一種物理激發器的製作方法

2023-05-31 14:27:36 1

專利名稱：一種物理激發器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種溶氣釋放器，是ー種水處理裝置。
背景技術：
油田生產中要伴隨產生大量的採油廢水，水量一般是產油量的5 20倍，這些水必須經過嚴格的處理後回注地下以保持地層的採油動力，目前採油廢水的處理多採取沉降、過濾的辦法，效果不是很理想。現在出現改進的採油廢水處理工藝則較多採用加藥劑混凝+部分回流加壓溶氣氣浮+過濾的辦法，水處理效果有所提高，但處理成本較高，效果穩定性不高，分離出來的石油由於混合的藥劑等雜質而嚴重限制了寶貴的石油資源的回收再利用，並且由於藥劑絮凝而形成的大量廢渣又帶來了廢棄物汙染及處理的問題。由於地下深層的高壓條件往往使地下水中溶有一定量的氣體，這種地下水在採出到地面後，水中的某些溶解氣體由於壓カ大幅降低而處於過飽和狀態，如油田的採油廢水就是從地下數百甚至上千米深層採出，該水中含有ー些天然氣成分，在地面就會從水中不斷析出，對沉降罐穩定地油水分離和懸浮物沉澱產生較大幹擾。如果創造ー種物理手段對採油廢水施以劇烈物理激蕩消能，就可能使溶解在這種水裡的大部分天然氣等在很短的時間內同時析出，進而在水中同時產生大量的微小氣泡，在這些小氣泡從水中上浮到水面的過程中會接觸吸附水中的油粒、懸浮顆粒等並將之一併攜帶浮上水面，這樣就可以化不利因素為有利條件，大大優化採油廢水的除油淨化工藝。目前應用於常規氣浮エ藝的TV型、TJ型、TS型等溶氣釋放器適用於較高溶氣過飽和度(溶氣分壓是常溫常壓時的2倍以上)和較高進水壓カ(一般在O. 25Mpa以上)，對於採油廢水中溶解天然氣的較低過飽和度(水中溶解天然氣的分壓僅略高於該氣體常溫常壓時的飽和蒸汽壓)以及較低水壓(一般
O.8-2. OMpa)的條件，這些溶氣釋放器的釋氣效果雖然也有ー些但效率不高，且釋氣效果也不穩定。
發明內容本實用新型的目的是提供一種能在較低的進水壓力和溶解氣體較低的過飽和度的情況下能使溶氣激發釋放的物理激發器。本實用新型的技術方案如下ー種物理激發器，如圖所示，它有ー個進水管G，進水管G的一端連接ー進水節流孔板A，進水節流孔板A的中央有一個與進水管同軸心的圓孔狀的節流孔1，進水節流孔板A的相對於進水管G的另一面有ー個與節流孔I同軸的、焊接在進水節流孔板A上的激流反射環C，激流反射環C為壁厚2-5mm，高10_12mm，內徑較反射激蕩器B外徑大出20_30mm的圓環，在激流反射環C內有一個圓形的反射激蕩器B，反射激蕩器B與激流反射環C同軸，反射激蕩器B為ー圓柱臺，圓柱臺的直徑為節流孔I直徑的5-7倍，圓柱臺面向進水節流孔板A的一面的四周有ー圈高I. 0-2. Omm的肩，肩寬I. 5-2. 5mm,形成圓柱臺凹面，圓柱臺凹面中央有ー個直徑為節流孔I直徑的I. 15-12倍的圓柱形盲孔作為反射激蕩孔2，反射激蕩孔2的深徑比為I : O. 8-12(根據水的運動粘滯係數及水中溶解氣的特性調節)，從反射激蕩孔2邊起向外，呈徑向水平輻射狀均分開有4-8條激流槽3，激流槽3為矩形槽，大小根據處理水量確定，激流槽3直通到圓柱臺四周的肩外(即將圓柱臺的肩切斷成4-8個缺ロ)，多條槽的截面積總和為節流孔I面積的I. 5-2. 5倍，激流槽3的深度為反射激蕩孔的深度的30-60%,圓柱臺的另一面有一與圓柱臺同軸的圓杆狀的圓柱臺柄，圓柱臺柄的直徑是圓柱臺直徑的O. 3-0. 6，圓柱臺柄的端頭中心軸位置有ー個M8或MlO的盲端螺紋孔，用於連接調節螺杆，用以調節圓柱臺平面與進水節流孔板A平面之間的間隙，反射激蕩器B的圓柱臺柄坐落在焊接在蓋板 E中央圓筒形的固定承插座D內，蓋板E的中心有一個與圓柱臺柄端部螺紋孔同規格的螺紋通孔，螺紋通孔內有調節反射激蕩器上、下升降的螺杆H，在進水節流孔板A與蓋板E之間焊接有圓環形的外圍殼F，使外圍殼F、進水節流孔板A和蓋板E構成一物理激發器的圍護結構，外圍殼F的直徑為圓柱臺直徑的2-3倍,在外圍殼F與蓋板E連接處的圓周上開有多個水、氣洩出孔4，水、氣洩出孔4的總面積為節流孔I面積的25-40倍。