油田採出水處理反應、沉降裝置的製作方法

2023-09-15 03:50:25 1

專利名稱：油田採出水處理反應、沉降裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種油田採出水處理裝置，屬於油田採出水處理裝置領域。
背景技術：
石油開採過程中未經處理的原油含有大量的水。目前我國油田稀油區塊原油含水平均達到70%，稠油區塊原油含水已達到85%以上。從原油中分離出來的水質較複雜，一般情況下，礦化度比較高，從幾千mg/1到幾十萬mg/1。有些區塊採出水中還含有有毒有害物質，不經過處理無法排放。而且我國油田稀油區塊主要採用注水開採方式，本身需要大量的水，原油處理過程中分離出的採出水經處理後再回注到油田是最佳選擇。由於我國大部分油田是低滲透油田，對注入水水質要求較嚴格，採出水必須經過處理才能達到注水水質標準。目前油田採出水處理工藝流程主要分為重力流程和壓カ流程兩大類，區別在於使用的 處理裝置不同。重力流程所使用的主要裝置為敝ロ設施；壓力流程所使用的主要裝置為密閉設施。具體到某一工程中選用那種流程與所要處理的採出水水質、水量有夫。一般情況下，水量較大時採用重力流程；採用的主要設備有重力除油罐、混凝沉降罐、旋流器、氣源機等。礦化度高、腐蝕較嚴重採用壓力流程，採用的主要設備有臥式壓力粗粒化除油器、壓カ式斜板、沉降器等，近年來出現了大量多功能處理設備，如中國專利201010122385. O和中國專利CN200610086197. O公開的設備，雖然縮短了流程，但這些設施設備在實際運用過程中不能與實驗室所篩選的藥劑很好的結合，除油、懸浮物效率低，處理後的浄化水水質不能連續穩定達標運行，操作和維護較麻煩。由於採出水處理的核心為混凝沉降部分，而目前各油田用於混凝沉降的裝置或構築物大都為一體化裝置，處理後的浄化水水質時好時壞，現場運行管理和維修較麻煩，無法滿足油田生產的要求，有待改進。

實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供了油田採出水處理反應、沉降裝置，將反應與沉降分為兩個単元，根據混凝沉降機理，使得整個處理過程連續、穩定，完成油、懸浮物、水分離，達到採出水處理淨化後回用的目的，且便於運行管理和維護。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案油田採出水處理反應、沉降裝置，包括反應器和沉降罐，反應器的出水ロ與沉降罐的進水口連接。反應器為立式全密閉的罐體，安放在裙座上，根據所加藥劑品種的數量，反應器內部分為多個獨立的反應室，每個反應室的內部由分隔板分隔成兩個子反應室，即下部的第一反應室和上部第二反應室，兩個子反應室側面分別設有便於內部維修的人孔，第一反應室與第二反應室內壁上豎直方向各設數塊立板，長度比子反應室高度略短。第一反應室下端設有進水管，進水管外側連接加藥管，位於第一反應室底端的下封頭最底處設有放空管，裙座側壁設有排汙管。第二反應室上端設有出水管，位於第二反應室上端的上封頭處最頂處設有放氣管，兩個子反應室通過位於位於第二反應室內部下端的三通聯通，三通位於分隔板邊緣，一個通道穿過隔板 伸向第一反應室作為第一反應室的出水管，另ー個通道位於第二反應室作為第二反應室的進水管，第三個通道伸出第二反應室壁外作為加藥管。沉降罐為立式常壓儲罐，罐體立壁上設有三個便於罐體內部維護的人孔，方便罐清洗時，排出底部汙泥。罐頂設有透光孔和人孔，與大氣相通的通氣管，保證罐內壓カ為常壓。罐體立壁底部設有清掃ロ，罐體內部底端設置有強制排泥裝置。