פיזור שמן גולמי אולטרסאונד

פיזור שמן גולמי אולטרסאונד

מים-הנושאים נפט גולמי היא תופעה שכיחה בפיתוח שדות נפט וגז, ויש לייבש ולהפיל מים-שנושאים נפט גולמי לפני העיבוד. פיזור נפט גולמי אולטראסוני היא שיטת פיזור חדשה שיכולה לפתור ביעילות בעיות כאלה.

עקרון הדמולסיפיקציה קולי

אולטרסאונד הוא גל מכני אלסטי המתפשט במדיום, שיש לו רטט מכאני, קוויטציה והשפעות תרמיות. ניסויים תיאורטיים של גזירה והדמיה מוכיחים שעוצמת הצליל של דהמולסיפיקציה קולית חייבת להיות מתחת לסף הקוויטציה. לכן, פיזור קולי של נפט גולמי מנצל בעיקר את הרטט המכני וההשפעות התרמיות של גלים קוליים.

1. רטט גורם ל"חלקיקי" מים להצטבר. כאשר הגל האולטראסוני עובר דרך תווך הנפט הגולמי עם "חלקיקי" מים מרחפים, הוא גורם ל"חלקיקי" המים המרחפים לקיים אינטראקציה עם הנפט הגולמי.

2. רטט יחד. מכיוון של"חלקיקי" המים בגדלים שונים יש מהירויות רטט יחסיות שונות, "חלקיקי" המים יתנגשו וידבקו זה בזה, מה שיגדיל את נפח ומסת החלקיקים, ולבסוף ישקעו ויפרדו.

3. רטט יכול להפוך את החומרים המתחלבים הטבעיים כגון פרפין, קולואיד ואספלט בנפט גולמי לפיזור אחיד, להגביר את מסיסותם, להפחית את החוזק המכני של סרט הממשק של השמן- ולהקל על השקיעה וההפרדה של שלב המים. פעולה תרמית מפחיתה את החוזק של סרט ממשק המים-של השמן ואת הצמיגות של הנפט הגולמי.

מצד אחד, חיכוך גבול מגביר את הטמפרטורה בממשק המים-שמן, דבר המסייע לקרע של סרט הממשק.

מצד שני, נפט גולמי סופג חלק מאנרגיית החום המומרת מאנרגיית קול, מה שיכול להפחית את הצמיגות של הנפט הגולמי, מה שמסייע לשקיעה כבידה ולהפרדה של נפט ומים של "חלקיקי מים".

גורמים המשפיעים על פיזור קולי:

1. ישנם גורמים רבים לשחרור קולי, כגון עוצמת קול, תדר קולי, זמן קרינה, טמפרטורה, זמן שקיעה, צמיגות נפט גולמי וכו'.

2. חוזק ופיזורו הם אחד הגורמים החשובים המשפיעים על פיזור קולי. יש לשלוט בעוצמת הצליל מתחת לסף הקוויטציה. בשל ההבדלים הגדולים בתכונותיו של כל שמן גולמי, עוצמת הצליל האופטימלית הנדרשת לפירוז שונה.

3. גודל תדר הגל משפיע רק על המרחק שעוברים ה"חלקיקים" לאנטי-צמתים או לצמתים בטווח גודל מסוים, ויש לו השפעה מועטה על אפקט הדמולסיפיקציה בטווח גודל מסוים. קוטיוסוב מסיק תיאורטית שלתדר יש השפעה על צבירה "חלקיקים", ומסיק שהתדר האופטימלי לצבירת חלקיקים בפעולת גלי קול הוא כ-21-25 קילו-הרץ.

4. אמולסיפיקציה ו-demulsification הם למעשה תהליך שיווי משקל דינמי. ניתן לשבור את הדמולסיפיקציה על ידי בחירת זמן הטיפול המתאים, אך אם זמן הטיפול האולטראסוני ארוך מדי, ייתכן שהתחליב הדו-פאזי של השמן והמים המופרדים עשוי להיות אמולסיה, ובכך ליצור אמולסיה יציבה יותר. לכן, זמן קרינת גלי הקול אינו ארוך ככל האפשר.

5. השפעת הדמולסיפיקציה והתייבשות של נפט גולמי ברורה. חלק המסה של המים לאחר דהמולסיפיקציה של נפט גולמי יורד עם עליית הטמפרטורה, אך טווח הירידה הופך קטן יותר ויותר עם עליית הטמפרטורה.