洗井水凈化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種洗井水凈化裝置，包括除砂裝置和旋流除油器，除砂裝置包括多個并列設(shè)置的旋流分離器、砂箱和重量傳感器，其中：旋流分離器的下端設(shè)置有出砂口、上端設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，旋流分離器傾斜設(shè)置，進(jìn)水口位于出水口下方、出砂口的上方，出砂口連接至砂箱，進(jìn)水口連接至入水管；砂箱上設(shè)置有沖洗水入口和沖洗水出口，沖洗水出口處設(shè)置有流量閥，重量傳感器連接至砂箱和流量閥，流量閥根據(jù)從重量傳感器接收到的重量信號控制自身的開度；旋流除油器上設(shè)置有入水口、出油口和凈化水出口，出水口通過出水管連接至入水口。本實用新型中的洗井水凈化裝置成本低、效率高。
【專利說明】洗井水凈化裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及洗井水處理設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種洗井水凈化裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]洗井作業(yè)是油田井筒作業(yè)生產(chǎn)中重要的生產(chǎn)工序之一。油、水井洗井過程中會產(chǎn)生大量含油、含砂洗井廢水，這部分廢水往往工序完工后，用車輛運(yùn)至污水站，由于洗井廢水中含有較多泥沙、銹垢、懸浮物等的雜質(zhì)，直接外排一方面會造成環(huán)境的嚴(yán)重污染，另一方面會造成原油和水資源的大量損失。而現(xiàn)有的洗井水回收設(shè)備普遍存在設(shè)備耗資大、分離效率低、凈化后廢水固含量、油含量等相關(guān)指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到重復(fù)利用的要求等問題；有的洗井水凈化裝置采用核桃殼、改性纖維球等過濾器，其過濾效果不佳，且增加了反沖洗環(huán)節(jié)，使得作業(yè)輔助時間和運(yùn)行成本大大提高。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種成本低、效率高的洗井水凈化裝置。
[0004]因此，本實用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]一種洗井水凈化裝置，包括除砂裝置和旋流除油器，所述除砂裝置包括多個并列設(shè)置的旋流分離器、砂箱和重量傳感器，其中:
[0006]所述旋流分離器的下端設(shè)置有出砂口、上端設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述旋流分離器傾斜設(shè)置，所述進(jìn)水口位于所述出水口下方、所述出砂口的上方，所述出砂口連接至所述砂箱，所述進(jìn)水口連接至入水管；
[0007]所述砂箱上設(shè)置有沖洗水入口和沖洗水出口，所述沖洗水出口處設(shè)置有流量閥，所述重量傳感器連接至所述砂箱和所述流量閥，所述流量閥根據(jù)從所述重量傳感器接收到的重量信號控制自身的開度；
[0008]所述旋流除油器上設(shè)置有入水口、出油口和凈化水出口，所述出水口通過出水管連接至所述入水口。
[0009]本實用新型中的洗井水凈化裝置利用旋流分離器和旋流除油器，基于高效旋流分離原理，采用旋流除砂-旋流除油兩級分離流程，實現(xiàn)油井洗井水的除砂除油并循環(huán)利用，成本低、效率高。
[0010]還可以在所述凈化水出口處設(shè)置有第三流量計，用于檢測所述凈化水出口處的總流量，在所述凈化水出口處設(shè)置出水流量閥，在所述出油口處設(shè)置有出油流量閥，除固后的洗井水進(jìn)入旋流除油器進(jìn)行油水分離，根據(jù)含油量高低調(diào)節(jié)出水流量閥及出油流量閥的開度調(diào)節(jié)除油器的分流比，閥門開度值根據(jù)除油器第二流量計及第三流量計進(jìn)行精確控制。
[0011]所述砂箱傾斜設(shè)置，使得所述沖洗水入口的位置高于所述沖洗水出口，可以更好地保證沖洗效果。
[0012]所述的洗井水凈化裝置還包括設(shè)置在所述砂箱下方的儲砂艙，用于儲存從所述砂箱內(nèi)排出的雜物，所述儲砂箱上設(shè)置有卸砂口。
[0013]所述旋流除油器的側(cè)面和上端均設(shè)置有排污口。
[0014]所述的洗井水凈化裝置還包括儲水艙，連接至所述凈化水出口，從而可以方便洗井水的循環(huán)利用。
