油田移動式循環洗井車的製作方法

2023-09-20 10:41:35

專利名稱：油田移動式循環洗井車的製作方法
技術領域：
實用新型是對油田注水井清洗用移動式循環洗井車的改進，尤其涉及一種運行無動力，基本不需清洗的油田移動式循環洗井車。
背景技術：
隨著地層中原油採出，地下壓力減小，導致產油量減少，油田採取注水增壓二次採油工藝，通過注水井向地層深處壓力注水將油壓出(注水採油)。然而長期向油井注水，以及注水大都採用聯合站循環水回注，長期循環會導致注水井管壁產生汙垢形成堵塞，不僅造成注水流量減少，減少了原油產出，而且產生汙垢無法對油井測試，因此需對注水井進行循環清洗，以確保注水井通暢。油田注水井通常呈散狀分布，有的兩井間甚至相距幾十公裡，因此現有技術一種為採用車載移動式洗井車，對注水井進行循環清洗。現有車載移動式洗井車，其處理工藝中除雜主要採用通常水淨化處理的過濾方式，通過過濾對注水井內返出水進行處理至滿足要求例如含油及雜質均彡20mg/l回注。例如中國專利CN201037384撬裝式高壓注水井密閉洗井裝置，採用精細過慮器過濾；中國專利CN2010877^高效節能油田注水井洗井車，採用陶瓷濾芯精密過濾器、塊狀介質過濾器、藍式過濾器；中國專利CN2720094車載式油田注水井洗井車，配備有精濾罐；中國專利C擬860932油田注水井自循環洗井車，採用兩級旋流除砂器，再進入斜管除油器、核桃殼過濾器、改性纖維球過濾器；中國專利C^906058注水井汙水過濾洗井裝置，採用沿流體流動方向呈密度增加的多級80-200目過濾網。由於油井汙水不僅含有泥砂等雜質，而且還含有一定量的粘性原油，此原油極易凝固，容易堵塞過濾器，因此一般每洗一口井就需對過濾器反衝洗，含油高的2 - 3小時就會堵塞需反衝洗。而原油的粘稠性，使得普通常溫水反衝洗基本無效，必需要用60°C以上熱水反衝洗，且清洗自耗水量大，油井的分散性，難以正常獲得熱水反衝洗；其次，反衝洗攪拌需用電，一般油井現場缺少電源；再就是，反衝洗產水量大，清洗廢氷需另行運至汙水廠處理很是麻煩；此外，為確保處理高效需定期更換濾料。這些都增加了運行成本，造成清洗運行費用大。雖然可以通過加藥，降低油粘度，然而加藥不僅增加處理成本，而且還會造成對地層的汙染，必須對加藥水另行再處理，此法不被看好。為此，人們提出採用旋流除油器，例如中國專利CN101187298注水井移動式水處理，包括旋流除砂器，液一液旋流除油器，壓力沉降罐，三級過濾罐，並在處理過程中加入水處理劑。中國專利CN2716504移動式油田洗井水回收處理裝置，包括設置在機動車輛的旋流除砂器、旋流除油器。然而僅單設置普通旋流除油，處理效果不夠理想。因此仍有值得改進的地方。
發明內容實用新型目的在於克服上述現有技術的不足，提供一種既不需反衝洗，又不需加藥，使用方便，處理效果好的油田移動式循環洗井車。實用新型目的實現，主要改進是車載移動洗井，處理裝置採用水力旋流除砂，三相分離器分離油、水、雜質，水力旋流除油順次進行，從而克服上述現有技術的不足，實現實用新型目的。具體說，油田移動式循環洗井車，包括移動承載汽車，和車載水處理裝置及清水箱和注水泵，其特徵在於車載水處理裝置由順次處理串聯的水力旋流除砂器，油、水、雜質三相分離器，水力旋流除油器組成。實用新型所說水力旋流除砂器，與現有技術中水力旋流除砂器相同，通過旋流除砂器對注水井返出水先除砂、除雜，使之適應後續處理工藝。