三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置制造方法
【專利摘要】一種三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置。裝置分為接觸區(qū)、分離區(qū)、出水區(qū)、收油區(qū)，接觸區(qū)連接有布水管，布水管上安裝有粘度在線檢測器，接觸區(qū)內(nèi)安裝有溶氣釋放器，溶氣釋放器的入口端依次連通有壓力調(diào)節(jié)閥及溶氣罐，溶氣罐的入口端分別連接溶氣水泵及空氣壓縮機(jī)，溶氣水泵入口端連接的水管線與出水區(qū)相通，接觸區(qū)與分離區(qū)由隔板分隔開，收油區(qū)內(nèi)安裝有刮油機(jī)，刮油機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，收油區(qū)內(nèi)的污油被刮入收油槽，收油槽連通有儲油箱，儲油箱的出口端連接收油泵的入口端，出水區(qū)內(nèi)設(shè)有出水箱，出水箱連通有集水管。通過微氣泡捕獲水中的油珠及懸浮物后，隨著氣泡的上浮將油珠和懸浮物帶到水面，達(dá)到除油和懸浮物的目的。
【專利說明】三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及油田污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】中去除三元復(fù)合驅(qū)油田采出水中的污油、懸浮物的裝置。具體涉及三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著油田的深入發(fā)展，為確保原油產(chǎn)量的平穩(wěn)，油田水驅(qū)驅(qū)油方式目前正逐步過渡到化學(xué)劑驅(qū)油方式(普通聚驅(qū)、高濃度聚驅(qū)、三元復(fù)合驅(qū)等)。由于化學(xué)劑采出水不同開發(fā)階段化學(xué)驅(qū)油劑的返出情況不同，導(dǎo)致采出水的水質(zhì)特性不斷的發(fā)生變化，其中水相粘度的變化較大，三元復(fù)合驅(qū)油田采出水具有粘度大，含油乳化嚴(yán)重，水質(zhì)成分復(fù)雜等特性。目前，常規(guī)水處理氣浮裝置是通過向原水中通入溶氣水，利用微氣泡與污水中污染物的粘連，降低整體密度，使之上浮，從而達(dá)到油、固體和水的分離。在這個過程中氣泡的粒徑和數(shù)量決定了分離的效率，通常粒徑越小、數(shù)量越多分離的效率就越高，效果也就更好。如采用常規(guī)水處理氣浮裝置，溶氣水的氣泡直徑一般在30 μ m~50 μ m之間，由于三元復(fù)合驅(qū)油田采出水粘度大，此直徑氣泡在三元復(fù)合驅(qū)油田采出水中受到的粘度阻力變大，運(yùn)動速度變低，在接觸釋放時(shí)，與來水的接觸空間變小，捕獲油珠及懸浮物的機(jī)率降低。捕獲了油珠或懸浮物的氣泡上浮運(yùn)行速度變慢，上浮時(shí)間變長，油珠或懸浮物易脫落。以常規(guī)水處理氣浮氣泡直徑分離三元復(fù)合驅(qū)油田采出水中的油珠、懸浮固體難以達(dá)到要求，直接影響到三元復(fù)合驅(qū)油田采出水除油、懸浮固體處理的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】
: [0003]為了克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，本發(fā)明采用粘度在線監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測來水的粘度。PID控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集粘度在線監(jiān)測系統(tǒng)粘度信號，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥的開度和溶氣水泵的變頻控制器，對裝置溶氣水的壓力及流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，從而實(shí)現(xiàn)氣泡粒徑大小調(diào)節(jié)，同時(shí)控制回流比。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置分為接觸區(qū)、分離區(qū)、出水區(qū)、收油區(qū)，其特征在于:接觸區(qū)連接有布水管，布水管上安裝有粘度在線檢測器，接觸區(qū)內(nèi)安裝有溶氣釋放器，溶氣釋放器的入口端依次連通有壓力調(diào)節(jié)閥及溶氣罐，溶氣罐的入口端分別連接溶氣水泵及空氣壓縮機(jī)，溶氣水泵入口端連接的水管線與出水區(qū)相通，接觸區(qū)與分離區(qū)由隔板分隔開，隔板上端面向分離區(qū)方向彎折，收油區(qū)內(nèi)安裝有刮油機(jī)，刮油機(jī)由電動機(jī)驅(qū)動，收油區(qū)內(nèi)的污油被刮入收油槽，收油槽連通有儲油箱，儲油箱的出口端連接收油泵的入口端，出水區(qū)內(nèi)設(shè)有出水箱，出水箱連通有集水管，集水管的入口端位于接觸區(qū)下部。