[0015]所述的洗井水凈化裝置還包括儲油艙，連接至所述出油口，用于收集分離出的油液。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)本實用新型實施例的洗井水凈化裝置的主視圖；
[0017]圖2是圖1中洗井水凈化裝置的俯視圖；
[0018]圖3是圖1中洗井水凈化裝置的左視圖。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0020]如圖1至圖3所示，根據(jù)本實用新型的實施例的洗井水凈化裝置，包括除砂裝置和旋流除油器3，所述除砂裝置包括多個并列設(shè)置的旋流分離器2、砂箱I和重量傳感器，其中:
[0021]所述旋流分離器2的下端設(shè)置有出砂口 31、上端設(shè)置有進(jìn)水口 32和出水口 33，所述旋流分離器2傾斜設(shè)置，所述進(jìn)水口 32位于所述出水口 33下方、所述出砂口 31的上方，所述出砂口 31連接至所述砂箱1，所述進(jìn)水口 32連接至入水管20 ；
[0022]所述砂箱I上設(shè)置有沖洗水入口 8和沖洗水出口 21，所述沖洗水出口 21處設(shè)置有流量閥22，所述重量傳感器連接至所述砂箱I和所述流量閥22，所述流量閥22根據(jù)從所述重量傳感器接收到的重量信號控制自身的開度；
[0023]所述旋流除油器3上設(shè)置有入水口 34、出油口 19和凈化水出口 35，所述出水口 33通過出水管36連接至所述入水口 34。
[0024]本實用新型中的洗井水凈化裝置利用旋流分離器2和旋流除油器3，基于高效旋流分離原理，采用旋流除砂-旋流除油兩級分離流程，實現(xiàn)油井洗井水的除砂除油并循環(huán)利用，成本低、效率高。
[0025]其中，重量傳感器可以設(shè)置承重平臺39上，將砂箱I的重量信號轉(zhuǎn)換為4?20mA的電信號發(fā)送至流量閥22以控制其開度，從而根據(jù)洗井水含砂量的多少自動調(diào)節(jié)除砂裝置的排砂量，實現(xiàn)除砂器的自適應(yīng)操作。
[0026]自適應(yīng)工作原理為，當(dāng)洗井水含砂量升高時，旋流分離器2底流排砂量增多，砂箱I重量增加，承重平臺8承重量增加，重量傳感器傳出的電信號增大，控制流量閥22開度增大，旋流分離器2的底流流量增加，從而使更多的泥砂經(jīng)旋流分離器2的底流排出；洗井水含砂量降低時，旋流分離器2底流排砂量降低，砂箱I重量減小，承重平臺8承重量降低，重量傳感器傳出的電信號減小，控制流量閥22開度減小，旋流分離器2的底流流量降低，從而使更多的清液經(jīng)旋流分離器2的溢流排出，如此可實現(xiàn)在油田洗井來液固含量波動較大的場合自動調(diào)節(jié)旋流分離器2的分流比，使旋流分離器2始終運(yùn)行于高效工作區(qū)域，大幅增加除砂器的操作彈性?？梢栽谒鋈胨?0上設(shè)置第一流量計(圖中未示出)，用于檢測所述入水管20上的總流量；所述出水管36上設(shè)置有第二流量計12，用于檢測所述出水管36上的總流量，旋流分離器2的分流比可由第一流量計、第二流量計12的示數(shù)求得。
[0027]本實用新型中使用固定旋流除油器3屬于現(xiàn)有技術(shù)中已有的設(shè)備，其原理簡介如下:
[0028]油水兩相流進(jìn)入旋流器后在導(dǎo)向葉片流道內(nèi)進(jìn)行油水的分離，油相濃度在葉片流道上部和中部基本保持不變，而在葉片流道出口附近有較大程度的增加。這與導(dǎo)向葉片內(nèi)的流場變化規(guī)律是相似的，也是葉片中直線段作用的結(jié)果。而在流道出口附近油相在離心力作用下開始發(fā)生偏移，在旋轉(zhuǎn)過程中向中心偏移，形成了葉片流道內(nèi)側(cè)油相濃度高而外側(cè)濃度低的分布狀況。所以導(dǎo)向葉片在對流體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)加速的同時，也對油水分離起到了一定的作用，促進(jìn)了油水分離過程的產(chǎn)生。
[0029]旋流除油器內(nèi)部核心設(shè)備主要由2?8個直徑為50?150mm的旋流管組成
[0030](I)截面1:柱段旋流腔
[0031]柱段旋流腔位于葉片出口以下，柱錐交界面以上部分的一段環(huán)形空間。
[0032](2)截面2:錐段分離空間上部
[0033]錐段是進(jìn)行旋流分離的主要空間，其空間形式是一段倒置的錐形管狀。錐段是主要分離空間，軸向速度影響到流體在旋流器內(nèi)的滯留時間，速度太大勢必減小分散相在流場的滯留時間，不利于分離。