為提高泥砂、雜質分離效果，降低後續處理負荷，一種較好採用二級水力旋流除砂器串聯運行，二級水力旋流除砂器可以是通過管道連接串聯運行，也可以是在一個大筒體上下設置串聯運行，本專利優先後者，也就是說水力旋流除砂器有二級，上下設置於同一筒體內串聯運行。油、水、雜質三相分離器，其作用是使經除泥砂、雜質汙水，通過三相分離器，一方面進一步去除水中雜質，為後續旋流除油創造條件，另一方面可以初步分離一些浮油，減輕後續旋流除油負荷，實現水、雜質、油三相分離。三相分離器，一種較好採用內置斜板或斜管的三相分離器，通過斜板或斜管可以快速實現輕重質分離，並且結構也簡單，不需運行動力，更好為斜板或斜管採用豎向波紋板，這樣可以豎向設置不浪費空間，並且具有直波斜置效果。當然本領域普通技術人員採用水處理中其他油、水、雜質三相分離器，也是可以的。水力旋流除油器，為離心式油水分離裝置，其作用是通過高速離心旋流，實現破絮及油、水兩者分離。考慮到處理汙水中油有相當一部分已乳化，為提高分離效率，一種較好為採用液-液多管式旋流除油器，通過高速旋流，可使相對輕質的油在旋流水中心排出，管式結構不僅分離效果好，而且收集分離的油、水方便；其中更好為採用二級液-液多管式旋流除油器串聯運行，為節省在車載佔位，二級液-液多管式旋流除油器，較好呈上下設置串聯運行。為提高液-液多管式旋流除油器適應性及除油效果，一種更好為將水力旋流管進水口處形成旋流的旋流板，由獨塊固定角度設置改為每塊由二片呈活動組合，即液-液多管式旋流除油器中，旋流管進口處的旋流板由弧形固定片和可擺動活動片組成，使之可以根據進水壓力，自動調整改變進水旋流角，確保旋流分離所需壓力產生離心力，從而使水力旋流器在最理想效果下運行，確保旋流除油效果。可以克服進水口形成旋流的旋流板固定設置，處理水壓力變化導致處理效果不穩的缺點，可以適應油井水質變化大及進水壓力變化，確保旋流分油所需旋流速度。為確保出水含油達到低指標，還可以在清水箱內設置若干隔板，通過靜止將已經破絮的油成份再次分離除油，確保最後出水含油率< 20mg/l。此外，在處理進水口還可以加裝高壓減壓閥，將油井出水壓力由20_35Mpa高壓降壓，例如降壓至IMpa左右，並依靠此水壓力實現處理無動力運行。實用新型油田移動式循環洗井車，相對於現有技術，由於採用前述水力旋流除砂、 油、水、雜質三相分離器，水力旋流除油順次處理及特定組合，各處理設備間起到了較好協同作用，例如處理過程的前動、中間靜止、後動、再靜止交替，有利於乳化油的破乳，前二級除雜，將汙水中絕大部分大雜質去除，也減少了油與雜質聚合產生雜質增絮增加堵塞機率， 其共同協調作用不僅可以將油井採出汙水(含油2000mg/l，懸浮物2000mg/l)，處理至分別為20mg/l，20mg/l回注用水，而且處理效率高，並不會出現油堵塞處理設備現象，不需對處理設備反衝清洗，可以連續穩定運行。其次，此處理連接處理過程不再用任何動力，全部由出水減壓自流逐級完成，不需外加能源，適合野外及現場作業，全部物理處理，不需加藥劉，降低了運行成本。斜板或斜管結構的油、水、雜質三相分離器，結構簡單，三者分離效果好， 不會產生任何堵塞，運行操作簡單。液一液旋流物理除油器，特別是細管旋流物理除油，不僅處理及分離能力強，效果好，多管組合可以滿足處理大量化，而且體積小，有於整體小型化。旋流分離管進水旋流片採用二片活動組合，根據進水壓力自調進水切角結構，不僅能根據進水壓力自動調整改變進水旋流角，可以使旋流分離油處於最佳運行狀態，而且也便於磨損後的局部更換(磨損主要為進水切角處)。處理後清水箱設置隔板的保障性措施，更是穩定了處理效果。