一種油田採出水過濾器的製作方法
2023-12-02 10:05:16
本實用新型涉及油田採出水處理領域，特別涉及一種油田採出水過濾器。
背景技術：
油田採出水經過處理之後，通常會再通過注水井回注到地層中，其中油田採出水過濾器是油田採出水處理的關鍵設備，過濾器能否正常運行關係到回注水水質能否達標、合格。
目前，油田採出水過濾器主要包括有與過濾器同直徑的圓形上阻攔件、下阻攔件和充填於阻攔件之間的濾料，其中，上阻攔件和下阻攔件可以是篩板、篩管等形式。對油田採出水進行處理時，汙水經過過濾器時，汙油和雜質等被濾料攔截，並留在濾料中，過濾之後的水經濾料濾出，實現對汙水中汙油和雜質的過濾，由於汙油和雜質等留在濾料中會影響汙水過濾效果，需要定期通過反衝洗將積累在濾料中的汙油、雜質等排出，其中採油汙水或者反衝洗水流經過濾器的方向為與過濾器的軸向方向一致。
在實現本實用新型的過程中，設計人發現現有技術至少存在以下問題：
對高凝稠油油田通過利用油田採出水過濾器，進行油田採出水的處理時，因為高凝稠油含蠟、含膠質較高，凝固點較高，反衝洗時濾出的汙油及混合著汙油的雜質通過阻攔件時阻力較大，在水力壓力作用下，上阻攔件容易被壓變形、破損，導致濾料流失，過濾失效。
技術實現要素：
為了解決現有技術的上述問題，本實用新型實施例提供了一種油田採出水過濾器，所述技術方案如下：
本實用新型實施例提供了一種油田採出水過濾器，包括過濾器外殼以及分別設置在所述過濾器外殼頂部和底部的汙水進口和過濾水出口，所述過濾器還包括：
位於所述過濾器外殼內部的支撐板，所述支撐板中心帶有通孔，所述支撐板的邊緣與所述過濾器外殼的內壁接觸；
設置於所述支撐板上、內徑與所述通孔的直徑相等、且與所述通孔同軸的中空圓柱體形的第一篩筒；
設置在所述支撐板上、且套設在所述第一篩筒外部的中空圓柱體形的第二篩筒，所述第一篩筒和所述第二篩筒之間具有第一環形空間，所述第二篩筒和所述過濾器外殼之間具有第二環形空間；
填充於所述第一環形空間內的濾料；
以及，設置在所述支撐板和所述過濾器外殼的底部之間的電熱器；
所述第一篩筒以及所述第二篩筒的頂部密封、底部開放，側壁上均設置有用於使流體通過的縫隙。
具體地，所述第一篩筒以及第二篩筒與所述過濾器外殼同軸。
具體地，所述第一篩筒以及第二篩筒的頂部通過槽鋼固定。
具體地，所述電熱器為防爆電熱器。
優選地，所述電熱器的數量為2個以上，且均勻分布於所述過濾器中。
具體地，所述電熱器的外形為管狀。
具體地，所述電熱器的長度方向與所述支撐板平行，其起始於所述過濾器外殼，並向所述過濾器的軸線方向延伸。
具體地，所述電熱器的長度小於過濾器的半徑。
本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
通過將常規的篩板改變為篩筒，改變流體通過過濾器的路徑，將軸向流經改為徑向流經，使得其過濾面積大於常規過濾器篩板的過濾面積，水流通過時阻力較小，防止篩筒由於反衝洗時的受到阻力大而破裂或者變形；並且在過濾器的支撐板和過濾器外殼之間設置電熱器，在反衝洗之前先將過濾器中的汙水加熱，使得過濾器內部的汙油在升溫之後流動性變好，加熱之後再進行反衝洗，能將汙油、雜質等順利排出過濾器。
附圖說明
為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本實用新型實施例提供的油田採出水過濾器結構示意圖；
圖2是本實用新型實施例提供的圖1中油田採出水過濾器的A-A橫截面示意圖；
圖3是本實用新型實施例提供的圖1中油田採出水過濾器的B-B橫截面示意圖；
圖4是本實用新型實施例提供的多個電熱器在過濾器中以軸對稱方式排列的排列分布圖；
圖5是本實用新型實施例提供的多個電熱器在過濾器中以平行方式排列的排列分布圖；