[0034](3)截面3:錐段分離空間下部
[0035]該截面位于主要分離空間錐段的下部。上行流速度大于下行流速度，有一軸向速度“緩變區(qū)”，“緩變區(qū)”說明流場中的對應(yīng)區(qū)域存在著強(qiáng)湍流和回流所形成的二次渦流，它對軸向速度有一定的影響。
[0036](4)截面4:尾管段
[0037]該截面位于旋流器尾管段處。軸流式旋流器的尾管是加長的，其主要作用是穩(wěn)定從錐管流入的流體，使其平緩的處流。
[0038]油滴在進(jìn)入水力旋流器后，將隨液流作螺旋運(yùn)動。油滴一方面受離心力、向心浮力和液體阻力作用，產(chǎn)生徑向離心沉降速度，力圖向中央沉降；另一方面，由于液流在離心力的作用下有向器壁的徑向分速，又可能將油滴帶向邊壁。因此，油滴由邊壁向中央的遷移過程可以看作油水混合物的分離過程。
[0039]通過實驗得出，在油水混合液剛開始進(jìn)入旋流器腔體時，分離作用不明顯，隨著流體充滿腔體，油水兩相開始分離，并且逐漸形成了重相分布在外圍，輕相分布在中心的布局，形成油核，分層明顯。
[0040]在本實用新型中，還可以在所述凈化水出口 35處設(shè)置有第三流量計15，用于檢測所述凈化水出口 35處的總流量，在所述凈化水出口 35處設(shè)置出水流量閥13，在所述出油口19處設(shè)置有出油流量閥18，除固后的洗井水進(jìn)入旋流除油器3進(jìn)行油水分離，根據(jù)含油量高低調(diào)節(jié)出水流量閥13及出油流量閥18的開度調(diào)節(jié)除油器的分流比，閥門開度值根據(jù)除油器第二流量計12及第三流量計15進(jìn)行精確控制。
[0041 ] 所述砂箱I傾斜設(shè)置，使得所述沖洗水入口 8的位置高于所述沖洗水出口 21，可以更好地保證沖洗效果。
[0042]所述的洗井水凈化裝置還包括設(shè)置在所述砂箱I下方的儲砂艙2，用于儲存從所述砂箱I內(nèi)排出的雜物，所述儲砂箱I上設(shè)置有卸砂口 24。
[0043]所述旋流除油器3的側(cè)面和上端均設(shè)置有排污口 17。
[0044]所述的洗井水凈化裝置還包括儲水艙5，連接至所述凈化水出口 35，從而可以方便洗井水的循環(huán)利用。
[0045]所述的洗井水凈化裝置還包括儲油艙，連接至所述出油口 19，用于收集分離出的油液。
[0046]自油、水井來的洗井水進(jìn)入旋流除砂器2進(jìn)行除砂處理，除下的泥沙進(jìn)入砂箱I并定期排入儲砂艙7進(jìn)行無害化處理；然后含油洗井水進(jìn)入旋流除油器3進(jìn)行油水分離，分離后所得污油排入儲油艙6進(jìn)行回收，凈化后的洗井水可用于附近的下一洗井過程，進(jìn)行多井次重復(fù)利用。
[0047]本實用新型中的洗井水凈化裝置流程簡單、設(shè)備體積小、分離效率高、流程密閉、洗井液損失少；工作過程中不需外加動力裝置，可充分利用井口來液壓力；可撬裝化或集成為單體設(shè)備，實際作業(yè)過程中，可附加固定于現(xiàn)有洗井裝備上；分離后的洗井液可重復(fù)利用，處理后的污油和泥砂可分別進(jìn)行回收和無害化處理，大大減輕對環(huán)境造成的二次污染。
[0048]圖1至圖3中,4為底座,9為閥門，10為污油排污閥，11、17為排污管，14為凈化水出口管，16為污水排污閥，23為卸砂閥,25為油艙排污閥,26為油艙排污口，27為水艙排污口，28為水艙排污閥，29為儲水艙出口，30為凈化水出口閥。
[0049]本實用新型中的洗井水凈化裝置工作過程如下:關(guān)閉砂箱沖洗水入口 8處的閥門9、污油排污閥10、污水排污閥16、流量閥22、卸砂閥23、油艙排污閥25、水艙排污閥28及凈化水出口閥30，開啟出水流量閥13及出油流量閥18。油井洗井水由入水管20進(jìn)入旋流除砂器2進(jìn)行固液分離，分離后的泥沙排入砂箱I。除固后的洗井水進(jìn)入旋流除油器3進(jìn)行油水分離，根據(jù)含油量高低調(diào)節(jié)出水流量閥13及出油流量閥18的開度調(diào)節(jié)除油器的分流t匕，閥門開度值根據(jù)第二流量計12及第三流量計15進(jìn)行精確控制，分離后的污油經(jīng)除油器油出油口 19排入儲油艙6，凈化后的洗井水經(jīng)除油器凈化水出口管14排入儲水艙5。定期開啟卸砂閥23，對除下的泥沙進(jìn)行無害化處理；定期開啟油艙排污口 26回收分離所得的污油；定期開啟凈化水出口閥30，將凈化后的洗井水用于附近的下一洗井過程。