此外，各處理設備在車上合理布置，體積重量大的清水箱中置，後端為三相分離器，其餘設置在前端，較好協調了車載平衡及承重，使之適合車載運行。實用新型油田移動式循環洗井車，較現有技術同類洗井車，具有處理不用動力及電，全部依靠處理水壓完成，處理不用藥劑，不需反衝洗，節能節水，運行成本低，操作方便，設備基本免維護，這些為實用新型區別於現有技術最大特點。以下結合一個優化具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解實用新型實質，但實施例具體細節僅是為了說明實用新型，並不代表實用新型構思下全部技術方案，因此不應理解為對實用新型總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離實用新型構思的非實質性增加和/或改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特徵簡單改變或替換，均屬實用新型保護範圍。

圖1為實用新型油田移動式循環洗井車側視圖。圖2為圖1俯視結構示意圖。圖3為油、水、雜質斜板(管)三相分離器結構示意圖。圖4-7為圖3中前、中後使用網格結構示意圖。圖8為液一液多管式旋流除油器結構示意圖。圖9為圖8中旋流除油管結構示意圖。圖10為圖9A —A剖視結構示意圖。
具體實施方式
實施例參見附圖，實用新型油田移動式循環洗井車，包括設置在載重車(自後向前)油、水、雜質三相分離器1，處理出水的清水箱4，其中內有隔板分腔，一側上下設置串聯運行的二個液一液多管式旋流除油器3，另一側設置注水泵6，及同一外筒上下設置二級串聯運行的水力旋流除砂器2和下部的儲砂箱7，最前端儲油箱5。車上有進水口 8及隨後的減壓閥9。設備安裝後總高度及寬度滿足汽車設計規範，例如高< 4米。各處理裝置按進水、 減壓、二級水力旋流除砂、油、水、雜質三相分離、二級液一液旋流除油、清水箱儲水、注水泵的泵壓回注流程，由水管按此處理流程連接組成處理系統。其中，油、水、雜質三相分離器1(圖3-7)，包括橫向封閉筒體，左端進水，右端出水，筒體頂壁上方有二個高於筒體頂面的集油器10，集油器上分別有排氣口 10. 1、排汙口 10. 2、出油口 10. 3 ；油、水、雜質三相分離器內置有穩流、整流裝置，穩流、整流裝置為自進水端起的穩流網格11 (圖7)、整流橫向波紋網格12(圖5)、豎向波紋板分離斜板13(圖4)， 出水穩流網格14(圖6)串聯組成。經旋流除砂處理紊流水，經穩流網格11穩流，整流橫向波紋網格12整流，進入豎向波紋板分離斜板13，在豎向波紋斜板中，油、水、雜質三者因質量差得到分離，浮油上浮進入頂部凸起的集油器10進一步濃縮後由出油口排出，雜質則由排汙口排出，沉澱物由底部排出，分離出水經細網格14整流排出，進入後級旋流除油處理。液一液多管式旋流除油器3(圖8)，由密閉橫向筒體15，內置並列設置的多根旋流除油管16組成。旋流除油管16 (圖9、10)，由壓蓋17，對嚮導向二片旋流板18，螺接旋流管是口徑軸向逐漸縮小的旋流錐管19，組成。其中旋流板18由弧形固定片18. 1和可擺動活動片18. 2組成，可擺動活動片18. 2通過銷軸18. 4及張力彈簧18. 3，設置在弧形固定片 18. 1 一端。進水視壓力情況，可擺動活動片18. 2擺動進水切線角可調(當水壓升高活動片壓縮彈簧間隙增大，水流量增大，旋流降低；反之相反)，從而形成油水分離最佳進水旋流。 