CN101956545A - 一种橇装集成活动注水装置 - Google Patents

Abstract

一种橇装集成活动注水装置，主要解决现有的注水设备建设周期长、建成后不能搬迁、重复使用的问题。其特征在于：主要包括以下装置：除铁装置(1)、过滤装置(2)、加药装置(3)、缓冲装置A、B(4,4’)、注水装置(5)、配水装置(6)、回收水处理装置(7)。该橇装集成活动注水装置可快速建设、可整体搬迁、重复使用的特点，尤其适用于新开发油田或偏远小断块油田的超前注水工程及注水试验。

Description

一种橇装集成活动注水装置

技术领域

本发明涉及一种油田注水设备，尤其是橇装集成活动注水装置。

背景技术

目前国内新开发的整块大型油田在减少，而石油需求又在不断增加，一些渗透率低、产量少、难开采的偏远小断块油田的开发在逐年增多，需要对新开发油田进行注水试验，快速获取开发数据，为油田注水开发创造条件；对已开发油田，在注水系统没有建成前，实施超前注水、提前注水，可有效保持地层压力，控制产量递减；同时在油田开发过程中，石油的开采会造成地层压力下降，为保持地层的压力也需要向地下注水。传统的注水设备是建设固定的水处理站、注水站及管道系统，由此系统向井下注水，这在一些产量高、又集中的大型油田尤为常见，其缺点是建设周期长，不能实现快速建设，同时，建成后不能搬迁、重复使用，不适用于那些急需注水试验和超前注水的地区。

发明内容

为了克服现有的注水设备建设周期长、建成后不能搬迁、重复使用的不足，本发明提供一种橇装集成活动注水装置，该橇装集成活动注水装置具有可快速建设、可整体搬迁、重复使用的特点，尤其适用于新开发油田或偏远小断块油田的超前注水工程及注水试验。

本发明的技术方案是：一种橇装集成活动注水装置，主要包括以下装置：除铁装置、过滤装置、加药装置、缓冲装置A、B、注水装置、配水装置、回收水处理装置，所述的除铁装置主要包括除铁罐A、除铁装置加气泵、除铁装置反冲洗泵、除铁装置控制系统，所述的过滤装置主要包括除铁罐B、精滤器、过滤装置控制系统、过滤装置加气泵、过滤装置反冲洗泵，所述的注水装置主要包括注水泵、缓冲器、进口压力保护变送器、出口压力保护变送器，所述的配水装置主要包括配水装置控制器、高压流量自控仪、配水装置调节器；

由控制系统控制，地下水经由除铁装置内的除铁罐A除铁后排出，由前述的除铁装置排出的水进入过滤装置的除铁罐B再一次除铁，然后进入精滤器过滤后排出，由前述的过滤装置排出的水经由加药装置加药后进入缓冲装置A，由缓冲装置A排出的水进入注水装置，通过注水泵升压后再经由缓冲器排出，由前述的注水装置排出的高压水进入配水装置，通过配水装置控制器、配水装置调节器控制各管路水压及流量，由高压流量自控仪进行计量后分别注入到井内；

需要反冲洗时，由缓冲装置A排出的反冲洗水分别进入除铁装置、过滤装置，进入除铁装置的反冲洗水经由除铁装置反冲洗泵注入除铁罐A，对其进行反冲洗，然后由除铁装置反冲洗出水口排出；进入过滤装置的反冲洗水经由过滤装置反冲洗泵分别注入除铁罐B、精滤器，对罐进行反冲洗，然后由过滤装置反冲洗出水口排出；由除铁装置、过滤装置的反冲洗出水口排出的水经由缓冲装置B进入回收水处理装置，由回收水处理装置处理后再一次进入过滤装置的进水口；

上述的除铁罐A上有进气口与除铁装置加气泵出口相通，上述的除铁装置反冲洗泵、除铁装置加气泵均由除铁装置控制系统控制；上述的除铁罐B上有进气口与过滤装置加气泵出口相通，上述的过滤装置加气泵、过滤装置反冲洗泵均由过滤装置控制系统控制；上述的注水泵进水口管线上连接进口压力保护变送器，缓冲器出水口管线上连接出口压力保护变送器，并通过控制系统控制注水泵的进、出水压力。 

所述的除铁装置、过滤装置、注加药装置、缓冲装置、水装置、配水装置、回收水处理装置的房体上均置有照明系统、电暖器、灭火器。 

本发明具有如下有益效果：由于采取上述方案，将除铁装置、过滤装置、加药装置、缓冲装置、注水装置、配水装置、回收水处理装置分别集成，所涉及的橇装集成装置均可以工厂化预制，并全部采用模块化组合、活动式集成安装，优点是快速建设、可搬迁重复使用。尤其适用于在没有固定系统可依托的新开发油田或偏远小断块油田的超前注水或注水试验。该装置的研发成功，为偏远、低产、低渗油田的快速开发提供有力的技术支持，应用前景广阔。