[0050]清洗過程:關(guān)閉出油流量閥18、污油排污閥10、污水排污閥16，開啟除油器凈化水出口閥13，由洗井水入水管20進(jìn)水清洗，待除油器凈化水出口管14出水潔凈后關(guān)閉除油器凈化水出口閥13 ;開啟污油排污閥10，待除油器污油排污管11出水潔凈后關(guān)閉除油器污油排污閥10 ;開啟除油器污水排污閥16，待除油器污水排污管17出水潔凈后，洗井水入水管20停止進(jìn)水；開啟砂箱沖洗水入口 8處的閥門9、流量閥22，由沖洗水入口 8進(jìn)水清洗砂箱，待沖洗水出口 21出水潔凈后停止進(jìn)水。清洗完畢后，清空儲水艙5、儲油艙6、儲砂艙7，全開流量閥22、出油流量閥18、污油排污閥10、出水流量閥13、除油器污水排污閥16。
[0051]綜上所述，本實用新型的內(nèi)容并不局限在上述的實施例中，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在本實用新型的技術(shù)指導(dǎo)思想之內(nèi)提出其他的實施例，但這種實施例都包括在本實用新型的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種洗井水凈化裝置，其特征在于，包括除砂裝置和旋流除油器(3)，所述除砂裝置包括多個并列設(shè)置的旋流分離器(2)、砂箱(I)和重量傳感器，其中: 所述旋流分離器(2)的下端設(shè)置有出砂口(31)、上端設(shè)置有進(jìn)水口(32)和出水口(33)，所述旋流分離器(2)傾斜設(shè)置，所述進(jìn)水口(32)位于所述出水口(33)下方、所述出砂口(31)的上方，所述出砂口(31)連接至所述砂箱(I)，所述進(jìn)水口(32)連接至入水管(20)； 所述砂箱(I)上設(shè)置有沖洗水入口(8)和沖洗水出口(21)，所述沖洗水出口(21)處設(shè)置有流量閥(22)，所述重量傳感器連接至所述砂箱(I)和所述流量閥(22)，所述流量閥(22)根據(jù)從所述重量傳感器接收到的重量信號控制自身的開度； 所述旋流除油器(3)上設(shè)置有入水口(34)、出油口(19)和凈化水出口(35)，所述出水口(33)通過出水管(36)連接至所述入水口(34)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗井水凈化裝置，其特征在于:所述入水管(20)上設(shè)置有第一流量計，用于檢測所述入水管(20)上的總流量；所述出水管(36)上設(shè)置有第二流量計(12)，用于檢測所述出水管(36)上的總流量；所述凈化水出口(35)處設(shè)置有第三流量計(15)，用于檢測所述凈化水出口(35)處的總流量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗井水凈化裝置，其特征在于，所述凈化水出口(35)處設(shè)置有出水流量閥(13)，所述出油口(19)處設(shè)置有出油流量閥(18)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗井水凈化裝置，其特征在于，所述砂箱(I)傾斜設(shè)置，使得所述沖洗水入口(8)的位置高于所述沖洗水出口(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的洗井水凈化裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在所述砂箱(I)下方的儲砂艙(2)，用于儲存從所述砂箱(I)內(nèi)排出的雜物，所述儲砂箱(I)上設(shè)置有卸砂口(24)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的洗井水凈化裝置，其特征在于，還包括儲水艙(5)，連接至所述凈化水出口(35)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的洗井水凈化裝置，其特征在于，還包括儲油艙，連接至所述出油口(19)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的洗井水凈化裝置，其特征在于，所述旋流除油器(3)的側(cè)面和上端均設(shè)置有排污口 (17)。
【文檔編號】C02F9/02GK204125251SQ201420580690
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】張世林, 田勝敏, 王振波, 孫治謙, 黃德輝, 姚展華, 陶立達(dá), 馬田力 申請人:中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司