強制排泥裝置上方設有傘形布水板，傘形布水板頂部固定在設置於沉降罐內部中心的豎立的中心立柱上。傘形布水板上方設置有配水管，配水管頂部密封、底部敞ロ，固定於中心立柱上，從沉降罐外部穿入的進水管切向進入配水管內部。配水管上方設置有填料裝置，填料裝置直徑與與沉降罐內徑相同，填料裝置內部放置有填料，填料裝置上下分別設有排泥裝置。填料裝置上方設置有集水裝置，集水裝置通過豎立的出水立管固定於沉降罐內，出水立管連接出水管，出水管伸出沉降罐罐外。出水管上方設置有收油槽，收油槽位於沉降罐內壁圓周，上端開ロ，下端連接收油管，收油管伸出沉降罐外。進ー步的，第一反應室下端進水管與第二反應室的進水管均為切向進入罐內，末端收ロ或安裝一大小頭。進ー步的，沉降罐罐內底部設置的強制排泥裝置包括排泥器、排泥管以及反衝洗管，排泥管以及反衝洗管連接至罐體外部。進ー步的，傘形布水板、配水管及集水管的橫向尺寸均小於沉降罐內徑。進ー步的，填料裝置內部放置的填料為比重略小於水的耐腐蝕顆粒狀小球，或填裝蜂窩斜板。進ー步的，集水裝置可為環形穿孔集水管或均勻設置的4個集水喇叭的任意一種，由十字交叉的集水管與出水立管連接。反應室內増加立板和進水管末端設計為縮ロ噴嘴是為了增加反應強度。反應器的進水在下端，出水在上端，水流方向向上，水的自身重力向下，使得加入的藥劑與油田採出水能充分混合。反應器與沉降罐之間由連通管連接。罐的內部根據水流方向和功能保證分為6個區緩衝區，沉降區，填料區，浄化水區，汙水區，汙泥區。6個區自下到上的順序為汙泥區、沉降區、緩衝區、填料區、浄化水區和汙油區。與反應器出水管相連的進水管切向進入緩衝區的配水管，可以使完成加藥反應後的油田採出水在進入沉降區前能量有ー個緩慢釋放的過程，形成ー個速度梯度，有利於整體形成、聚集。填料區內的填料是顆料狀耐腐蝕小球，小球製造材料比重比水稍輕；填料也可以是蜂窩斜板，填料區的上、下都設有排泥器。浄化水區設有環形穿孔集水管或若干個集水喇叭ロ，用於淨化水的吸集。沉降罐還設有汙泥和汙油兩個輔助區。下部汙泥區設有強制排泥的排泥器，上部浮油區設有環形收油槽。油田採出水進入緩衝區後向下進入沉降區沉降，再向上進入填料區進ー步對油田採出水進行分離淨化，最後形成浄化水及上層的汙油、下層的汙泥，浄化水通過集水裝置和出水管流出沉降罐。本實用新型油田採出水處理反應、沉降裝置，將反應與沉降分為兩個単元，化複雜結構為簡單結構，各段設備功能単一，容易實現，方便現場管理和維修，井能使處理後浄化水水質連續穩定達標。根據混凝沉降機理，結合實驗室所篩選藥劑的參數，滿足採出水處理過程中多種藥劑反應時間，強度的要求，將實驗室提出的水處理模型轉化為エ業化生產裝置，使得整個處理過程連續、穩定，完成油、懸浮物、水分離達到採出水處理淨化後回用的目的。

附圖用來提供對本實用新型的進ー步理解，並且構成說明書的一部分，與本實用新型的實施例一起用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的限制。在附圖中圖I是反應器的結構示意圖；圖2是沉降罐的結構示意圖。圖中，1-1筒體，1-2第一反應室，1-3立板，1_4隔板，1_5加藥管，1_6三通， 1-7立板，1-8第二反應室，1-9上封頭，1-10放氣管，1-11出水管，1_12立板，1_13人孔，1-14立板，1-15人孔，1-16進水管，1-17下封頭，1_18排汙管，1_19放空管，1_20裙座。