Устройство для встряхивания водонефтяной эмульсии

 

Изобретение относится к лабораторным устройствам для деэмульсации водонефтяной эмульсии. Устройство позволяет повысить эффективность встряхивания водонефтяной эмульсии путем обеспечения сложного пространственного перемещения платформы с сосудами. При движении токопроводящих пластин 10 платформы 1, установленной в направляющих 3, вдоль выпуклых либо вогнутых внешних поверхностей модулей 5, из которых набран статор 4 электродвигателя, происходит поворот каждой пластины 10 с закрепленной на ней сосудом с водонефтяной эмульсией относительно продольной и поперечной осей статора 4. Водонефтяная эмульсия в сосуде 2 совершает то же сложное криволинейное движение, что и платформа 1. Выполнение сосудов из токопроводящего материала с разной электропроводностью расширяет технические возможности устройства. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П5 В 01 F 11/00, С 02 F 1/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4717095/26 (22) 11.07.89 (46) 15.08.91. Бюл, М 30

P1) Пермский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) В.В.Семенов, Л.М.Шипигузов и В.В.Тиунов (53) 621.929(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 582818, кл. В 01 F 11/00, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСТРЯХИВАНИЯ

ВОДОНЕФТЯНОЙ ЭМУЛЬСИИ (57) Изобретение относится к лабораторным . устройствам для деэмульсации водонефтяной эмульсии. Устройство позволяет повысить эффективность встряхивания водонефтяной

„„Я „„1669526 А1 эмульсии путем обеспечения сложного пространственного перемещения платформы с сосудами, При движении токопроводящих пластин платформы 1, установленной в направляющих 3, вдоль выпуклых либо вогнутых внешних поверхностей модулей 5, из которых набран статор 4 электродвигателя, происходит поворот каждой пластины с закрепленной на ней сосудом с водонефтяной эмульсией относительно продольной и поперечной осей статора 4. Водонефтяная эмульсия в сосуде 2 совершает то же сложное криволинейное движение, что и платформа 1. Выполнение сосудов из токопроводящего материала с разной электропроводностью расширяет технические возможности устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1669526

Изобретение относится к области подготовки нефти, в частности к лабораторным устройствам для деэмульсации водонефтяной эмульсии, Такие устройства предназначаются для определения режимов подготовки нефти, а именно времени и степени разрушения эмульсии, времени перемешивания эмульсии с реагентом деэмульгатором и степени его дозировки для разрушения водонефтяной эмульсии и т.п. при режимах, близких к промысловым условиям подготовки нефти. Данные устройства также могут найти применение в фармацевтической и медицинской промышленности для обеспечения эффективной подготовки эмульсионных и суспе зионных сред.

Целью изобретения является повышение эффективности встряхивания водонефтяной эмульсии путем обеспечения сложного пространственного перемещения платформы с сосудами.

На фиг.1 изображено устройство для встряхивания, вид сбоку; на фиг,2 — то же. вид сверху; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.1.

Устройство для встряхивания водонефтяной эмульсии содержит платформу 1 с закрепленными на ней сосудами 2, установленную в направляющих 3, и привод платформы 1, включающий электродвигатель, обеспечивающий перемещение платформы 1, Статор 4 электродвигателя выполнен развернутым и составлен из ичисла модулей 5 с выпуклой и вогнутой внешней рабочей поверхностью. Внешняя рабочая поверхность модулей 5 представляет собой по форме дугу окружности либо синусоиду. Каждый модуль 5 статора 4 составлен из листов электротехнической стали либо представляет собой монолит, полученный путем "спекания" из ферромагнитного порошка. Ширина каждого модуля

5 определяется длиной сосуда 2 с эмульсией и превышает его длину на 20-30, Возможно любое чередование модулей с выпуклой и вогнутой внешней поверхностью, например один вогнутый, один выпуклый модуль и т.д, (фиг.1 и 2), два выпуклых, один вогнутый модули и другие варианты, Каждый модуль 5 установлен на шаровой опоре 6 с возможностью изменения угла наклона относительно продольной и поперечной осей статора 4. Шаровые опоры

6 закреплены на основании 7. В пазы 8 статора 4 уложена многофазная петлевая обмотка 9, На фиг.2 изображены пазы 8(вид сверху) с элементами пазовой изоляции.