圖6是本實用新型實施例提供的一個平面螺旋狀電熱器在過濾器中均勻分布的結構示意圖。
其中，附圖標記為：
1、槽鋼；2、支撐板；3、過濾器外殼；4、電熱器；X、濾料；5、第二篩筒；6、汙水進口；7、過濾水出口；8、濾料進口；9、濾料出口；10、第一篩筒；11、第一環形空間；12、第二環形空間。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施方式作進一步地詳細描述。
本實用新型實施例提供了一種油田採出水過濾器，如圖1所示，其包括過濾器外殼3以及分別設置在所述過濾器外殼3頂部和底部的汙水進口6和過濾水出口7，所述過濾器還包括：
位於所述過濾器外殼3內部的支撐板2，所述支撐板2中心帶有通孔，所述支撐板2的邊緣與所述過濾器外殼3的內壁接觸；
設置於所述支撐板2上、內徑與所述通孔的直徑相等、且與所述通孔同軸的中空圓柱體形的第一篩筒10；
設置在所述支撐板2上、且套設在所述第一篩筒10外部的中空圓柱體形的第二篩筒5，所述第一篩筒10和所述第二篩筒5之間具有第一環形空間11，所述第二篩筒5和所述過濾器外殼3之間具有第二環形空間12；
填充於所述第一環形空間11內的濾料X；
以及，設置在所述支撐板2和所述過濾器外殼3的底部之間的電熱器4；
所述第一篩筒10以及所述第二篩筒5的頂部密封、底部開放，側壁上均設置有用於使流體通過的縫隙。
本實用新型實施例提供的過濾器的工作原理是：採油汙水通過過濾器外殼3頂部的汙水進口6進入過濾器，進入第二篩筒5和過濾器外殼3之間的第二環形空間12，經過第二篩筒5側壁上的縫隙而進入第二篩筒5與第一篩筒10之間的第一環形空間11，由於第一環形空間11內填充有濾料X，採油汙水中的雜質等被攔截於濾料X中，過濾之後的過濾水經過濾料X之後從第一篩筒10的側壁上的縫隙而進入第一篩筒10內部，從支撐板2中心的通孔流出，最後通過過濾器外殼3底部的過濾水出口7排出過濾器，在過濾器對採油汙水進行過濾時，採油汙水經過濾料的路徑為沿著過濾器的徑向方向，其流經順序為依次經過第二環形空間12、第二篩筒5側壁、濾料X、第一篩筒10側壁，這樣的流經方式使得本實用新型提供的過濾器過濾面積大於常規過濾器篩板的過濾面積，水流通過時阻力較小，並且篩筒5的側壁與重力方向平行，不受水重力作用的影響，從而這樣的結構防止其在過濾過程中的破裂或者變形。
本領域技術人員可以理解的是，在使用如圖1所示的過濾器對採油汙水進行過濾時，採油汙水從過濾器上部的汙水進口6進入，然後按順序經過第二環形空間12、第二篩筒5側壁、濾料X、第一篩筒10側壁、支撐板2中心的通孔、最後過濾之後的水從過濾器下部的過濾水出口7輸出，而本實用新型中所述的對過濾器進行反衝洗是指水從過濾器下部的過濾水出口7進入，然後通過支撐板2中心的通孔、第一篩筒10側壁、濾料X、第二篩筒5側壁、第二環形空間12，最後從過濾器的上部的汙水進口6排出。也就是說在對過濾器進行反衝洗時，由於反衝洗水的流經方式也是徑向的，其過流截面大於常規過濾器篩板的過流截面，水流通過時阻力較小，防止其由於反衝洗時的壓力而破裂或者變形。
需要說明的是，所述第一篩筒10以及第二篩筒5的頂部密封，採油汙水從從過濾器上部的汙水進口6進入之後不能通過第一篩筒10以及第二篩筒5的頂部進入濾料X，而只能進入第二環形空間12，再從第二篩筒5的側壁上的縫隙進入濾料X。參見圖3，由於所述支撐板2中心帶有通孔，所述支撐板2的邊緣與所述過濾器外殼3的內壁接觸，所述通孔的直徑與所述第一篩筒10的內徑相等，也就是說支撐板2為中心帶有圓形通孔的圓形鋼板，該圓形鋼板的外壁可以焊接於過濾器外殼3的內壁上，第一篩筒10以及第二篩筒5底部開放，但由於支撐板2將第一篩筒10以及第二篩筒5之間的第一環形空間11底部遮擋，同時將第二環形空間12底部遮擋，反衝洗水不能從第一環形空間11底部進入濾料X，而只能從支撐板2中心的通孔處流入，再經過第一篩筒10側壁上的縫隙而進入濾料X。同樣地，採油汙水經過濾料X過濾之後，也只能經過第一篩筒10側壁上的縫隙流出。