本實用新型的物理激發器的工作機理是含有一定量溶解氣體的水在一定壓カ推動下從物理激發器進水節流孔I以較高流速呈射流進入激發器內，該股水射流首先就直接射入部件B的反射激蕩孔後被阻擋反弾，反彈水流又與接著射入的水流對撞而形成高頻震蕩；接著一部分水流沿部件B上的矩形激流槽高速流出部件B區域，另一部分水流則從部件B上端面水平高速向外幅流並受到部件B上端外沿凸臺的攔阻後從上部較小縫隙溢射出部件B區域；從部件B區域射出的兩股水流分別衝擊到激流反射環後以不同的速度和方向反彈，這兩股水流就會形成高差速混合，造成高頻率壓縮、拉伸及急速渦流；從水流進入物理激發器開始到射流流出激發功能區，其間受到強烈的高頻率震蕩所引起的空化作用及高差速混合渦流產生的非常強烈的空泡效應，使溶解在水中的氣體在很短的時間內(幾十毫秒)大量析出，接著水流就迅速流出物理激發器而進入一個大的常壓空間，析出的氣體就來不及回溶於水體而從水中浮上水面。被激發析出的微小氣泡在上浮到水面的過程中有極多的機會接觸吸附它在水中遇到的油粒、懸浮雜質等，就會攜帶它們一起浮到水面，從而淨化了水體。由於油田採油廢水中的溶解氣體大部分為天然氣，天然氣氣泡與水中的石油微粒有很好的親和性，用本項發明的物理激發器激發析出的微小天然氣氣泡在水中上浮過程中極易吸附融合分散在水體中的石油微粒，就可以獲得優於常規氣浮エ藝的油水分離效果。本實用新型能較好地適應來水中溶解氣體較低的過飽和度(一般達到當時的溫度、壓カ下的飽和蒸汽壓以上即可)和較低的進水壓力(O. SMpa以上即能有效釋氣)，油田採出液經過正常油水分離收油後的採油廢水採用本項發明的物理激發器可以較好地激發釋放出水中殘留的天然氣獲得等同甚至優於氣浮的效果，使採油廢水在不需要投入能源、不需要增加配套設備、不加藥劑的情況下幾乎無成本獲得較高的油水分離效率，可以大大降低油田採油廢水處理系統的投資規模和處理成本，同時該發明用於採油廢水的油水分離還實現了廢水中石油的原質原品回收，處理過程中也大大減少了固體廢物。

圖I為本實用新型的物理激發器的A-A剖面示意圖。[0012]圖2為圖I的俯視圖。圖3為反射激蕩器B的示意圖。圖4為實施例實驗裝置的示意圖。
具體實施方式實施例I本實施例的實驗裝置見圖4所示。本實用新型的物理激發器在油、氣、水三相分離實驗的方式為設置ー個直徑為
I.8m、高2. 4m、有效容積為4. 4m3的圓柱形水箱，該水箱內中央位置設置ー個直徑500mm、高600mm的上端開ロ的圓柱形激發混合筒，將本發明的物理激發器直接垂直放置在激發混合筒內底部並接上進水管。該激發器為外徑為120mm、厚57mm的圓柱形金屬盒體，其結構見圖I、圖2和圖3所示,其中節流孔I的直徑為IOmm,激流反射環C壁厚4mm,高IOmm,內徑為80mm,圓柱臺的直徑為60mm,圓柱臺的肩高L 5mm,肩寬2. Omm,反射激蕩孔2的直徑為12. Omm,反射激蕩孔2深10. Omm,從反射激蕩孔2邊起向外，呈徑向水平輻射狀均分開有6條激流槽3,激流槽3為矩形槽,激流槽3寬4. Omm,深5. Omm,圓柱臺柄的直徑為25mm,長25mm,圓柱臺柄的端頭中心軸位置的盲端螺紋孔為M8,外圍殼F的內徑為112mm,在外圍殼下半段開有8個水、氣洩出孔4，孔4為寬33mm，高10. Omm的矩形孔，進水端平面上有DN40管道接ロ用幹與來水管道相接，該激發器底端中央部位有調節螺栓，可以根據來水的實際物理參數進行調適以獲得最佳的激發效果。在國內東北某油田採油區地面聯合站，採用上述配置了一個本發明的物理激發器的油、氣、水三相激發分離器，進行了為期ー個月、處理規模為5m3/h的現場連續實驗運行。該次試驗是從聯合處理站採油廢水沉降罐外輸水泵出水管上接出一路水管直接接上該物理激發器，來水壓カO. 15-0. 