混有油的水切向進入旋流分離管形成高速旋轉，因口徑軸向逐漸縮小，旋流速度增加離心力增大，在高速旋流下，相對重的水在外周，輕質小油滴被擠到錐形管中心區，形成中心油外圍水兩相層，在進水推動下，中心低壓區油芯向後流動排出，分離油的清水由前端排出， 完成進一步油水分離。處理過程為注水井返出水通過進水口 8，首先由減壓閥9減壓(例如由20Mpa 減至1. 2Mpa)，進入一級旋流除砂器2，經離心旋流除砂，離心力使重質的泥砂、雜質拋向壁面，依重力沿壁面下滑與水分離，經初步分離泥砂後，進入第二級旋流除砂器2繼續旋流分離泥砂，分離泥砂由下方的儲砂箱7收集定期排出；經旋流分離泥砂水，進入由波紋斜板 (管)組成的三相分離器1，通過波紋板降低流速及分離作用，使油、水、雜質三者得到分離， 分離浮油進入上部集油器10被收集定期排出；分離混合油水順次進入一級液一液多管式旋流除油器3和二級液一液多管式旋流除油器3，完成油水分離；循環處理至油田注水標準 (例如含油彡20mg/l，雜質彡20mg/l)為止，出水進入內有隔板分腔的清水箱4，進一步分離油後，由往復式柱塞泵6壓入注水井回用，從而形成廢水自注水井中心油管流出，經洗井車處理，然後回注入套管，清洗處理循環。對於本領域技術人員來說，在本專利構思及具體實施例啟示下，能夠從本專利公開內容及常識直接導出或聯想到的一些變形，本領域普通技術人員將意識到也可採用其他方法，或現有技術中常用公知技術的替代，以及特徵間的相互不同組合，例如旋流除砂及三相分離器結構形式的改變，水力旋流除油器形式的改變，等等的非實質性改動，同樣可以被應用，都能實現與上述實施例基本相同功能和效果，不再一一舉例展開細說，均屬於本專利保護範圍。
權利要求1.油田移動式循環洗井車，包括移動承載汽車，和車載水處理裝置及清水箱和注水泵， 其特徵在於車載水處理裝置由順次處理串聯的水力旋流除砂器，油、水、雜質三相分離器， 水力旋流除油器組成。
2.根據權利要求1所述油田移動式循環洗井車，其特徵在於水力旋流除砂器有二級， 上下設置於同一筒體內串聯運行。
3.根據權利要求1所述油田移動式循環洗井車，其特徵在於水力旋流除油器為液-液多管式旋流除油器。
4.根據權利要求3所述油田移動式循環洗井車，其特徵在於液-液多管式旋流除油器有二級串聯運行。
5.根據權利要求4所述油田移動式循環洗井車，其特徵在於液-液多管式旋流除油器中的旋流管是口徑軸向逐漸縮小的旋流錐管。
6.根據權利要求4所述油田移動式循環洗井車，其特徵在於液-液多管式旋流除油器中旋流管進口旋流板由弧形固定片和可擺動活動片組成。
7.根據權利要求1所述油田移動式循環洗井車，其特徵在油、水、雜質三相分離器為內置斜板或斜管三相分離器。
8.根據權利要求7所述油田移動式循環洗井車，其特徵在於斜板或斜管三相分離器中斜板或斜管為豎向波紋板。
專利摘要油田移動式循環洗井車，包括移動承載汽車，和車載水處理裝置及清水箱和注水泵，車載水處理裝置由順次處理串聯的水力旋流除砂器，油、水、雜質三相分離器，水力旋流除油器組成。各處理設備間較好的協同作用，較現有技術同類洗井車，具有處理不用動力及電，全部依靠處理水壓完成，處理不用藥劑，不需反衝洗，節能節水，運行成本低，操作方便，設備基本免維護。
文檔編號E21B37/00GK202280449SQ20102022880
公開日2012年6月20日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者周俊亞, 肖國洪, 馬傑, 馬煜璋 申請人:江蘇金馬水處理設備有限公司