2-1罐體，2-2排泥管，2-3反衝洗管，2_4排泥器，2_5中心立柱，2_6傘形布水板，2-7進水管，2-8配水管，2-9排泥器，2-10填料，2_11排泥器，2_12集水管，2_13出水立管，2-14出水管，2-15收油管，2-16透光孔，2_17通氣管，2_18人孔，2_19收油槽，2-20、2-21、2-22 人孔，2-23 清掃 ロ。I汙油區，2浄化水區，3填料區，4緩衝區，5沉降區，6汙泥區。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。如圖I、圖2所示，油田採出水處理反應、沉降裝置，其特徵在於包括反應器和沉降罐，反應器的出水ロ與沉降罐的進水口連接。反應器為立式全密閉的罐體1-1，安放在裙座1-20上，反應器內部分為多個獨立的反應室，每個反應室的內部由分隔板1-4分隔成兩個子反應室，即下部的第一反應室1-2和上部第二反應室1-8，兩個子反應室側面分別設有便於內部維修的人孔1-13、1-15，第一反應室與第二反應室內壁上豎直方向各設4塊立板，長度比子反應室高度略短；第一反應室1-2下端設有進水管1-16，進水管外側連接加藥管，位於第一反應室底端的下封頭1-17最底處設有放空管1-19，裙座側壁設有排汙管1-18。第二反應室上端設有出水管1-11，位於第二反應室上端的上封頭1-9處最頂處設有放氣管1-10，兩個子反應室通過位於位於第二反應室內部下端的三通1-6聯通，三通位於分隔板1-4邊緣，一個通道穿過隔板伸向第一反應室作為第一反應室的出水管，另ー個通道位於第二反應室作為第二反應室的進水管，第三個通道伸出第二反應室壁外作為加藥管ト5 ；第一反應室1-2下端進水管1-16與第二反應室的進水管均為切向進入罐內，末端收ロ或安裝一大小頭。[0034]經過重力除油罐初步處理的油田採出水，通過泵提升至反應器，在泵前和泵後加入經實驗室篩選好的第一種藥劑，藥劑在進入本反應器前的管道內與經過預處理的油田採出水充分混合；在反應器第一反應室的進水管處加入第二種藥劑，第二種藥劑在反應器的第一反應室內與加入了第一種藥劑的油田採出水充分混合，在進入第二反應室內與加入了第一、ニ種藥劑的油田採出水充分混合反應。沉降罐為立式常壓儲罐，罐的內部根據水流方向和功能保證分為6個區緩衝區，沉降區，填料區，浄化水區，汙水區，汙泥區。6個區自下到上的順序為汙泥區、沉降區、緩衝區、填料區、浄化水區和汙油區。罐體立壁上設有2-20、2-21、2_22三個便於罐體內部維護的人孔，方便罐清洗時，排出底部汙泥。罐頂設有透光孔2-16和人孔2-18，與大氣相通的通氣管2-17，保證罐內壓カ為常壓。 —、汙泥區罐體立壁底部設有清掃ロ 2-23，罐體內部底端設置有強制排泥裝置。包括排泥器2-4、排泥管2-2以及反衝洗管2-3，排泥管以及反衝洗管連接至罐體外部。ニ、緩衝區緩衝區由配水管2-8和傘形布水板2-6組成。傘形布水板2_6位於強制排泥裝置上方，傘形布水板頂部固定在設置於沉降罐內部中心的豎立的中心立柱2-5上，傘形布水板上方設置有配水管2-8，配水管頂部密封、底部敞ロ，固定於中心立柱上，傘形布水板、配水管的橫向尺寸均小於沉降罐內徑。從沉降罐外部穿入的進水管2-7切向進入配水管內部，進水管切向進入緩衝區的配水管，可以使完成加藥反應後的油田採出水在進入沉降區前能量有ー個緩慢釋放的過程，形成ー個速度梯度，有利於整體形成、聚集。進水管2-7切向進入配水管2-8，使水流緩慢旋轉起來，並使水流速度減緩，這樣有利於懸浮物的聚集，傘形布水板2-6將水流導向罐壁，防止對汙泥區的汙泥造成衝擊。三、沉降區經過緩衝器的裝置進行緩衝，油田採出水先向下運動，進入沉降區後，聚凝後的懸浮物由於自身的重力和慣性繼續向下沉澱，達到油田採出水與懸浮物初步分離的目的。