原油电脱水是石油生产运输过程中的关键,随着开采总量的不断累积以及不同驱油技术的发展,其采出液的含水率及其成份的复杂性亦在逐年增加,使得单一的电脱水技术无法高效、稳定地实现油水分离,多采用化学破乳剂和电脱水联合的方式为主,其他物理场为辅的联合脱水技术来处理成份复杂的原油乳化液。超声波技术因其在液态介质中具有较好的空化效应和位移效应使其在原油降粘脱水领域得到较快的发展,但超声强度过大或辐射时间过长时,空化效应也会导致原油的二次乳化,限制了超声技术在原油脱水领域的推广应用。本文利用超声在液相中产生的一系列超声效应,合理地将电场与超声场结合,加快油水分离速度。为了研究超声和电场联合作用下原油乳化液的脱水效果,探明超声与电场联合作用下的脱水特性及脱水机理,在实验室搭建了原油脱水试验平台,并通过脱水实验和数值分析研究了不同因素对脱水效果的影响规律。结果表明,原油乳化液在电脱水过程中电场强度、频率以及占空比对其脱水效果有直接影响,且存在最优值;超声与电场同时作用的脱水效果优于单独电场脱水效果,效果的好坏与超声作用时间、超声和电场的作用顺序、超声强度和超声频率有直接关系,所以选择合适的脱水参数对提高脱水率起到关键作用;声电联合场较单独的电场更适合处理初始含水率较高的原油乳化液;单独电场作用下,脱水率与温度成正比关系,电场和超声联合作用时,原油乳化液的粘度与脱水率都随温度呈现先上升后下降的趋势。结合脱水实验结果和理论分析可以得到:水滴在电场的作用下,电场强度越大,水滴形变度越高,更易发生极化聚结,但过高的场强会引起电分散现象;最佳电场频率与水滴半径、水滴固有振动频率、水滴运动过程中受到的阻力有关,脱水前期,水滴数量多体积大,宜选择较高脱水频率,在脱水后期,水滴半径小,宜选择较低脱水频率;超声波的机械振动引起的位移效应使水滴向波节波腹处运动聚结,这些水滴同时受电场的作用沿电场方向不断振动,促进水滴的进一步聚合,在极大程度上提高了水滴聚合效率;水滴在声场中的运动速度与水滴直径有关,由于水滴粒径大小各不相同,其运动速度也不相等,不同大小水滴在声场中发生相对运动、碰撞,除此之外,水滴在声场中的运动速度还受乳化液粘度、油水密度影响;当超声强度低于临界值时,表现为破乳结果,当超声强度超过临界值时,超声辐照的结果为乳化。通过正交实验设计和对数值的分析可以得到最佳试验参数组合以及各参数对脱水效果影响大小的主次顺序;通过多元线性回归分析得到的经验公式可根据原油物性参数的变化,在一定范围内预测原油的最终脱水效果。本论文的研究成果可为原油最佳脱水参数的选取提供参考,为高效脱水技术的发展提供依据,为新型脱水技术及脱水机理的研究奠定基础。