Платформа 1, выполняющая функцию вторичного элемента электродвигателя, набрана из токопроводящих пластин 10 (фиг.2) 5

55 прямоугольной формы. Пластины 10 соединены друг с другом подвижно, например, при помощи шарнирных соединений 11 (фиг.2), обеспечивающих пластинам 10 две степени свободы, Токопроводящие пластины 10 установлены в двух направляющих 3, которые выполнены по форме, идентичной форме огибающих, ограничивающих поперечный размер статора 4. Для уменьшения трения между боковыми поверхностями токопроводящих пластин 10 и внутренними поверхностями направляющих 3 токопроводящие пластины 10 с торцов снабжены опорами 12 качения. Сосуды 2 с эмульсией хомутами 13 жестко крепятся на токопроводящих пластинах 10 платформы 1. Платформа 1 может быть выполнена конечной длины и.быть бесконечной. Сосуд 2 представляет собой вытянутую колбу. Для расширения объема исследований часть сосудов выполнена из токопроводящего материала, а другая часть из нетокопроводящего материала.

К тому же сосуды 2 из токопроводящего материала могут быть выполнены из материала с разной электропроводностью.

Для обеспечения непрерывности магнитных силовых линий между модулями 5 размещены ферромагнитные вставки 14 (фиг.1).

Устройство работает следующим образом.

При подключении устройства к питающей сети в статоре 4 возникает бегущее магнитное поле. изменяющееся во времени и в пространстве. Это магнитное поле вызывает ток в токопроводящих пластинах 10 платформы 1. Магнитное поле этого тока вступает во взаимодействие с магнитным полем статора 4 и взаимодействие этих полей вызывает продольное перемещение платформы 1 в направляющих 3, а так как форма направляющих 3 идентична форме огибающих, ограничивающих поперечный размер статора 4, то этим определен закон движения токопроводящих пластин 10 платформы 1 в пространстве, а именно сложное продольное пространственное перемещение каждой токопроводящей пластины с установленной на ней сосудом. Поперечное перемещение, пластины 10 ограничено направляющими 3. Сложное пространственное перемещение каждой пластины 10 осуществляется за счет движения вдоль выпуклой и вогнутой поверхностей модулей 5 и поворота относительно продольной оси статора 4 устройства при одновременном повороте пластины 10 относительно поперечной оси статора 4 (причем направление поворота пластины 10 меняется на противоположное при прохождении его через экс1669526

10

20

30

50 тремум криволинейной внешней поверхности каждого модуля 5).

При изменении чередования фаз питающей сети платформа 1 с сосудами 2 меняет направление движения на противоположное, при этом характер движения токопроводящих пластин 10 не меняется, Сложное пространственное перемещение платформы 1 с сосудами 2 определяет характер перемещения водонефтяной эмульсии в этих сосудах. Движение эмульсии в сосудах будет аналогично Броуновскому движению, что приведет к увеличению частоты столкНовений глобул воды, так как каждая глобула получает возможность взаимодействовать с глобулами воды не только в своей плоскости, ограниченной размерами глобулы, но и в других плоскостях, при этом каждая точка поверхности глобулы участвует в соударении с близлежащими глобулами, разбивая тем самым бронирующие оболочки глобул, а под действием инерционных сил в момент перехода платформы из одного направления движения в другое происходит устойчивая флокуляция капель воды, Одновременно вследствие того, что сосуды 2 выполнены из токопроводящего материала, в них так же, как и в токопроводящих пластинках 10 платформы, наводится

ЭДС, которая вызовет ток в стенках сосуда и, следовательно, нагрев сосуда с эмульсией. Нагрев водонефтяной эмульсии происходит за счет нагрева как самого сосуда, так и отведенного тепла от токопроводящих пластин, Устройство для встряхивания водонефтяной эмульсии при своей работе обеспечивает сложное пространственное перемещение платформы с сосудами, чем обеспечивается эффективность встряхивания предлагаемого устройства.

Встряхивание устройства осуществляется исходя из того, что каждая глобула воды в водонефтяной эмульсии в устройстве взаимодействует с глобулами не только в своей плоскости, но и с глобулами, находящимися в других параллельных плоскостях, что эквивалентно Броуновскому движению.

Рассмотрим вариант, когда статор устройства для встряхивания состоит, например, из трех модулей: два модуля с вогнутой внешней рабочей поверхностью и один модуль с выпуклой поверхностью. Тогда при перемещении сосуда с эмульсией слева направо наблюдается следующее положение сосуда в пространстве: спуск и подъем сосуда по вогнутой поверхности модуля; поворот сосуда относительно продольной оси статора и одновременно поворот относительно поперечной оси статора, при этом происходит подъем одной половины сосуда и подъем другой половины сосуда; подьем и спуск сосуда по выпуклой поверхности модуля; смена направления движения сосуда на обратное.

