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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，收油區(qū)內(nèi)的污油被刮入收油槽，收油槽連通有儲(chǔ)油箱，儲(chǔ)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】
【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本實(shí)用新型涉及油田污水處理【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。 三元復(fù)合驅(qū)油田采出水高效氣淳處理一體化裝置

【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(gè)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(dòng)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。 實(shí)用新型內(nèi)容：
[0003] 為了克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本實(shí)用新型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，本實(shí)用新型采用粘度在線監(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(hào)，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動(dòng) 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(duì)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] 本實(shí)用新型所采用的技術(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(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，收油區(qū)內(nèi)的污油被刮入收油槽，收油槽連通有儲(chǔ) 油箱，儲(chǔ)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(duì)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)1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(chǔ)油箱中，由于水流方向是沿箱體較短 的方向運(yùn)動(dòng)，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(duì)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(duì)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(duì)較長的分離區(qū)進(jìn)行分離，由于這個(gè)區(qū)域更長，對(duì)于密度較大的懸浮的去除率會(huì)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(duì)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(hào)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(hào)，并根據(jù)來 水粘度變化情況，自動(dòng)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(duì)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] 本實(shí)用新型所具有的有益效果是：本實(shí)用新型涉及三元復(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(dòng)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(hào)，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動(dòng)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(duì)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是本實(shí)用新型除油型的結(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是本實(shí)用新型除懸型的結(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)1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)1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(duì)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)1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(dòng) 機(jī)11驅(qū)動(dòng)，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(chǔ)油箱16,儲(chǔ)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)1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(duì)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)1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(chǔ)油箱中，由于水流方向是沿箱體較短的方 向運(yùn)動(dòng)，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(duì)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(duì)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(duì)較長的分離區(qū)進(jìn)行分離，由于這個(gè)區(qū)域更長，對(duì)于密度較大的 懸浮的去除率會(huì)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(hào)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(hào)，并根據(jù)來水粘度變化情況，自動(dòng) 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(duì)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(gè)布水孔，通過這些布水孔將來 水均勻的分布到接觸區(qū)1內(nèi)，與此同時(shí)，安裝至接觸區(qū)內(nèi)的溶氣釋放器6會(huì)向這個(gè)區(qū)域內(nèi)通 入溶氣水，兩種來液在這個(gè)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)1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(huì)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(duì)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)1內(nèi)沒有死角，能讓整個(gè)區(qū)域內(nèi)同一個(gè)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)1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(dòng)，當(dāng)?shù)竭_(dá)水面以后安裝在水面的刮油機(jī)10會(huì)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(chǔ)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(duì)平穩(wěn)的分離區(qū)2后會(huì)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(gè)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(dòng)系統(tǒng)，覆蓋整個(gè)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1厘米處，通過勻速的線性運(yùn)動(dòng)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(dòng)減速機(jī)11來驅(qū)動(dòng)，兩端安裝有導(dǎo)向輪，中間安裝有承重輪，以 保證這個(gè)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(chǔ)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(jí)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(duì)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/SY DQ0605-2006)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)（1)、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)（1)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) ⑴與分離區(qū)⑵由隔板⑵分隔開，隔板（7)上端面向分離區(qū)⑵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(dòng)機(jī)（11)驅(qū)動(dòng)，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(chǔ)油箱（16)，儲(chǔ)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(duì)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(duì)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（6)以裝置中心線為基準(zhǔn)，以對(duì)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(hào) 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(hào)，并根據(jù)來水粘度變化情 況，自動(dòng)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(duì)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(hào)】C02F1/24GK203890089SQ201420275476
【公開日】2014年10月22日 申請(qǐng)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(qǐng)人:大慶高新區(qū)百世環(huán)?？萍奸_發(fā)有限公司