新型高频电脱工艺研究与动态实验装置设计

随着中国经济的持续增长、对能源的需求日益提高,石油供给已成为影响国家经济发展的战略问题。海上石油开采量日趋增加,但海上平台开采出的原油,普遍含水率较高,部分原油含水率甚至可高达70%以上,需进行脱水处理后才能进行输送与炼制加工。针对海上平台原油脱水处理能力有限以及脱水效率低的问题,在研究高频高压电场对油水作用机理的情况下,利用电场仿真与实验研究的方法,创新提出一种新型非均匀电场模型及高频电脱动态实验装置,该装置采用新型异径圆柱体电极,构建出不均匀电场,同时搭建的动态实验装置对原油电脱水过程进行动态循环,实现对高含水原油的电脱水处理。实验表明,利用该装置对高含水原油进行动态电脱水,出口油中含水达到0.7%,其电脱效率优于现今电脱器的电脱效率,具有较大的推广应用价值。     

高浓度聚驱采出液乳化行为及电化学脱水方法

针对高浓度聚驱采出液油水分离效率及其给常规交-直流电场带来的冲击,开展了该类采出液的乳化行为及脱水方法研究,研究中综合了集输工况条件下的采出液转相特征、电负性、乳化油珠粒径分布、界面性质、乳化体系的微观形态及瓶试法油水分离实验,并基于所建立模拟装置评价了脉冲供电脱水对高浓度聚驱采出液破乳脱水的适应性。结果表明,高浓度聚驱采出液复杂的乳化行为与含聚浓度直接相关,含聚浓度上升使其电负性增强,转相点呈不同程度降低,且由于促进了黏弹性界面膜的形成,乳化粒子聚并和相分离的难度增大;辅以化学破乳的脉冲供电电场脱水工艺能有效改善分离效果,提高脱水操作的稳定性。     

原油脱水系统关联岗位的协调与控制

随着油田注采技术的不断发展,采出液的化学成分也在不断的变化,特别是一些化学药剂复杂的分子结构,增强了原油的乳化程度。而在某些具体条件下化学药剂的导电强度被大大增强,直接影响了电脱水器的脱水质量。为了提高产品质量、降低工人劳动强度,结合本区块的具体情况,在实践中总结出了原油脱水系统＂四稳工作法＂。经过实践证明：原油脱水的各项技术指标以及脱后污水含油的技术指标均达到了质量要求。     

间断供电对污泥电脱水效果的影响

针对污泥电脱水过程中的液相不连续导致的电阻增大和电流衰减等问题,研究了间断供电方式对该问题的改进效果影响.通过实验研究分析了污泥电脱水参数占空比、单次供电时间和电压的影响作用.结果表明:间断供电方式可以使脱水污泥中的水分产生回流,比连续供电有更好的脱水效果;占空比对脱水效果影响明显,占空比不宜过小或过大,存在一个最佳的范围,本实验结果在4∶1附近;单次供电时间对污泥电脱水效果影响明显,单次供电时间过长会对脱水效果有明显的负面作用;污泥电脱水的耗电情况主要与总脱水量相关,总脱水量越多,脱除单位水分的耗电量越高;电压在间断供电中对脱水效果影响显著,较高电压将会使污泥温升较高,水分分离以相变为主,脱水效果显著但能耗较高.研究认为,采取间断供电方式可以有效改善污泥电脱水效果,但需要对其操作条件进行优化,以实现高效节能的最佳效果.     

不同破乳剂对老化油脱水处理的适应性评价

油田中的老化油是指积存时间长、硫化亚铁等大量滋生而难以处理的原油.结合大庆榆树林油田集输工区"两段式"处理工艺,针对落地油、提捞油等复杂性质采出液进入电脱水系统时,电脱水器频繁跳闸而影响正常生产的问题,开展了不同破乳剂对老化油脱水处理的适应性实验研究,室内评价结果表明,用剂的适配性一方面直接关系到净化油含水率和脱后污水的含油量指标,另一方面也对电脱段脱水电流的高低有影响;非离子油溶性EC2020A牌破乳剂在(30～50)mg/L的用量下,能分别使掺混1.5%比例落地油、50%比例提捞油的采出液脱后含水低于0.5%,污水含油低于500 mg/L,且使脱水电流维持在100 mA以内,有助于缓解电-化学脱水中电场的冲击作用.     