油田採出水中的部分汙物逐漸沉降，進入汙泥區。四、填料區配水管上方設置有填料裝置，填料裝置直徑與與沉降罐內徑相同，填料裝置內部放置有填料2-10,填料為比重略小於水的耐腐蝕顆粒狀小球,或填裝蜂窩斜板。填料裝置上下分別設有排泥器2-9和排泥器2-11。由於出水ロ在沉降罐的上方，所以水流方向是向上的，細小懸浮物、破乳後的油珠與水流共同緩慢向上運行，通過填料區時，有部分懸浮物被攔截下來。經過一段時間運行，在填料區的下方會形成一層懸浮汙泥層，該汙泥層有一定的化學活性，油田採出水通過汙泥層時，部分在沉降區未沉降下來的懸浮物被網捕、吸附，當汙泥層的厚度達到一定程度時，有一些汙泥會因自身重力沉降下來。還可根據現場運行情況，當汙泥厚度超過一定程度，影響到出水水質時，通過排泥器2-9不定時地排出一部分汙泥。五、浄化水區填料裝置上方設置有集水裝置，集水裝置為環形穿孔集水管或均勻設置的4個集水喇叭的任意ー種，由十字交叉的集水管2-12與出水立管2-13連接。通過豎立的出水立管固定於沉降罐內，出水立管連接出水管2-14，出水管伸出沉降罐罐外。通過填料區後，浄化水和油珠繼續緩慢向上運行，油田採出水基本得到已淨化，已可稱為淨化水。在浄化水區；淨化水通過集水管收集排出，進入下段緩衝罐。浄化水中殘留的微量細小懸浮物進ー步沉澱，運行一段時間後在浄化水區的下部、填料區的上部也形成ー層汙泥層，同上述汙泥層一祥，該汙泥層同樣對懸浮物細小顆粒有去除作用。可根據現場運行情況，當汙泥厚度超過一定程度，影響到出水水質時，通過排泥器2-11不定時地排出一部分汙泥。 集水裝置由十字交叉的集水管2-12與出水立管2-13連接，這樣可以使淨化水緩慢排出，出水立管2-13的作用是為了使集水管2-12深入淨化水區中，與上方的汙油區有一定距離，保證出水質量。六、汙油區汙油區設有環形收油槽和收油管，收油槽2-19位於出水管上方，固定在沉降罐內壁圓周，上端開ロ，下端連接收油管2-15，收油管伸出沉降罐外。當汙油厚度達到一定值時，開啟外部收油管的閥門，回收汙油。油田採出水在向上運動和通過填料區的過程中，油珠不斷碰撞増大，上浮速度也隨之増大。通過集水管時，油珠上浮的速度大於淨化水進入集水管的速度時，會繼續上浮至汙油區，達到一定厚度，定期通過收油槽和收油管排出。以下為採用本實用新型所述裝置和方法的實例I、某油田稠油區塊採出水，水溫(50°C 55°C)，礦化度(3270mg/l)55°C 60°C2980 mg/1Ca2+ (220 mg/1)， Cl ' (820 mg/1)180 mg/1,790 mg/1進入本裝置時，來水含油(100 500) mg/1，懸浮物(60 270mg/l)100 500mg/l,70 200mg/l經過本裝置處理後的出水含油小於2. O mg/1，懸浮物小於10 mg/1。2、某油田稀油區塊採出水，水溫(25°C 30°C)，礦化度(l2320mg/l)18°C 22°C7320 mg/1Ca2+ (1780 mg/1), Cl ' (8670 mg/1)360 mg/1,4550 mg/1進入本裝置時，來水含油(40 200) mg/1，懸浮物(30 250mg/l)30 150mg/l,50 200mg/l經過本裝置處理後的出水含油小於2. O mg/1，懸浮物小於10 mg/1。最後應說明的是以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。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。
