本實(shí)用新型涉及一種油田含油污泥處理裝置，具體涉及一種主要針對油氣田生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的沉降罐底泥、隔油池底泥、污水罐底泥和落地油泥的處理工藝及設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著石油工業(yè)的迅速發(fā)展，油氣田生產(chǎn)過程中所帶來的環(huán)境問題越來越突出。其中，含油污泥是石油企業(yè)開發(fā)過程中產(chǎn)生的重要污染之一，也是制約油田環(huán)境質(zhì)量持續(xù)提高的一大難題。這些污泥組成復(fù)雜、穩(wěn)定性高、處理難度大，且平均含油率在15~20%左右，若不加處理就地填埋或堆放，不僅嚴(yán)重污染環(huán)境，而且極大浪費(fèi)了有限的石油資源。

自上世紀(jì)70年代初期，國內(nèi)外大量的研究人員就開始著手進(jìn)行油田含油污泥處理的研究工作，經(jīng)過多年的努力，先后研制出了多種含油污泥處理方法，如焚燒法、機(jī)械分離法、固化法、溶劑萃取法、熱解法和生物法等，含油污泥處理技術(shù)也由單一的簡單堆放、焚燒處理等模式發(fā)展為多樣化、綜合化、無害化與資源回用處理模式。但在實(shí)際應(yīng)用過程中還存在如下問題：（1）油泥處理不徹底，易造成二次污染；（2）原油回收率相對較低，資源化程度不高；（3）能耗較高，處理費(fèi)用昂貴。隨著世界范圍內(nèi)環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格以及人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng)，人們對含油污泥的處理和處置要求也越來越高。

CN102757162A公開了一種資源化純物理處理含油污泥的工藝及配套設(shè)備，其工藝主要包括加水?dāng)嚢柘♂?、超聲波破乳、固液分離和油水分離，整體處理工藝簡便有效，運(yùn)行成本低。該發(fā)明在處理過程中引入了超聲破乳，破乳速度快，提高了被處理乳狀液的破乳程度，屬于純物理過程，環(huán)境污染小，對組分簡單的含油污泥分離較徹底，但原油回收率相對較低。在這種背景下，尋求更加合理的含油污泥無害化、資源化處理技術(shù)，將對油田的可持續(xù)發(fā)展具有重大環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型專利旨在提出一種通過超聲波輔助萃取處理含油污泥的裝置。

本實(shí)用新型專利的技術(shù)方案為：

一種油田含油污泥處理裝置，包括依次連接的油泥預(yù)制系統(tǒng)、超聲波萃取系統(tǒng)、兩相分離系統(tǒng)和萃取劑回收系統(tǒng)，所述的萃取劑回收系統(tǒng)還與超聲波萃取系統(tǒng)連接；所述的超聲波萃取系統(tǒng)包括罐體，罐體下端設(shè)有出泥口；所述罐體內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有超聲波發(fā)生器，罐體內(nèi)還固定有導(dǎo)流筒；所述導(dǎo)流筒為雙套筒結(jié)構(gòu)，包括中軸線重合的圓臺型的外筒和圓柱形的內(nèi)筒，外筒以及內(nèi)筒均空心，且外筒扣在內(nèi)筒上方，外筒以及內(nèi)筒均無下底面；內(nèi)筒的上底面是孔徑為8~12mm的圓形沖孔板；內(nèi)筒伸入外筒的高度為內(nèi)筒高度的1/3~2/3，外筒的母線與水平面的夾角為60°~80°，內(nèi)筒直徑與外筒上底面的直徑比為0.6~0.8:1。

所述導(dǎo)流筒通過支撐臂固定在罐體的內(nèi)壁上。

所述的油泥預(yù)制系統(tǒng)包括預(yù)制罐，所述預(yù)制罐內(nèi)設(shè)有攪拌器和加熱裝置；預(yù)制罐外部設(shè)有液面計(jì)，頂部設(shè)有進(jìn)樣口，底部設(shè)有出料口，通過循環(huán)泵與導(dǎo)流筒通過萃取劑輸送泵連接。