[0005]本裝置分除懸型和除油型:除油型布水管的布置方向與刮油機(jī)的布置方向相同，溶氣釋放器安裝位置與布水管的位置相對應(yīng)，隔板的布置方向與刮油機(jī)刮油方向平行。水流方向與刮油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是垂直的。通過隔板來水中的油珠及懸浮物在接觸區(qū)I內(nèi)被捕獲，浮到水面的浮油被刮油機(jī)沿水流垂直方向收至儲油箱中，由于水流方向是沿箱體較短的方向運(yùn)動，浮到水面上的浮油能夠及時(shí)的被刮油機(jī)收走，所以這種方式對于除油有非常好的效果。但是，正是因?yàn)樗餍谐梯^短，這樣并不利于密度大于水懸浮物的沉降，因此這種方案較適合處理含油高，含懸浮物較少的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水。
[0006]除懸型布水管的布置方向與刮油機(jī)的布置方向相垂直，溶氣釋放器安裝位置與布水管的位置相對應(yīng)，隔板的布置方向與刮油機(jī)刮油方向相垂直。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是水流方向與刮油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是一致的。通過隔板將來水與溶氣水在接觸區(qū)內(nèi)充分的接觸，然后進(jìn)入相對較長的分離區(qū)進(jìn)行分離，由于這個區(qū)域更長，對于密度較大的懸浮的去除率會更高，所以這種方式較適合處理懸浮物含量高,含油較少的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水。
[0007]上述方案中的溶氣釋放器以裝置中心線為基準(zhǔn)，以對稱陣列的方式排布。分離區(qū)中部設(shè)置有斜板填料，斜板填料為聚四氟乙烯材質(zhì)。粘度在線監(jiān)測器、壓力調(diào)節(jié)閥、溶氣水泵分別與PID控制器信號線連接，PID控制器實(shí)時(shí)采集粘度在線監(jiān)測器粘度信號，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥的開度和溶氣水泵的變頻控制器，對裝置溶氣水的壓力及流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制。
[0008]本發(fā)明所具有的有益效果是:本發(fā)明涉及三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置主要特征在于氣泡粒徑和氣泡數(shù)量可隨來水粘度變化進(jìn)行自動調(diào)節(jié)，氣浮工藝的氣泡粒徑與溶氣罐運(yùn)行的壓力成反比，壓力越高氣泡粒徑越小，通過調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥控制溶氣罐的運(yùn)行壓力，從而達(dá)到調(diào)節(jié)氣泡粒徑的效果。通過調(diào)節(jié)空壓機(jī)的出口閥門的大小調(diào)節(jié)氣量，從而控制氣泡的數(shù)量，氣量越大氣泡數(shù)量越多。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，以上功能是由PID控制器實(shí)時(shí)采集粘度在線監(jiān)測器粘度信號，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥的開度和溶氣水泵的變頻控制器，對裝置溶氣水的壓力及流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制，從而實(shí)現(xiàn)氣泡粒徑大小調(diào)節(jié)，同時(shí)控制回流比。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0009]附圖1是本發(fā)明除油型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]附圖2是附圖1的俯視圖。
[0011]附圖3是附圖2中A — A剖視圖。
[0012]附圖4是本發(fā)明除懸型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]附圖5是附圖4的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0014]由附圖所示，三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，裝置分為接觸區(qū)1、分離區(qū)2、出水區(qū)3、收油區(qū)4，接觸區(qū)I連接有布水管5，布水管5上安裝有粘度在線檢測器19，接觸區(qū)I內(nèi)安裝有溶氣釋放器6，溶氣釋放器6以裝置中心線為基準(zhǔn)，以對稱陣列的方式排布。溶氣釋放器6的入口端依次連通有壓力調(diào)節(jié)閥21及溶氣罐12，溶氣罐12的入口端分別連接溶氣水泵13及空氣壓縮機(jī)14，溶氣水泵13入口端連接的水管線與出水區(qū)3相通，其通過水泵13和空氣壓縮機(jī)14向溶氣罐12內(nèi)注水和注氣，使得溶氣罐12內(nèi)產(chǎn)生0.4MPa~0.6MPa的壓力，氣液經(jīng)過混合后形成溶氣水。接觸區(qū)I與分離區(qū)2由隔板7分隔開，隔板7上端面向分離區(qū)2方向彎折，收油區(qū)4內(nèi)安裝有刮油機(jī)10，刮油機(jī)10由電動機(jī)11驅(qū)動，收油區(qū)4內(nèi)的污油被刮入收油槽9，收油槽9連通有儲油箱16，儲油箱16的出口端連接收油泵17的入口端，出水區(qū)3內(nèi)設(shè)有出水箱15，出水箱15連通有集水管8，集水管8的入口端位于接觸區(qū)I下部。