25Mpa，進水流量4_5m3/h左右。試驗運行的結果表明，該物理激發器的激發釋氣效果比較理想，來水經過激發器後的出水初期觀感呈乳狀液白中帶黃，仔細觀察水中存在大量的微小氣泡上浮到水面，水面逐步出現大量的泡沫浮油，水流在分離區向下緩慢流動而氣泡攜帯著油、懸浮雜質浮出水面，取樣觀察發現黃中帶黑液面大量浮油的來水經過本發明設備的處理後出水變得基本澄清。該物理激發器的油、氣、水三相分離設備在運行中取樣化驗結果表明，來水含油量範圍在18. 69 4937. 5mg/L，經過物理激發三相分離設備處理後出水含油量範圍在7. 19 29. 68mg/L，在未投加任何藥劑、不產生任何新增能耗的情況下，採油廢水的油水分離取得效果非常優異。具體化驗數據詳見表-1。表-1 15-1聯合站物理激髮油水分離驗證試驗分析數據表[0020]
權利要求1.ー種物理激發器，其特徵是它有ー個進水管(G)，進水管(G)的一端連接ー進水節流孔板(A)，進水節流孔板(A)的中央有一個與進水管同軸心的圓孔狀的節流孔(1)，進水節流孔板(A)的相對於進水管(G)的另一面有ー個與節流孔(I)同軸的、焊接在進水節流孔板(A)上的激流反射環(C),激流反射環(C)為壁厚2-5mm,高10_12mm的圓環,在激流反射環(C)內有一個圓形的反射激蕩器(B)，反射激蕩器(B)與激流反射環(C)同軸，反射激蕩器(B)為ー圓柱臺，圓柱臺的直徑為節流孔(I)直徑的4-6倍，圓柱臺面向進水節流孔板(A)的一面的四周有ー圈高I. 0-2. Omm的肩，肩寬I. 5-2. 5mm,形成圓柱臺凹面，圓柱臺凹面中央有ー個直徑為節流孔(I)直徑的I. 15-1. 2倍的圓柱形盲孔作為反射激蕩孔(2)，反射激蕩孔(2)的深徑比為I : O. 8-1. 2，從反射激蕩孔(2)邊起向外，呈徑向水平輻射狀均分開有4-8條激流槽(3 )，激流槽(3 )為矩形槽，大小根據處理水量確定，激流槽(3 )直通到圓柱臺四周的肩外，多條槽的截面積總和為節流孔(I)面積的I. 5-2. 5倍，激流槽(3)的深度為反射激蕩孔的深度的30-60%,圓柱臺的另一面有一與圓柱臺同軸的圓杆狀的圓柱臺柄，圓柱臺柄的直徑是圓柱臺直徑的O. 3-0. 6，圓柱臺柄的端頭中心軸位置有ー個M8或MlO的盲端螺紋孔，用於連接調節螺杆，用以調節圓柱臺平面與進水節流孔板(A)平面之間的間隙，反射激蕩器(B)的圓柱臺柄坐落在焊接在蓋板(E)中央圓筒形的固定承插座(D)內，蓋板 (E)的中心有一個與圓柱臺柄端部螺紋孔同規格的螺紋通孔，螺紋通孔內有調節反射激蕩器上、下升降的螺杆(H)，在進水節流孔板(A)與蓋板(E)之間焊接有圓環形的外圍殼(F)，使外圍殼(F )、進水節流孔板(A )和蓋板(E )構成ー物理激發器的圍護結構，外圍殼(F )的直徑為圓柱臺直徑的2-3倍，在外圍殼(F)與蓋板(E)連接處的圓周上開有多個水、氣洩出孔(4)，水、氣洩出孔(4)的總面積為節流孔(I)面積的25-40倍。
專利摘要一種物理激發器，它是一種溶氣釋放器，它由進水管G、進水節流孔板A、激流反射環C、反射激蕩器B、固定承插座D、蓋板E和外圍殼F組成，進水節流孔板A中心有節流孔1，焊接在進水節流孔板A上，在激流反射環C中央有反射激蕩器B，反射激蕩器B的圓柱臺四周有肩，圓柱臺凹面中央有盲孔反射激蕩孔2，從反射激蕩孔2向外有呈徑向水平輻射狀均分的4-8條激流槽3，激流槽3直通到圓柱臺四周的肩外，圓柱臺有圓柱臺柄，圓柱臺柄坐落在固定承插座D中，固定承插座D焊接在蓋板E上，進水節流孔板A、蓋板E和外圍殼F構成激發器殼體，在外圍殼F下段有出水出氣孔4。本實用新型能較好地釋放在較低的進水壓力和溶解較低過飽和度和氣體的溶氣。
文檔編號C02F1/20GK202390225SQ201120536220
公開日2012年8月22日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者甘憲, 甘澍霆 申請人:南京碧盾環保科技有限公司