所述的兩相分離系統(tǒng)包括兩相分離罐，兩相分離罐內(nèi)設(shè)有攪拌器，所述兩相分離罐與罐體連接。

所述的萃取劑回收系統(tǒng)包括依次連接的萃取劑回收罐與萃取劑儲存罐，所述萃取劑回收罐與兩相分離罐連接，所述萃取劑儲存罐的出口端與萃取劑輸送泵連接。

所述的導(dǎo)流筒內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)，攪拌機(jī)下端連接有齒耙。

所述的出泥口一端通過管道連接脫水機(jī)，一端通過循環(huán)泵與進(jìn)樣口連接。

所述的脫水機(jī)為疊螺式污泥脫水機(jī)。

本實(shí)用新型專利的技術(shù)效果為：

（1）本實(shí)用新型專利通過在超聲波萃取系統(tǒng)中增設(shè)導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒為內(nèi)外倒置的雙套筒結(jié)構(gòu)，可促使油泥樣在筒內(nèi)筒外形成上下循環(huán)流，使得軸向速度分布更加規(guī)整，方向性更好，導(dǎo)流筒內(nèi)基本無返混區(qū)，有助于提高傳熱和傳質(zhì)效率，也使得消耗相同的功率時(shí)循環(huán)流量變得更大，優(yōu)化油泥樣品和萃取劑在整個(gè)超聲波罐中的分布，增加紊流強(qiáng)度和混合作用，以增加萃取劑的萃取效率。采用圓臺型的外筒，增大了流體的出口面積，很大程度上減小了流體的流速，增大了油水兩相的有效分離時(shí)間，同時(shí)借助于內(nèi)筒頂端沖孔板的過濾篩分作用實(shí)現(xiàn)液固相的快速高效分離。

（2）在導(dǎo)流筒中加入萃取劑實(shí)現(xiàn)對含油污泥中原油的回收，超聲波發(fā)生器通過聲場的機(jī)械振動(dòng)及空化效應(yīng)對含油污泥實(shí)現(xiàn)物理破乳，二者協(xié)同作用使得含油污泥的萃取效果更好，原油回收率更高。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型專利一種油田含油污泥處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1-進(jìn)樣口；2-攪拌器；3-預(yù)制罐；4-加熱裝置；5-液面計(jì)；6-控制閥；7-萃取劑輸送泵；8-罐體；9-導(dǎo)流筒；10-外筒；11-內(nèi)筒；12-沖孔板；13-超聲波發(fā)生器；14-齒耙；15-支撐臂；16-兩相分離罐；17-萃取劑回收罐；18-萃取劑儲存罐；19-循環(huán)泵；20-疊螺式污泥脫水機(jī)。

具體實(shí)施方式

一種油田含油污泥處理裝置，包括依次連接的油泥預(yù)制系統(tǒng)、超聲波萃取系統(tǒng)、兩相分離系統(tǒng)和萃取劑回收系統(tǒng)，所述的萃取劑回收系統(tǒng)還與超聲波萃取系統(tǒng)連接；所述的超聲波萃取系統(tǒng)包括罐體8，罐體8下端設(shè)有出泥口；所述罐體8內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有超聲波發(fā)生器13，罐體8內(nèi)還固定有導(dǎo)流筒9；所述導(dǎo)流筒9為雙套筒結(jié)構(gòu)，包括中軸線重合的圓臺型的外筒10和圓柱形的內(nèi)筒11，外筒10以及內(nèi)筒11均空心，且外筒10扣在內(nèi)筒11上方，外筒10以及內(nèi)筒11均無下底面；內(nèi)筒11的上底面是孔徑為8~12mm的圓形沖孔板12；內(nèi)筒11伸入外筒10的高度為內(nèi)筒11高度的1/3~2/3，外筒10的母線與水平面的夾角為60°~80°，內(nèi)筒11直徑與外筒10上底面的直徑比為0.6~0.8:1。