權利要求1.油田採出水處理反應、沉降裝置，其特徵在於包括反應器和沉降罐，反應器的出水ロ與沉降罐的進水口連接； 反應器為立式全密閉的罐體，安放在裙座上，反應器內部分為多個獨立的反應室，每個反應室的內部由分隔板分隔成兩個子反應室，即下部的第一反應室和上部第二反應室，兩個子反應室側面分別設有便於內部維修的人孔，第一反應室與第二反應室內壁上豎直方向各設數塊立板，長度比子反應室高度略短； 第一反應室下端設有進水管，進水管外側連接加藥管，位於第一反應室底端的下封頭最底處設有放空管，裙座側壁設有排汙管， 第二反應室上端設有出水管，位於第二反應室上端的上封頭處最頂處設有放氣管，兩個子反應室通過位於位於第二反應室內部下端的三通聯通，三通位於分隔板邊緣，ー個通道穿過隔板伸向第一反應室作為第一反應室的出水管，另ー個通道位於第二反應室作為第ニ反應室的進水管，第三個通道伸出第二反應室壁外作為加藥管； 沉降罐為立式常壓儲罐，罐體立壁上設有三個便於罐體內部維護的人孔，罐頂設有透光孔和人孔，與大氣相通的通氣管； 罐體立壁底部設有清掃ロ， 罐體內部底端設置有強制排泥裝置， 強制排泥裝置上方設有傘形布水板，傘形布水板頂部固定在設置於沉降罐內部中心的豎立的中心立柱上， 傘形布水板上方設置有配水管，配水管頂部密封、底部敞ロ，固定於中心立柱上，從沉降罐外部穿入的進水管切向進入配水管內部， 配水管上方設置有填料裝置，填料裝置直徑與與沉降罐內徑相同，填料裝置內部放置有填料，填料裝置上下分別設有排泥裝置； 填料裝置上方設置有集水裝置，集水裝置通過豎立的出水立管固定於沉降罐內，出水立管連接出水管，出水管伸出沉降罐罐外； 出水管上方設置有收油槽，收油槽位於沉降罐內壁圓周，上端開ロ，下端連接收油管，收油管伸出沉降罐外。
2.根據權利要求I所述的油田採出水處理反應、沉降裝置，其特徵在於第一反應室下端進水管與第二反應室的進水管均為切向進入罐內，末端收ロ或安裝一大小頭。
3.根據權利要求I所述的油田採出水處理反應、沉降裝置，其特徵在於沉降罐罐內底部設置的強制排泥裝置包括排泥器、排泥管以及反衝洗管，排泥管以及反衝洗管連接至罐體外部。
4.根據權利要求I所述的油田採出水處理反應、沉降裝置，其特徵在於傘形布水板、配水管及集水管的橫向尺寸均小於沉降罐內徑。
5.根據權利要求I所述的油田採出水處理反應、沉降裝置，其特徵在於填料裝置內部放置的填料為比重略小於水的耐腐蝕顆粒狀小球，或填裝蜂窩斜板。
6.根據權利要求I所述的油田採出水處理反應、沉降裝置，其特徵在於集水裝置可為環形穿孔集水管或均勻設置的4個集水喇叭的任意ー種，由十字交叉的集水管與出水立管連接。
專利摘要本實用新型公開一種油田採出水處理反應、沉降裝置，包括反應器和沉降罐，反應器的出水口與沉降罐的進水口連接；反應器為立式全密閉的罐體，反應器內部分為多個獨立的反應室，每個反應室的內部由分隔板分隔成兩個子反應室，第一反應室下端設有進水管，進水管外側連接加藥管，第二反應室上端設有出水管，兩個子反應室通過三通聯通，沉降罐為立式常壓儲罐，分為6個區緩衝區，沉降區，填料區，淨化水區，汙水區，汙泥區。本實用新型油田採出水處理反應、沉降裝置，將反應與沉降分為兩個單元，化複雜結構為簡單結構，各段設備功能單一，容易實現，方便現場管理和維修，並能使處理後淨化水水質連續穩定達標。
文檔編號C02F103/10GK202594895SQ201220253379
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者周正坤 申請人:周正坤