CN102493796B

CN102493796B - 一种注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器

Info

Publication number: CN102493796B
Application number: CN201110431018.3A
Authority: CN
Inventors: 甘澍霆; 甘宪; 高六逸
Original assignee: Nanjing Bidun Environmental Protection Technology Co ltd
Current assignee: Nanjing Bidun Environmental Protection Technology Co ltd
Priority date: 2011-12-20
Filing date: 2011-12-20
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-12-20
Also published as: CN102493796A

Abstract

一种注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器，它包括一个罐状容器（A’），在罐状容器（A’）的中下部有进水管（1），进水管（1）进入罐状容器（A’）后连接向上的斜向管（2），斜向管（2）在罐状容器（A’）横断面的中心位置连接以垂直向上的扩大管，扩大管构成物理激发区（3），物理激发区的中央置有物理激发器（4），物理激发器（4）是一个溶气激发释放器，斜向管（2）与物理激发器（4）的进水管相连，扩大管之上连接有稳流布水器（5），稳流布水器（5）是一个如喇叭口的倒锥，倒锥内壁呈波浪形，在罐状容器（A’）的顶部装有刮油器（6），刮油器（6）的刮油板下有倾斜的收油小钢槽，小钢槽与通向储油罐的收油管连接，罐状容器（A’）的下部有净化滤层（7），罐状容器（A’）的底部有出水管（8）。

Description

一种注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器

技术领域

本发明涉及油田注井水的处理回用。

技术背景：

在陆相油田实施“二采”时，需要使用大量注井水，当注井水回到地面时，在电脱水站提走了大部分原油后，电脱水罐中余下有大量的含油污水还必须经过进一步除油、除悬浮杂质和一些溶解气体，如：天然气、硫化氢、氧气等等，达到相应的规范标准，方能使该回收的注井水水质达到回注水的水质标准要求。对不同的地层有不同水质要求，如：对低渗透层的回注水要求回注水中含油量≤5ppm；悬浮杂质含量≤1ppm；悬浮杂质粒径中值≤1μm。但在实践中因各种技术原因长期以来几乎都不能达到标准要求，以致既劳民伤财又给石油资源长期顺利开发带来众多难题和损失，成为石油资源开发中的一个难题。震惊全国的渤海湾蓬莱19-3油田的溢油事故就与长时间使用的回注水达不到标准有关。本发明设计就是针对上述难题，提出的有效解决办法和途径之一。注意到该待回收的注井水的原始状态特征——1、多半均含有2％左右的各类溶解气体；2、电脱水罐本身具有2kg/cm²左右的余压。利用该待回收注井水的原始具有的条件及本发明人的物理激发器和配套装置可以对该待回收注井水中的气、油、水产生良好的预分离作用。以便于对注井水的后续进一步达标处理。