所述導(dǎo)流筒9通過支撐臂15固定在罐體8的內(nèi)壁上。所述的油泥預(yù)制系統(tǒng)包括預(yù)制罐3，所述預(yù)制罐3內(nèi)設(shè)有攪拌器2和加熱裝置4；預(yù)制罐3外部設(shè)有液面計(jì)5，頂部設(shè)有進(jìn)樣口1，底部設(shè)有出料口，通過循環(huán)泵19與導(dǎo)流筒9通過萃取劑輸送泵7連接，萃取劑輸送泵7向?qū)Я魍?內(nèi)輸送萃取劑。所述的兩相分離系統(tǒng)包括兩相分離罐16，兩相分離罐16內(nèi)設(shè)有攪拌器2，所述兩相分離罐16與罐體8連接，以獲取超聲波萃取系統(tǒng)中產(chǎn)生的水相和萃取相混合物；攪拌器2以將水相與萃取相分離。所述的萃取劑回收系統(tǒng)包括依次連接的萃取劑回收罐17與萃取劑儲存罐18，所述萃取劑回收罐17與兩相分離罐16連接，用于分離萃取相，并通過萃取劑儲存罐18回收萃取劑和原油；所述萃取劑儲存罐18的出口端與萃取劑輸送泵7連接。所述的導(dǎo)流筒9內(nèi)設(shè)有攪拌機(jī)，攪拌機(jī)下端連接有齒耙14，萃取后的污泥由于重力作用沉淀至罐底部，由齒耙14歸攏至出泥口。所述的出泥口一端通過管道連接脫水機(jī)，進(jìn)行污泥脫水；一端通過循環(huán)泵19與進(jìn)樣口1連接，以循環(huán)處理為未萃取完全的含油污泥。所述的脫水機(jī)為疊螺式污泥脫水機(jī)20。

本裝置運(yùn)行時(shí)，首先將含油污泥加入預(yù)制罐3中，按1:3的固水比（干油泥樣與水的質(zhì)量比）加水稀釋，將含固率較高的含油污泥流化成含固率在15%左右的可流動(dòng)污泥，并加熱至40~50℃；以250~300 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌15-20 min，后通過循環(huán)泵19泵送至導(dǎo)流筒9內(nèi)，并通過萃取劑輸送泵7向其加入萃取劑；進(jìn)入導(dǎo)流筒9內(nèi)的油泥，在攪拌機(jī)的推力作用在內(nèi)筒11和外筒10間形成上下循環(huán)流，通過萃取劑的萃取作用和超聲波聲場的機(jī)械振動(dòng)及空化效應(yīng)使油泥包裹體打破，油水從泥中分離出來。

水相和萃取相通過循環(huán)泵19輸送到兩相分離系統(tǒng)中進(jìn)行兩相分離，分離后的萃取相通過萃取劑回收系統(tǒng)回收萃取相中的原油和萃取劑；而萃取后的污泥由于重力作用沉淀至罐底部，由齒耙14歸攏至出泥口，出泥口連接疊螺式污泥脫水機(jī)20，進(jìn)行污泥脫水。

以陜北某采油廠沉降罐底泥、隔油池底泥、污水罐底泥和落地油泥為例說明本實(shí)用新型具體實(shí)施。含油污泥各組分含量見表1，將含油污泥各樣品按1:3的固水比（干油泥樣與水的質(zhì)量比）加入預(yù)制罐3中，加熱至40 ℃；以300 r/min的轉(zhuǎn)速攪拌20 min后泵送至超聲波萃取罐中，并按30%的質(zhì)量比（萃取劑與油泥樣）加入的萃取劑。在頻率為40 kHz、功率為320 W的超聲波區(qū)域超聲10 min。超聲后的液相進(jìn)入兩相分離系統(tǒng)中進(jìn)行水相和萃取相分離，污泥進(jìn)入疊螺式污泥脫水機(jī)20中進(jìn)行脫水。

表1 含油污泥各組分組成

采用本實(shí)用新型裝置處理含油污泥，出料泥餅的含水率降為40%以下，含油率為1%以下，原油回收率可達(dá)93%以上（如表2），處理效果明細(xì)優(yōu)于CN102757162A公開的效果（其處理后原油回收率僅80%左右），對油田含油污泥無害化資源化處理具有重要意義。

表2 含油污泥處理后各指標(biāo)