高频脉冲电脱水性能影响因素的实验研究

针对塔河油田酸化油乳化程度高,常规方法无法实现深度脱水等现状,通过高频脉冲电脱水单因素和正交实验,对脱水过程中电压、频率、温度和脉宽比4个因素对脱水性能的影响进行研究。实验结果表明,高频脉冲电脱水的最佳参数为温度100℃,电压8 k V,频率4 k Hz,脉宽比70%。     

基于波谱能量分析的原油电脱水系统的H∞控制器

油田开采后期,采出液中含水率很高且采出液量极不稳定,这就导致原油电脱水系统频繁受到大的干扰。为了保证原油电脱水系统对这种干扰有良好的抑制能力及系统的鲁棒稳定性,基于电脱水系统在工作点附近的线性化模型,综合考虑了系统的灵敏度函数和补灵敏度函数,确定了将混合灵敏度函数最小化作为系统性能的评价标准和控制器设计准则。结合现场实际情况,采用波谱能量分析方法和频率特性覆盖方法,确定了系统的加权函数阵;根据状态空间经典H∞控制理论,求解出系统的标准H∞控制器。将控制器加入系统后,进行了大干扰条件下的仿真分析。结果表明,该控制器的各项控制参数满足工艺要求,系统运行平稳、安全,控制效果令人满意。     

原油流动改进剂应用于防蜡的实验

 某油田产高含蜡原油,在采出及集输过程中造成严重蜡沉积,影响油田的正常生产.利用该油田原油样品,进行新型原油流动改进剂AT-2 的防蜡黏壁及协同破乳剂分水实验.结果表明,AT-2 在采出液样品含水10%~50%时,具有较好的防蜡黏壁效果,在含水40%时黏壁量减少率达到最大值75.36%;当采出液中AT-2 浓度≤100 mg/L 时,原油后续脱水不受影响.实验表明AT-2 可用来解决该油田的蜡沉积问题.     

基于波谱能量分析的原油电脱水系统的H∞控制器

油田开采后期，采出液中含水率很高且采出液量极不稳定，这就导致原油电脱水系统频繁受到大的干扰。为了保证原油电脱水系统对这种干扰有良好的抑制能力及系统的鲁棒稳定性，基于电脱水系统在工作点附近的线性化模型，综合考虑了系统的灵敏度函数和补灵敏度函数，确定了将混合灵敏度函数最小化作为系统性能的评价标准和控制器设计准则。结合现场实际情况，采用波谱能量分析方法和频率特性覆盖方法，确定了系统的加权函数阵；根据状态空间经典H∞控制理论，求解出系统的标准H∞控制器。将控制器加入系统后，进行了大干扰条件下的仿真分析。结果表明，该控制器的各项控制参数满足工艺要求，系统运行平稳、安全，控制效果令人满意。     

三元复合驱原油脱水工艺研究及控制过程分析

以杏二中试验站三元复合驱采出液为试验介质,以得到的新型破乳剂配方作用于组合电极Ⅰ型电脱水器和组合电极Ⅱ型电脱水器,分析其优劣.在此基础之上,给出了三元复合驱采出水处理推荐的控制工艺流程.     

原油混沌脉冲电脱水技术探讨与仿真

首先建立了油包水乳状液中液滴变形过程的动态模型.然后提出采用具有混沌特性的高压高频脉冲电场,使油包水乳状液在混沌脉冲电场作用下工作,获得最佳谐振脱水效果.混沌信号通过混沌脉冲位置调制(CPPM)、混沌脉冲宽度调制(CPWM)和混沌脉冲幅值调制(CPAM)生成,最后进行了仿真.     