如圖2所示，從第一篩筒10以及第二篩筒5頂部與過濾器外殼3頂部之間的橫截面圖可以看出，所述第一篩筒10以及第二篩筒5的頂部通過槽鋼固定，具體可以採用兩根槽鋼，以十字交叉的形式焊接在第一篩筒10以及第二篩筒5的頂部，同時，槽鋼的兩端均與過濾器外殼的內壁焊接；也可以採用將兩根以上的槽鋼，以其他方式焊接在第一篩筒10以及第二篩筒5的頂部。
參見圖1，在上文所述的實施例中，所述第一篩筒10以及第二篩筒5與所述過濾器外殼3同軸，所述第一篩筒10以及第二篩筒5為中空圓柱體，其外徑、長度應根據實際情況中具體的過濾器處理量、水質指標等因素來確定。由於第一篩筒10以及第二篩筒5的頂部密封，可以通過濾料進口8將濾料泵入篩筒5中，需要取出濾料時,也可以通過濾料出口9將其泵出過濾器，該濾料X通常為固體顆粒物，例如核桃殼或石英砂。
本實用新型實施例不對第一篩筒10以及第二篩筒5側壁上的縫隙作出具體限定，其目的是為了形成流動相可以通過的通道，但需滿足達到設計的汙水通過量、並阻攔濾料流失。本實用新型實施例不對第一篩筒10以及第二篩筒5的縫隙作出具體限定，其可以為條狀縫隙，可以為帶有紗網的例如格柵、孔板等多種形式中的縫隙。
由於高凝稠油含蠟、含膠質較高，其凝固點較高，一般約為30～40℃，這裡所述的膠質指原油中的一類粘稠液態或半固體的大分子物質。在上文所述的實施例的基礎上，為了更好的實現防止第一篩筒10以及第二篩筒5被壓壞或者變形，本實用新型實施例在油田採出水過濾器的支撐板2和過濾器外殼3之間設置電熱器4，在進行反衝洗操作時,打開電熱器4的電源，加熱過濾器中的汙水，使得過濾器中的汙水溫度儘量大於高凝稠油的凝固點，之後再進行反衝洗，溫度較高的汙水使得濾料中的原油、蠟及膠質流動性變好、容易與濾料分離、可順利排出過濾器。上述所述的反衝洗用的水，可以是清水、經過濾之後的採油汙水等，由於室溫清水溫度較低，本領域常採用經過過濾之後的，符合行業標準的採油汙水來進行過濾器反衝洗，例如過濾之後符合行業標準SY/T5329-2012中的注水水質標準的採油汙水。
在上文所述的實施例中，由於在對過濾器進行反衝洗時要有足夠的衝洗強度，在本實用新型中將電熱器4設置在支撐板2和過濾器外殼3之間，反衝洗的水通入時，首先會經過電熱器4，作為一種優選方案，該電熱器4為防爆電熱器，使其在過濾器內有油氣的環境中能夠安全使用。
本實用新型實施例中，電熱器4的數量沒有嚴格的限定，可以只有2個，也可以有2個以上，例如可以為4個、6個、8個等。當電熱器4的數量在2個以上時，優選將電熱器均勻分布於過濾器中。
本實用新型實施例中，電熱器4的具體形式可以為管狀，並且電熱器4的長度方向與所述下阻攔件2平行，加熱時，過濾器中的汙水受熱更均勻。當電熱器4的數量為2個以上時，本實用新型實施例不對電熱器4在支撐板2和過濾器外殼3之間的排布方式作出任何具體限定，多個電熱器4之間可以形成能讓介質通過的通道。例如，電熱器4可以以相互平行的方式排布，也可以是沿過濾器的軸對稱排布等。作為優選方案，電熱器4的排布應使得所述電熱器4均勻分布於所述過濾器中。
參見圖4，圖4是本實用新型實施例提供的多個電熱器在過濾器中以軸對稱方式排列的排列分布圖，作為本實用新型實施例的一種可選方案，每根電熱器4起始於過濾器外殼3，並向過濾器的軸線方向延伸，但是電熱器4的長度小於過濾器的半徑，也就是指電熱器4之間沒有重合或者交叉，電熱器4均勻分布於過濾器中，沿著過濾器的軸線對稱分布。本實用新型實施例中以過濾器為豎直放置的圓柱形罐為例來舉例說明，過濾器的橫截面為圓形，那麼每根電熱器4的長度大致相等，但是本可選方案的電熱器4排布方式也適用於橫截面為其餘形狀的過濾器，例如有的過濾器為橫著放置的圓柱形罐，那麼其橫截面為橢圓形。