[0015]如圖1、圖2所示，布水管5的布置方向與刮油機(jī)10的布置方向相同，溶氣釋放器6安裝位置與布水管5的位置相對應(yīng)，隔板7的布置方向與刮油機(jī)10刮油方向平行。水流方向與刮油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是垂直的。通過隔板來水中的油珠及懸浮物在接觸區(qū)I內(nèi)被捕獲，浮到水面的浮油被刮油機(jī)沿水流垂直方向收至儲油箱中，由于水流方向是沿箱體較短的方向運(yùn)動，浮到水面上的浮油能夠及時(shí)的被刮油機(jī)收走，所以這種方式對于除油有非常好的效果。但是，正是因?yàn)樗餍谐梯^短，這樣并不利于密度大于水懸浮物的沉降，因此這種方案較適合處理含油高，含懸浮物較少的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水。
[0016]如圖4、圖5所示，布水管5的布置方向與刮油機(jī)10的布置方向相垂直，溶氣釋放器6安裝位置與布水管5的位置相對應(yīng),隔板7的布置方向與刮油機(jī)10刮油方向相垂直。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是水流方向與刮油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是一致的。通過隔板將來水與溶氣水在接觸區(qū)內(nèi)充分的接觸，然后進(jìn)入相對較長的分離區(qū)進(jìn)行分離，由于這個區(qū)域更長，對于密度較大的懸浮的去除率會更高，所以這種方式較適合處理懸浮物含量高，含油較少的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水。
[0017]如圖4所示，分離區(qū)2中部設(shè)置有斜板填料18，斜板填料18為聚四氟乙烯材質(zhì)。聚四氟乙烯材質(zhì)具有不腐蝕、不結(jié)垢、水力條件好等優(yōu)點(diǎn)。
[0018]粘度在線監(jiān)測器19、壓力調(diào)節(jié)閥22、溶氣水泵13分別與PID控制器20信號線連接，PID控制器20實(shí)時(shí)采集粘度在線監(jiān)測器19粘度信號，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥21的開度和溶氣水泵13的變頻控制器，對裝置溶氣水的壓力及流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制。
[0019]來水進(jìn)入布水管5進(jìn)行布水，在布水管5上開有多個布水孔，通過這些布水孔將來水均勻的分布到接觸區(qū)I內(nèi)，與此同時(shí)，安裝至接觸區(qū)內(nèi)的溶氣釋放器6會向這個區(qū)域內(nèi)通入溶氣水，兩種來液在這個區(qū)域中接觸碰撞，在接觸碰撞過程中，當(dāng)氣泡捕獲油珠后，油珠隨著氣泡上浮，這樣能夠迅速的將油珠帶到水體表面。溶氣釋放器6的主要作用是保證溶氣水能夠均勻和平穩(wěn)的在接觸區(qū)I釋放，保障與來水充分接觸。由于溶氣水帶有一定的壓力，如果采用不正確的釋放方式，很難保證溶氣水被有效的利用，這樣不僅會造成能耗的浪費(fèi)，而且達(dá)不到理想的效果。溶氣釋放器6是按照對稱陣列的方式排布的，這種方式最大的優(yōu)點(diǎn)是在接觸區(qū)I內(nèi)沒有死角，能讓整個區(qū)域內(nèi)同一個水層上同時(shí)布滿氣泡，能夠達(dá)到很好的布?xì)庑Ч?br> [0020]接下來來水進(jìn)去分離區(qū)2，分離區(qū)2與接觸區(qū)I之間以隔板7作為分界線，經(jīng)過隔板7上沿以后便為分離區(qū)2，隔板7的形狀具有一定的導(dǎo)向作用，能夠幫助已經(jīng)于氣泡結(jié)合的油珠向水面運(yùn)動，當(dāng)?shù)竭_(dá)水面以后安裝在水面的刮油機(jī)10會盡快的將浮出水面的油渣收集到箱體的一端，最后通過收油槽9排入儲油箱16，經(jīng)收油泵17排出。而密度較大的懸浮物在經(jīng)過隔板7上沿，進(jìn)入流速相對平穩(wěn)的分離區(qū)2后會逐漸沉降，當(dāng)沉降至與斜板填料18相接觸時(shí)，懸浮物的下表面與斜板相接觸，由于斜板的表面較為光滑，所以能夠減小懸浮物在水中沉降時(shí)所受的阻 力，加快沉降的速度，沿斜板方向向箱底沉降，提高了沉降效率。