При смене направления движения справа налево сосуд в пространстве совершает следующие движения: подъем и спуск сосуда по выпуклой поверхности модуля; поворот сосуда относительно продольной и поперечной осей статора, при этом происходит опускание первой половины сосуда и опускание другой половины сосуда; спуск и подьем сосуда по вогнутой поверхности модуля; смена направления движения и т,д, При спусках и подьемах сосуда имеет место процесс перемешивания эмульсии, а при смене направления движения и поворота сосуда относительно продольной оси имеет место столкновение глобул воды в турбулентном потоке и их флокуляция, чем обеспечивается создание в лабораторных условиях режимов, близких к промысловым.

Эффективность предлагаемого устройства определяется при эксплуатационных условиях: длина хода и скорость перемещения вторичного элемента электродвигателя (платформы), цикличность движения, объем, материал и геометрия сосуда, физико-химическая характеристика эмульсии. Обеспечение в предлагаемом устройстве сложной траектории движения сосудов с водонефтяной эмульсией и создание в сосудах турбулентных пульсаций эмульсии позволит осуществить взаимодействие глобул воды за счет разного направления их движения, что позволит на порядок увеличить частоту столкновений глобул, так как каждая глобула получает возможность взаимодействия с глобулами не только в своей плоскости, но и с глобулами в других параллельных плоскостях, а это на два-три порядка увеличивает эффективность столкновений и флокуляции гл обул.

Рассмотрим также эффективность предлагаемого устройства, Расширение его технических возможностей состоит в том, что оно позволяет совместить режим подготовки нефти на основе энергии турбулентных пульсаций с режимом повышения температуры водонефтяной эмульсии за счет выполнения сосудов из токопроводящего материала. Известно, что повышение температуры эмульсии на один порядок, например с 10 до 100"С, может привести к изменению ее вязкости и скорости осаждения глобул воды тоже на один порядок.

Благодаря тому. что сосуды можно выполнить из материала с разной электропро1669526 водностью, предлагаемое устройство floзволяет в течение одного интервала времени получить семейство характеристик, учитывающих, например, влияние реагентадеэмульгатора на водонефтяную эмульсию, степень его дозировки, степень разрушения эмульсии и ри разных температурах исследуемой среды.

Расширение технических возможностей предлагаемого устройства позволит исключить использование термокамер в известном устройстве, а последовательный процесс лаборатооных исследований заменить на параллельный. Продолжительность исследования десяти проб водонефтяной эмульсии вместо требуемых 15 ч составит

1,5 ч при одной заданной температуре пробы. При проведении цикла исследований десяти образцов водонефтяной эмульсии в диапазоне температур 10-100 С с интервалом изменения температуры в 10 благодаря использованию устройства экономия времени на проведение исследований составит порядка 130 ч.

Поэтому при использовании устройства может быть получен экономический эффект за счет сокращения времени проведения исследований, что позволит снизить затраты на проведение цикла исследований; экономить электроэнергию.

Формула изобретения

1. Устройство для встряхивания водонефтяной эмульсии, содержащее платформу с закрепленными на ней сосудами и привод колебательного движения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения эффективности встряхивания водонефтяной эмульсии путем обеспечения сложного

5 пространственного перемещения платформы с сосудами, оно дополнительно содержит электродвигатель, связанный с приводом, и направляющие платформы, причем статор электродвигателя выполнен

10 развернутым с уложенной в пазы многофаэной обмоткой и составлен из и модулей с выпуклой и вогнутой их внешней рабочей поверхностью, каждый иэ которых установлен на шаровой опоре с воэможностью из15 менения угла наклона относительно продольной и поперечной осей статора, в платформа выполнена из токопроводящих пластин, взаимосвязанных подвижно, при этом направляющие платформы выполнены

20 по форме, идентичной форме огибающих, ограничивающих поперечный размер статора, и размещены вдоль боковой поверхности статора, причем зазор между статором и токопроводящими пластинами платформы

25 по всей длине развернутого статора выполнен одной величины.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения технических воэможностей устройства путем обес30 печения подогрева сосудов с водонефтяной эмульсией, сосуды для эмульсии выполнены токоп роводящими.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что сосуды выполнены из матери35 ала с разной электропроводностью, 1669526

Р-A

Составитель А.Горбань

Редактор О.Спесивых Техред М.Моргентэл Корректор О.Кундрик

Заказ 2694 Тираж 394 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101