发明内容

本发明的技术方案如下：

一种注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器，如图1所示，它包括一个罐状容器A’，在罐状容器A’的中下部有进水管1，进水管1进入罐状容器A’后连接向上的斜向管2，斜向管2在罐状容器A’横断面的中心位置连接以垂直向上的扩大管，扩大管构成物理激发区3，物理激发区的中央置有物理激发器4，斜向管2与物理激发器4的进水管相连，扩大管之上连接有稳流布水器5，如图2所示，在罐状容器A’的顶部装有刮油器6，刮油器6的刮油板下有倾斜的收油小钢槽，小钢槽与通向储油罐的收油管连接，罐状容器A’的下部有净化滤层7，罐状容器A’的底部有出水管8，所述的物理激发器4，如图4、图5和图6所示，它有一个进水管G，进水管G的一端连接一进水节流孔板A，进水节流孔板A的中央有一个与进水管同轴心的圆孔状的节流孔9，进水节流孔板A的相对于进水管G的另一面有一个与节流孔9同轴的、焊接在进水节流孔板A上的激流反射环C，激流反射环C为壁厚2-5mm，高10-12mm的圆环，在激流反射环C内有一个圆形的反射激荡器B，反射激荡器B与激流反射环C同轴，反射激荡器B为一圆柱台，圆柱台的直径为节流孔9直径的4-6倍，圆柱台面向进水节流孔板A的一面的四周有一圈高1.0-2.0mm的肩，肩宽1.5-2.5mm，形成圆柱台凹面，圆柱台凹面中央有一个直径为节流孔1直径的1.15-1.2倍的圆柱形盲孔作为反射激荡孔10，反射激荡孔10的深径比为1∶0.8-1.2(根据水的运动粘滞系数及水中溶解气的特性调节)，从反射激荡孔2边起向外，呈径向水平辐射状均分开有4-8条激流槽11，激流槽11为矩形槽，大小根据处理水量确定，激流槽11直通到圆柱台四周的肩外(即：将圆柱台的肩切断成4-8个缺口)，多条槽的截面积总和为节流孔9面积的1.5-2.5倍，激流槽3的深度为反射激荡孔的深度的30-60％，圆柱台的另一面有一与圆柱台同轴的圆杆状的圆柱台柄，圆柱台柄的直径是圆柱台直径的0.3-0.6，圆柱台柄的端头中心轴位置有一个M8或M10的盲端螺纹孔，用于连接调节螺杆，用以调节圆柱台平面与进水节流孔板A平面之间的间隙，反射激荡器B的圆柱台柄坐落在焊接在盖板E中央圆筒形的固定承插座D内，盖板E的中心有一个与圆柱台柄端部螺纹孔同规格的螺纹通孔，螺纹通孔内有调节反射激荡器上、下升降的螺杆H，在进水节流孔板A与盖板E之间焊接有圆环形的***壳F，使***壳F、进水节流孔板A和盖板E构成一物理激发器的围护结构，***壳F的直径为圆柱台直径的2-3倍，在***壳F与盖板E连接处的圆周上开有多个出水出气孔12，出水出气孔12的总面积为节流孔9面积的20-30倍；所述的稳流布水器5，如图2所示，它是一个如喇叭口的倒锥，倒锥的内壁呈波浪形，由尼龙压铸而成。在该布水器围定的空间内所有空间质点的物理相(指比重、质量、运动速度、运动方向等)均有相对差异，这种空间物理态势十分有利于三种比重不同的物质——油、水、悬浮杂质在运动中自然分离。同时由于布水器的进水下口小(直径d)而布水器的上口大(直径D)，从下进口到上出口向上向周边出口的运动速度均是趋向滞流从而产生三相稳流效应，而不会出现紊流和油的乳化效应，布水均匀稳定。

本发明的注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器是如下运行的：

首先待处理净化的含油污水自电脱水储罐出水口在电脱水罐罐压驱动下通过管道进入本装置的进水口①再通过A’罐内的斜向管②继续在电脱水罐罐压驱动下进入物理激发区③中的物理激发器④进入气、油、水三相分离物理激发区，此时大量气泡、石油连同悬浮杂质与水一起涌入稳流布水器⑤(见图2)，流动速度变缓，三相分离再继续进行，浮在最上面的油及悬浮杂质，被安装于A罐上部的刮油器⑥的刮油板刮入倾斜的收油小槽钢，并将顺着该槽钢出口注入收油管回收至贮油罐。罐状容器A’内在实施上述工艺作业时，布水器的工作作业是连续不断的，在布水器上沿口溢出的油和水，油上浮到顶部，由刮油器回收；水则从上沿口向下溢流，经净化滤层⑦从罐状容器A’下部出水管⑧流出。

实践证明，利用待回收回注水的原始条件采用本发明的注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器，在回收注井水的初始阶段几乎不消耗成本就能分离出约90％左右的油而且水质明显变清。

这就在展开大量回注水的除油、净化、回收过程中一开始就注入了成本极为低廉的技术措施，效果十分明显，肉眼就能明显看出，经过上述物理激发预分离稳流布水器的技术介入，水质已经发生明显变化，气没有了，油回收了90％左右，水变清了。

附图说明

图1为本发明的注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器示意图，其中：A’为罐状容器；1为含油污水进口；2为斜向管；3为物理激发区；4为物理激发器；5为稳流布水器；6为刮油器与排油槽；7为净化滤层；8为经预分离除油除悬浮杂质后的出水管。

