老化油高频高压脉冲交流电场破乳的机理与设备研究

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1、帐代１００１７学５２２０１５０２４０北京石油化工学院硕士研究生学位论文题目老化油高频高压脉冲交流电场破乳的机理与设备研究研究生李玮健工程专业领域机械校内导师陈家庆教授校外导师王宝峰高工曰期：２０１８年６月２５曰北京石油化工学院学位论文厚创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结

2、果由本人承担。一作者签名：邊殊从日期：対以关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京石油化工学院有关保留和使用学位论文的规定，即：研宄生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京石油化工学院。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段、汇编学位论文保存。论文暂不公幵注释：本学位论文属于暂不公开范围，在解＿年密后适用本授权书。非暂不公开论文注释：本学位论文不属于暂不公开范围，适用本授权书。

3、作者签名：曰期：？校内导师签名：日期：学位论文数据集中图分类号TK730.2学科分类号460.99论文编号1001720180240密级公开学位授予单位代码10017学位授予单位名称北京石油化工学院作者姓名李玮健学号5220150240获学位专业名称机械工程获学位专业代码085201企、事业单位多相流高效分离技术与课题来源研究方向委托项目设备论文题目老化油高频/高压脉冲交流电场破乳的机理与设备研究老化油；静电聚结；高频/高压脉冲交流电场；管式静电聚结器；关键词结构设计；实验测试论文答辩日期2018.6.22*论文类型产品研发学位论文评阅及答辩委员会情况

4、姓名职称工作单位学科专长校内指导教师陈家庆教授北京石油化工学院机械工程校外指导教师王宝峰高工辽河油田公司机械工程评阅人1王德国教授中国石油大学（北京）机械工程评阅人2周俊波教授北京化工大学机械工程评阅人3申峰副教授北京工业大学机械工程答辩委员会主席俞建荣教授北京石油化工学院机械工程中航工业北京航空制造答辩委员1赵华夏高工机械工程工程研究所答辩委员2周翠红教授北京石油化工学院机械工程答辩委员3黄继强副教授北京石油化工学院机械工程答辩委员4赵杰副教授北京石油化工学院机械工程注：一.论文类型：1.产品研发2.工程设计3.应用研究4.工程/项目管理5.调研报告6.其他二

5、.中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三.学科分类号在中华人民共和国国家标准（GB/T13745-9）《学科分类与代码》中查询。四.论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要老化油高频/高压脉冲交流电场破乳的机理与设备研究摘要老化油破乳处理是各油田普遍面临的难题，目前主要采用增加沉降时间、提高操作温度、增大破乳剂用量等成本能耗均较高的处理方式。但对于空间和承重有限的海上平台而言，采取电场破乳方法理应更为合适，但常规工频/高压交流电场对含水率较高、乳化严重的老化油无能为力，将老化油简单回掺至在役常规电脱水(盐)器容易出现“垮电场”现象。基于高频/高压脉冲

6、交流电场的紧凑高效管式电场破乳技术成为海上平台处理老化油的可行选择之一，期望将破乳处理后的老化油回掺至正常原油处理流程。基于以上考虑，论文从微观和宏观两个层面开展老化油乳化液电场破乳机理和设备的相关研究，并通过静态和动态两种方式开展相关性能测试。微观层面上，论文首先采用“高速摄像机+偏光显微镜”的显微观测手段，对高频/高压电场作用下单液滴、双液滴和液滴群的变形、聚结和破碎行为进行实验研究，以揭示“电分散”现象和最优电场参数的存在。结果表明，场强对单液滴变形和双液滴聚结都有较大影响，但场强过大会导致单液滴破碎、双液滴接触后弹开；频率对单液滴的变形程度几乎没有影响，

7、但对分散相水颗粒的静电聚结有促进作用，频率过高则会抑制聚结长大。然后，采用流花11-1油田老化油进行了基于AntonPaar电流变仪的电流变特性实验和“电场破乳+离心脱水”的静态电场破乳特性测试实验。结果表明，存在破乳效果最好的电场参数，即电场强度为1kV/cm、频率为2kHz、电压波形为矩形交流方波，且不同含水率老化油乳化液的最优电场参数基本一致。紧凑型多流道管式静电聚结器是实施W/O型乳化液高效快捷破乳的关键设备，论文重点对其进行结构设计研究和性能测试评价实验研究。鉴于高压绝缘电极的特性直接影响管式静电聚结器的性能，经过对各类绝缘材料和加工方式进行调研，并对

8、不同厚度绝缘层电极进行击