[0021]上浮到水體表面的浮油進(jìn)入收油區(qū)4，在這個區(qū)域內(nèi)安裝有刮油機(jī)10，刮油機(jī)10是一種鏈條式傳動系統(tǒng)，覆蓋整個收油區(qū)4，鏈條上分段安裝有材質(zhì)為橡膠的刮油板，刮油板頂端延伸到水面以下約I厘米處，通過勻速的線性運(yùn)動將水面的浮油匯集到箱體的一端。刮油機(jī)10的鏈條由電動減速機(jī)11來驅(qū)動，兩端安裝有導(dǎo)向輪，中間安裝有承重輪，以保證這個機(jī)構(gòu)平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)。收油槽9底部為斜面結(jié)構(gòu)，此結(jié)構(gòu)避免了進(jìn)入收油槽9的油渣積存，通過收油槽9導(dǎo)流之后進(jìn)入儲油箱16，利用收油泵17排出。
[0022] 溶氣系統(tǒng)包括溶氣水泵13，空壓氣14和溶氣罐12，以及配套的閥組，溶氣水泵13采用壓力和流量穩(wěn)定的多級離心泵，溶氣水泵13選擇分離區(qū)2接近集水管8的位置作為泵的進(jìn)水口，該區(qū)域內(nèi)是處理后的水，相對含油較少，更有利于提高溶氣系統(tǒng)的氣泡使用率和運(yùn)行效率，溶氣水泵13升壓后進(jìn)入溶氣罐12，同時(shí)空壓機(jī)14作為氣源，將空氣通入溶氣罐12，在溶氣罐12內(nèi)達(dá)到一定壓力以后氣液開始混合，產(chǎn)生溶氣水，溶氣水通過管路由釋放器6釋放到接觸區(qū)。由本裝置處理后的水經(jīng)大慶油田油藏水驅(qū)注水水質(zhì)指標(biāo)及分析方法(Q/SYDQ0605-2006)分析結(jié)果如下:氣浮處理有效停留時(shí)間為40min，氣浮回流比不大于30%。當(dāng)來水含油在1000~3000 mg /L、懸浮物不大于350 mg /L、粘度不大于15mPa *s時(shí)，出水含油在150~400 mg /L、懸浮物不大于250 mg /L。
【權(quán)利要求】
1.一種三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，裝置分為接觸區(qū)(I)、分離區(qū)(2)、出水區(qū)(3)、收油區(qū)(4)，其特征在于:接觸區(qū)⑴連接有布水管(5)，布水管(5)上安裝有粘度在線檢測器(19)，接觸區(qū)(I)內(nèi)安裝有溶氣釋放器(6)，溶氣釋放器(6)的入口端依次連通有壓力調(diào)節(jié)閥(21)及溶氣罐(12)，溶氣罐(12)的入口端分別連接溶氣水泵(13)及空氣壓縮機(jī)(14)，溶氣水泵(13)入口端連接的水管線與出水區(qū)(3)相通，接觸區(qū)(I)與分離區(qū)⑵由隔板(7)分隔開，隔板(7)上端面向分離區(qū)(2)方向彎折，收油區(qū)(4)內(nèi)安裝有刮油機(jī)(10)，刮油機(jī)(10)由電動機(jī)(11)驅(qū)動，收油區(qū)(4)內(nèi)的污油被刮入收油槽(9)，收油槽(9)連通有儲油箱(16)，儲油箱(16)的出口端連接收油泵(17)的入口端，出水區(qū)(3)內(nèi)設(shè)有出水箱(15)，出水箱(15)連通有集水管(8)，集水管(8)的入口端位于接觸區(qū)⑴下部。
2.如權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，其特征在于:布水管(5)的布置方向與刮油機(jī)(10)的布置方向相同，溶氣釋放器6安裝位置與布水管(5)的位置相對應(yīng)，隔板(7)的布置方向與刮油機(jī)(10)刮油方向平行。
3.如權(quán)利要求1所述的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，其特征在于:布水管(5)的布置方向與刮油機(jī)(10)的布置方向相垂直,溶氣釋放器6安裝位置與布水管(5)的位置相對應(yīng)，隔板(7)的布置方向與刮油機(jī)(10)刮油方向相垂直。
4.如權(quán)利要求2或3所述的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，其特征在于:溶氣釋放器出)以裝置中心線為基準(zhǔn)，以對稱陣列的方式排布。
5.如權(quán)利要求3所述的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，其特征在于:分離區(qū)(2)中部設(shè)置有斜板填料(18)，斜板填料(18)為聚四氟乙烯材質(zhì)。
6.如權(quán)利要求2或3所述的三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣浮處理一體化裝置，其特征在于:粘度在線監(jiān)測器(19)、壓力調(diào)節(jié)閥(22)、溶氣水泵(13)分別與PID控制器(20)信號線連接，PID控制器(20)實(shí)時(shí)采集粘度在線監(jiān)測器(19)粘度信號，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動調(diào)節(jié)壓力調(diào)節(jié)閥(21)的開度和溶氣水泵(13)的變頻控制器，對裝置溶氣水的壓力及流量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)控制。
【文檔編號】C02F1/24GK104030387SQ201410227951
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】唐述山, 侯鵬, 路學(xué)喜, 關(guān)博 申請人:大慶高新區(qū)百世環(huán)保科技開發(fā)有限公司