[发明专利]一种超声波空化处理油泥砂的方法及装置

权利要求书

1.一种超声波空化处理油泥沙的方法，将油泥砂浆进行有效的超声波空化处理，其特征在于实施步骤如下：

（1）选择超声波参数：根据被处理油泥砂的原油物性确定超声波换能器工作参数；

（1.1）选择超声波震荡器的最大工作声强：把锡箔放入加了声辐射的从待处理油泥砂提

取的油样中,在一定时间范围内，令刚好使其腐蚀粉碎的声强确定为处理本油泥砂的最大工作声强；

（1.2）确定超声波换能器的最大输出功率：根据装置可向上辐照超声波的面积，确定需要安装超声波振荡器的个数，这些超声波振荡器的个数乘以选择的最大工作声强，就是超声波换能器的最大输出功率；

（1.3）选择超声波处理油泥砂的工作频率10KHz-20KHz，脉冲宽度6ms-10ms，并参考选择的最大工作声强，确定超声波辐照的适宜距离；再根据超声波辐照的有效工作容积和进出口油泥砂浆的流量，选择超声波辐照的有效工作时间范围；

（2）确定流体运动参数：

（2.1）根据每小时需要处理油泥砂的数量和适当用水量，确定油泥砂浆入口的浆液流量；

（2.2）根据需要保持10转/分钟-40转/分钟的旋流场，确定油泥砂浆入口的浆液压力；

（2.3）根据处理油泥砂的最高含油率和保证超声波辐照8分钟-18分钟，确定油水溢流孔和油泥砂浆出口的流量，同时确定油泥砂浆入口至超声波换能器的高度差并适当修正罐体有效工作半径；

（3）设计装置工况参数：

（3.1）根据待处理油泥砂的最高含油率和每小时需要处理油泥砂的数量，依据罐体有效工作半径，确定油泥砂浆入口至油水溢流孔的高度差；

（3.2）根据油泥砂浆入口管线的浆液压力、流量和罐体工作内壁的半径，确定油泥砂浆旋流导流槽的宽度、螺距和圈数，并适当修正油泥砂浆入口至超声波换能器的高度差；

（3.3）根据待处理油泥砂的最大含固率和每小时需要处理油泥砂的数量，确定螺旋输送型搅拌器的工作直径和转速；

（4）超声波空化处理油泥砂：带有设定压力和流量的油泥砂浆，从罐体圆柱部分上部外壁切向设置的油泥砂浆入口管线进入处理油泥砂的装置；从油泥砂浆入口处罐体内壁开始设置螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽，在油泥砂浆旋流导流槽的导引下，油泥砂浆的动能使罐体内的油泥砂浆形成旋流场，随时将泥砂颗粒上剥离的原油立刻向圆柱罐体的中心集聚并上浮至罐体顶部油水溢流孔溢出；在罐体圆柱部分下部的罐内中间平面上，安装的可调型超声波换能器，根据被处理油泥沙的原油物性，向上辐照最大声场强度在0.3w/cm²-0.8w/cm²之间，输出功率3kw-8kw之间，频率10KHz-20KHz，脉冲宽度6ms-10ms，的超低频超声波，使油泥砂颗粒在随旋流场下落的过程中不断被超声波空化处理剥离原油，在任何高度剥离出的原油在旋流场的作用下都立刻向罐体的中心集聚并上浮至油水溢流孔溢出，净泥砂在任何高度都沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂在罐内壁与罐中心之间继续接受超声波辐照并在下落的过程中实现油与泥砂的分离；下落的泥砂通过罐体底部倒锥面的集聚，由螺旋输送型搅拌器将泥砂浆液送人净泥砂浆出口管线，出口管线的流量是入口管线的流量减去油水溢流孔的溢流量，压力根据下一步固液分离的需要设定。

2.一种超声波空化处理油泥砂的装置，其特征在于：圆柱型罐体的顶部中心位置设有油水溢流孔；圆柱罐体上部距油水溢流孔下300mm-1800mm的外壁切向设置油泥沙浆入口管线；从圆柱罐体上部内壁油泥沙浆入口开始设置螺旋向下，螺距100mm-600mm的油泥沙浆旋流导流槽1-3周；在圆柱罐体内下部，距油泥沙浆入口6—16倍旋流导流槽螺距的罐内中间平面上，安置频率10KHz-20KHz、脉冲宽度6ms-10ms、超声波辐照方向向上、单支振荡器声场强度在0.3w/cm²-0.8w/cm²之间、分区间可调的3kw-8kw可调型超声波换能器；在圆柱罐体底部安装螺旋输送型搅拌器；螺旋输送型搅拌器末端联接泥砂浆液出口管线。