SCR谐振逆变在低压大电流开关电源中的应用

电源作为各种用电设备的重要组成部分,其性能的优劣对设备的工作状态会产生直接的影响。首先介绍了一种可控硅（SCR）谐振式变换电路的工作原理,之后通过结合理论计算、仿真分析及实验测试的方法,证明了将该逆变电路应用在低压开关电源中设计方法的可行性,且在论文最后给出了在带载1200W、输出电流为20A时开关管阴极与阳极之间电压的仿真波形及实验波形。这种开关电源最大的特点是：整个开关电源只采用一个可控硅来实现逆变,因而器件少,电路结构非常简单,可靠性强,易小型化,为大功率开关电源的设计提供了一个很好的解决方案。     

用Pockels探头进行套管尾部油中电场测试技术的研究

研制开发了一套充油电力设备油中电场测试系统。该系统的传感探头采用了ＰＯＣＫＥＬＳ电光晶体，探头输出信号经光纤输入微机进行数据采集与处理，应用该系统分别对平板电极之间、模型小套管尾部及２２０ｋＶ电容式变压器套管尾部油中部分的高压电场进行了测试，经与计算结果对比，证明了测试结果的正确性。     

集肤效应对微细电火花加工的影响

针对微细电火花加工中常用的高频脉冲电源,引入集肤效应的概念,并用电磁场理论对其在微细电火花加工中的存在性加以证明.对集肤效应影响下的微细电火花加工过程进行了理论分析,总结了电场强度与电流密度的非均匀分布导致电火花放电点位置的变化规律,分析并实验研究了考虑集肤效应作用的工具电极的损耗形式,认为集肤效应导致的放电能量分布差异是微细电火花加工中微细电极损耗严重的又一重要原因.     

超高压送电线路下方空间电磁环境的研究

探讨了超高压送电线路下方空间电磁环境问题 ,主要就超高压送电线路辐射工频电磁场进行论述 .利用模拟电荷法计算工频电场 ,离地 2m范围内的合成工频电场 ,其数值和垂直场强差别不大 ,实际测量值与理论计算值基本一致 .工频磁场按静态场计算 ,其大小与地磁场在同一数量级 ,并与实测结果基本相符 .由于我国现在还没有制定工频场强限制的国家标准 ,故本文的数据可供实际工作者参考     

基于电参数的油井动液面监测方法

针对电功图曲线在油井工况监测中电功率的获取受第三方功率分析仪的制约,及抽油系统中平衡块对冲程内电机功率波动的减小等因素,而导致方法的分析精度及可靠性降低的问题,提出充分利用电参数获取的优势和可靠性,直接利用抽油电机电压、电流参数分析其三相电功率,基于分布参数的电机模型,考虑铁芯等损耗,获取电机输出电功率,减少二次仪器投入环节,提高功率获取精度。并根据封闭系统能量守恒理论,将冲程周期能量指标引入功图分析中,以提高电功率图形的分析精度。以此为基础,将改进的电功图法引入油井动液面的在线监测,油田现场应用验证了该技术的有效性和准确性。     

电加热工艺在孤岛油田的应用

为提高电加热采油工艺应用效果 ,研究了常规抽油井及各类电加热井的井筒温度分布曲线 .通过对各类井筒温度分布曲线的综合分析得出 :在电加热工艺选井方面 ,对高凝、高含蜡油井 ,应选择液量在 4 0 m3/ d以下且含水较低的井 ;而对于稠油井应选择供液能力较好且含水较低的井 .在选择加热方式、加热功率及加热深度时 ,应根据油井工况综合分析 ,结合各类电加热方式的不同特点 ,依据井筒温度分布曲线 ,合理设计各类电加热井的工作参数 .应用技术的研究与应用 ,较好解决了稠油及高凝高含蜡油的开采问题 .     

高频感应电机车牵引电网对相邻线路电磁影响的研究

针对矿井巷道电力线路、通讯线路等的一般敷设方式，应用电磁场理论，分析高频牵引电网电磁影响及采取的可行措施，得出换位敷设是牵引电网的最佳敷设方式，推导出邻近线路上感应电压和电流的基本方程，为高频感应电机车牵引电网的工程设计提供理论依据。