图2为稳流布水器的剖面示意图。

图3为图2稳流布水器的俯视图。

图4为物理激发器的剖面示意图。

图5为图4物理激发器的俯视图。

图6为物理激发器的反射激荡器B的示意图。

具体实施方式

实施例

本实施例使用的注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器(见附图1)，其进水的斜向管2的L长为450mm、α为45°、H为400mm，之后安装了物理激发器4，物理激发器4上安装了尼龙质稳流布水器5。尼龙质稳流布水器5(见附图2)的进水下口径D1为直径150mm、出水上口径D为直径600mm、H为91mm、α为22°，布水器的同心圆滞流环的截面是h为15mm、h1为6mm、R1为12mm、R2为9mm、R3为12mm、R4为15mm的正弦曲面，泄水孔d为直径10mm。在罐状容器A’的顶部装有刮油器6，刮油器6的刮油板下有倾斜的收油小钢槽，小钢槽与通向储油罐的收油管连接，净化滤层7的瓷粒粒径为0.5～1.0mm、h为1000mm。采用的物理激发器4为外径为120mm、厚57mm的圆柱形金属盒体，其结构见图4、图5和图6所示，其中：节流孔9的直径为10mm，，激流反射环C壁厚3mm，高10mm，，圆柱台的直径为60mm，圆柱台的肩高1.5mm，肩宽2.0mm，反射激荡孔10的直径为12.0mm，反射激荡孔2深10.0mm，从反射激荡孔2边起向外，呈径向水平辐射状均分开有6条激流槽11，激流槽11为矩形槽，激流槽11宽4.0mm，深5.0mm，圆柱台柄的直径为25mm，长25mm，圆柱台柄的端头中心轴位置的盲端螺纹孔为M8，***壳F的内径为112mm，在***壳下半段开有8个出水出气孔12，出水出气孔12为宽33mm，高10.0mm的矩形孔，该激发器底端中央部位有调节螺栓，可以根据来水的实际物理参数进行调适以获得最佳的激发效果。

实施例测试结果：

Claims

1.一种注井水的物理激发、三相分离预分离稳流布水器，其特征是：它包括一个罐状容器（A’），在罐状容器（A’）的中下部有进水管（1），进水管（1）进入罐状容器（A’）后连接向上的斜向管（2），斜向管（2）在罐状容器（A’）横断面的中心位置连接垂直向上的扩大管，扩大管构成物理激发区（3），物理激发区的中央置有物理激发器（4），斜向管（2）与物理激发器（4）的进水管相连，扩大管之上连接有稳流布水器（5），在罐状容器（A’）的顶部装有刮油器（6），刮油器（6）的刮油板下有倾斜的收油小钢槽，小钢槽与通向储油罐的收油管连接，罐状容器（A’）的下部有净化滤层（7），罐状容器（A’）的底部有出水管（8），所述的物理激发器，它有一个进水管（G），进水管（G）的一端连接一进水节流孔板（A），进水节流孔板（A）的中央有一个与进水管同轴心的圆孔状的节流孔（9），进水节流孔板（A）的相对于进水管（G）的另一面有一个与节流孔（9）同轴的、焊接在进水节流孔板（A）上的激流反射环（C），激流反射环（C）为壁厚2-5mm，高10-12mm的圆环，在激流反射环（C）内有一个圆形的反射激荡器（B），反射激荡器（B）与激流反射环（C）同轴，反射激荡器（B）为一圆柱台，圆柱台的直径为节流孔（9）直径的4-6倍，圆柱台面向进水节流孔板（A）的一面的四周有一圈高1.0-2.0mm的肩，肩宽1.5-2.5mm，形成圆柱台凹面，圆柱台凹面中央有一个直径为节流孔（9）直径的1.15-1.2倍的圆柱形盲孔作为反射激荡孔（10），反射激荡孔（10）的深径比为1﹕0.8-1.2，从反射激荡孔（10）边起向外，呈径向水平辐射状均分开有4-8条激流槽（11），激流槽（11）为矩形槽，大小根据处理水量确定，激流槽（11）直通到圆柱台四周的肩外，多条槽的截面积总和为节流孔（9）面积的1.5-2.5倍，激流槽（11）的深度为反射激荡孔的深度的30-60%，圆柱台的另一面有一与圆柱台同轴的圆杆状的圆柱台柄，圆柱台柄的直径是圆柱台直径的0.3-0.6，圆柱台柄的端头中心轴位置有一个M8或M10的盲端螺纹孔，用于连接调节螺杆，用以调节圆柱台平面与进水节流孔板（A）平面之间的间隙，反射激荡器（B）的圆柱台柄坐落在焊接在盖板（E）中央圆筒形的固定承插座（D）内，盖板（E）的中心有一个与圆柱台柄端部螺纹孔同规格的螺纹通孔，螺纹通孔内有调节反射激荡器上下升降的螺杆（H），在进水节流孔板（A）与盖板（E）之间焊接有圆环形的***壳（F），使***壳（F）、进水节流孔板（A）和盖板（E）构成一物理激发器的围护结构，***壳（F）的直径为圆柱台直径的2-3倍，在***壳（F）与盖板(E)连接处的圆周上开有多个出水出气孔（12），出水出气孔（12）的总面积为节流孔（9）面积的20-30倍；所述的稳流布水器（5），它是一个如喇叭口的倒锥，倒锥的内壁呈波浪形。