電源，高壓高頻脈沖電源通過電磁線圈連接動態(tài)電聚結(jié)器內(nèi)安裝的電極板。

所述的圖像采集處理裝置包括顯微鏡和圖像采集處理系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是：本發(fā)明將動態(tài)電聚結(jié)器的內(nèi)部通過多條平行設置的擋板分割成首尾相連通的蛇型通道，在保證液體流通行程長度的基礎(chǔ)上，縮小了裝置的外形尺寸；同時，在動態(tài)電聚結(jié)器一側(cè)設有多個采樣口，且多個采樣口分別通過管路連接觀察端口，即可根據(jù)實驗的需要隨意的在動態(tài)電聚結(jié)器的任意端部位置，即在蛇形流通空腔的任一直行段的端部采樣，盡可能的優(yōu)化采樣的多樣化，提高實驗的準確性。再者，油水乳狀液配制裝置的出口分成兩路，通過兩條輸送管路分別連接動態(tài)電聚結(jié)器入口和觀察端口，即，在進行實驗時，可通過圖像采集處理裝置分別采集油品在經(jīng)過油水配制之后直接輸出的樣品的圖像，以及經(jīng)過電場的作用及蛇形流通后的油品混合液的圖像采集，更能夠便于實驗的數(shù)據(jù)比較，提高實驗研究的準確性。

附圖說明

圖1為電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為動態(tài)電聚結(jié)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2的a-a剖視示意圖。

圖4為圖2的b-b剖視示意圖。

其中，1、plc控制柜2、高壓高頻脈沖電源3、觀察玻片4、圖像采集處理裝置401、顯微鏡402、圖像采集處理系統(tǒng)5、電磁閥6、出油口7、采樣口8、動態(tài)電聚結(jié)器801、殼體側(cè)壁9、回收儲液罐10、沉降罐11、儲水罐12、攪拌釜13、進油口14、隔膜泵15、電極板16、支座17、擋板18、弧形導流墻19、循環(huán)泵20、抽油泵。

具體實施方式

圖1~4是本發(fā)明的最佳實施例，下面結(jié)合附圖1~4對本發(fā)明做進一步說明。

參照附圖1：一種電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置，包括油水乳狀液配制裝置、高壓高頻脈沖發(fā)生裝置、動態(tài)電聚結(jié)器8和圖像采集處理裝置，油水乳狀液配制裝置的出口端通過兩條輸送管路分別連接動態(tài)電聚結(jié)器8入口和觀察端口，觀察端口一側(cè)設有圖像采集處理裝置4，觀察端口為觀察玻片3；動態(tài)電聚結(jié)器8一側(cè)設有多個采樣口7，多個采樣口7分別通過管路連接觀察端口。

動態(tài)電聚結(jié)器8為矩形殼體，殼體內(nèi)設有多條平行設置的擋板17，多條擋板17均一端固定連接殼體側(cè)壁801，另一端與殼體側(cè)壁801之間留有流通間隙，多條擋板17交錯設置，在殼體內(nèi)部形成連續(xù)的蛇形流通空腔，蛇形流通空腔的首尾兩端分別設有進油口13和出油口6；殼體與擋板17平行設置的兩側(cè)內(nèi)壁上設有電極板15。

擋板17固定連接殼體側(cè)壁801的端部設有弧形導流墻18。多條擋板17等間距排列，采樣口7的樣品入口位置與擋板17平行設置，且多個采樣口7交錯設置在蛇形流通空腔直行段的端部。采樣口7通過管路連接觀察端口，并在該管路上分別配置電磁閥。

油水乳狀液配制裝置包括沉降罐10、儲水罐11、攪拌釜12和隔膜泵14，沉降罐10和儲水罐11分別通過管路連接攪拌釜12，攪拌釜12通過隔膜泵14連接動態(tài)電聚結(jié)器8入口。

本發(fā)明的電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置還包括循環(huán)回收裝置，循環(huán)回收裝置包括回收儲液罐9和循環(huán)泵19，回收儲液罐9入口端通過管路連接動態(tài)電聚結(jié)器8出口和觀察端口出口，回收儲液罐9出口端通過循環(huán)泵19連接油水乳狀液配制裝置。具體的，回收儲液罐9出口端通過循環(huán)泵19連接沉降罐10下部，沉降罐10上部設置出油口，該出油口通過管路和抽油泵20連接攪拌釜12。

本發(fā)明的電聚結(jié)脫水動態(tài)實驗裝置還包括plc控制柜1，plc控制柜1通過線路連接安裝在上述的兩條輸送管路上的電磁閥，及安裝在多個采樣口7上的電磁閥。高壓高頻脈沖發(fā)生裝置包括高壓高頻脈沖電源2，高壓高頻脈沖電源5通過電磁線圈連接動態(tài)電聚結(jié)器8內(nèi)安裝的電極板15。圖像采集處理裝置4包括顯微鏡401和圖像采集處理系統(tǒng)402。

工作過程和工作原理：本發(fā)明在工作時，儲水罐11和沉降罐10分別提供配制油水乳狀液所需的水和油，在攪拌釜12中配制所需的油水乳狀液，隔膜泵14將配制好的油水乳狀液通過進油口13泵送至動態(tài)電聚結(jié)器8內(nèi)，也可以通過旁路將乳狀液泵送至觀察玻片3處，乳狀液在動態(tài)電聚結(jié)器8中的蛇形通道內(nèi)均勻流動，最終經(jīng)出油口6進入回收儲液罐9，油水乳狀液在回收儲液罐9內(nèi)初步沉降后，泵送至沉降罐10，經(jīng)沉降罐10完全沉降后上層油被泵送至攪拌釜12，實現(xiàn)油的循環(huán)使用；動態(tài)電聚結(jié)器8上下平行裝置兩個電極板15，電極板15與高壓高頻脈沖電源2連接，高壓高頻脈沖電源2供能在電極板15間形成電場；動態(tài)電聚結(jié)器8上有多個采樣口7，采樣口7與電磁閥連接，plc控制柜1通過控制與采樣口7對應相連的電磁閥，控制采取不同位置處的樣品，所采油樣通過管道到達觀察玻片3，圖像采集處理系統(tǒng)4通過顯微鏡頭獲得觀察玻片3處的圖片信息，并輸送到計算機。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。