電熱器4的排布方式還可以是圖5所示的方式，圖5是本實用新型實施例提供的多個電熱器在過濾器中以平行方式排列的排列分布圖，每根電熱器4起始於過濾器外殼3的一端，結束於過濾器外殼的另一端，每根電熱器4之間互相平行，均勻分布於過濾器中，每根電熱器4之間的距離一致。按照這樣的方式排布，每根電熱器4的長度不一樣，使其配合過濾器外殼3的輪廓。
上文所述的多個電熱器是指電熱器4為一根直管的形狀，沒有彎曲等，本領域技術人員可以理解的是，在電熱器4為一根直管的形狀時，才會有多個電熱器4根據不同的排布方式均勻分布於過濾器中，用於使得過濾器中的汙水受熱均勻。而在電熱器4為其餘形狀時，也可以通過其形狀的變化來實現過濾器中的汙水受熱均勻，例如通過彎曲、環繞等方式得到的電熱器，如圖6所示，圖6是本實用新型實施例提供的一個平面螺旋狀電熱器在過濾器中均勻分布的結構示意圖，電熱器4的數量還可以只為一個，其為一個平面上的螺旋狀，通過將一根較長的電熱管彎曲，從電熱管的一端開始沿該端點以畫圈的方式彎曲電熱管，並且保持每圈的電熱管之間的距離一致，最外面一圈的電熱管與過濾器的直徑相配合，這樣螺旋狀的電熱器，由於每根加熱管的管與管之間間距均勻，分布均勻，從而讓過濾器中的汙水能夠得到均勻的受熱。
在上文所述的實施例中，所述電熱器4的個數、電熱器4的功率、以及電熱器4的使用加熱時間都與過濾器的處理量以及原油物性有關係，過濾器的處理量也就是指汙水的通過量，根據不同處理量的過濾器以及不同的原油物性，電熱器4的個數、功率則應該隨著實際情況進行調整，並且電熱器4的使用加熱時間也不一樣，作為一種優選方案，利用電熱器4將過濾器內汙水提高至60℃以上，本鄰域技術人員可以理解的是，這裡所述將過濾器內汙水提高至60℃以上，是根據原油的物性確定的，溫度根據實際情況進行調整，例如，也可以是70℃以上，其目的是為了使濾料中的原油、蠟及膠質流動性變好。
基於以上所述，本實用新型實施例提供一種對上述的過濾器進行淨化的方法，具體包括：將電熱器4的電源打開，對過濾器中汙水進行加熱，再使用加熱後的水對過濾器進行反衝洗。
下面對本實用新型實施例進行實際的應用：
對於採油汙水處理量為70m3/h的過濾器，在過濾器中設置外徑為2.5米的篩筒5，篩筒5上均勻分布寬度為0.2～0.3mm縫隙。在支撐板2和過濾器外殼3之間設置6個30KW的防爆電熱器4，該電熱器4為直管狀，6個電熱器4的排布方式均為起始於過濾器外殼3，並向過濾器的軸線方向延伸，並且終止於過濾器的軸線附近，均勻分布於過濾器中，相鄰兩個電熱器4之間的角度為30°，可以看出電熱器4之間沒有重合或者交叉，為液體通過提供通道，並且使得過濾器中的汙水受熱均勻。在對過濾器進行反衝洗淨化時，將電熱器的電源打開，全功率加熱約1小時，可將過濾器內汙水溫度從50℃提高至70℃，再使用經過本過濾器過濾之後的採油汙水對過濾器進行反衝洗，將汙油、雜質順利排出過濾器，最後將反衝洗水排入廢水池。
本實用新型實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
通過將常規的篩板改變為篩筒，改變流體通過過濾器的路徑，將軸向流經改為徑向流經，使得其過濾面積大於常規過濾器篩板的過濾面積，水流通過時阻力較小，防止篩筒由於反衝洗時受到阻力大而破裂或者變形；並且在過濾器的支撐板和過濾器外殼之間設置電熱器，在反衝洗之前先將過濾器中的汙水加熱，使得過濾器內部的汙油在升溫之後流動性變好，加熱之後再進行反衝洗，能將汙油、雜質等順利排出過濾器。
上述所有可選技術方案，可以採用任意結合形成本公開的可選實施例，在此不再一一贅述。
以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。