附图说明：

图1是本发明的流程图；

图2是本发明中除铁装置的结构示意图；

图3是本发明中除铁装置的原理图；

图4是本发明中过滤装置的原理图；

图5是本发明中注水装置的原理图；

图6是本发明中配水装置的原理图。

图中1-除铁装置，2-过滤装置，3-加药装置，4-缓冲装置A，4’-缓冲装置B，5-注水装置，6-配水装置，7-回收水处理装置，8-配电装置，9-发电装置，101-房体，102-除铁装置进水口，103-除铁装置出水口，104-除铁装置反冲洗进水口，105-除铁装置反冲洗出水口，106-除铁模块，107-电暖器，108-灭火器，109-照明系统，110-除铁罐A，111-除铁装置控制系统，112-除铁装置加气泵，113-除铁装置反冲洗泵，201-过滤装置进水口，202-过滤装置反冲洗进水口，203-过滤装置出水口，204-过滤装置反冲洗出水口，205-除铁罐B，206-精滤器，207-过滤装置控制系统，208-过滤装置加气泵，209-过滤装置反冲洗泵，501-注水装置进水口，502-注水装置出水口，503-注水泵，504-缓冲器，505-进口压力保护变送器，506-出口压力保护变送器，601-配水装置洗井水进口,602-配水装置高压进水口，603-配水装置配水出口，604-配水装置控制器，605-高压流量自控仪，606-配水装置调节器。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1所示，一种橇装集成活动注水装置，主要包括以下装置：除铁装置1、过滤装置2、加药装置3、缓冲装置A4，缓冲装置B4’、注水装置5、配水装置6、回收水处理装置7、配电装置8、发电装置9，所述的除铁装置1、过滤装置2、加药装置3、缓冲装置A4、注水装置5、配水装置6依次串联，且除铁装置1、过滤装置2的反冲洗出水口均连接缓冲装置B4’的进水口，缓冲装置B4’的出水口连接回收水处理装置7的进水口，回收水处理装置7的出水口连接过滤装置2的进水口。

由图2及图3所示，所述的除铁装置1包括房体101及其上的进水口102、出水口103，房体101为隔热房体，具有保温隔热的优点，所述的房体101上还设有除铁装置反冲洗进水口104、除铁装置反冲洗出水口105，房体101内部置有除铁模块106、电暖器107、灭火器108、照明系统109，所述的除铁模块106主要包括除铁罐A110、除铁装置加气泵112、除铁装置反冲洗泵113、除铁装置控制系统111，除铁罐A110上分别连接除铁装置进水口102、除铁装置出水口103、除铁装置反冲洗出水口105，除铁装置反冲洗进水口104通过除铁装置反冲洗泵113与除铁罐A110相连，所述的除铁罐A110上还有进气口与除铁装置加气泵112出口相通，在需要的时候向罐内加气。上述的除铁装置反冲洗泵113、除铁装置加气泵112均由除铁装置控制系统111控制，上述的除铁模块106内还设有锰砂过滤器组、回收水泵组、流量计阀组等。

由图4所示，所述的过滤装置2包括过滤装置进水口201、过滤装置反冲洗进水口202、过滤装置出水口203、过滤装置反冲洗出水口204、除铁罐B205、精滤器206、过滤装置控制系统207、过滤装置加气泵208、过滤装置反冲洗泵209，其中除铁罐B205分别连接过滤装置进水口201、精滤器206、过滤装置反冲洗泵209，除铁罐B205上还有进气口与过滤装置加气泵208出口相通；所述的过滤装置加气泵208、过滤装置反冲洗泵209均由过滤装置控制系统207控制，精滤器206与过滤装置出水口203相连，过滤装置反冲洗泵209连接过滤装置反冲洗进水口202，除铁罐B205、精滤器206分别连接过滤装置反冲洗出水口204。

由图5所示，所述的注水装置5包括注水装置进水口501、注水装置出水口502、注水泵503、缓冲器504、进口压力保护变送器505、出口压力保护变送器506，其中注水装置进水口501依次连接注水泵503、缓冲器504，并且注水泵503进水口处连接进口压力保护变送器505,缓冲器504出水口处连接出口压力保护变送器506，并通过控制系统控制注水泵503的进、出水压力；所述的注水装置5还包括注水装置配电柜、注水装置变频控制柜，对上述装置进行控制。所述的注水泵503为柱塞泵,其前端还可以连接并联的喂水泵及阀组，目的是使装置进水必需汽蚀余量减小至3 m，克服了普通柱塞泵需要0.03 MPa正压进水的缺点，且当进水压力高于0.03 MPa时，停运喂水泵，打开超越阀组，以实现节电功能。

由图6所示，所述的配水装置6主要包括配水装置洗井水进口601、配水装置高压进水口602、配水装置配水出口603、配水装置控制器604、高压流量自控仪605、配水装置调节器606，所述的配水装置控制器604与配水装置高压进水口602、配水装置洗井水进口601连接，配水装置控制器604的另一端连接高压流量自控仪605，配水装置调节器606的两端分别连接高压流量自控仪605及配水装置配水出口603，通过配水装置控制器604、配水装置调节器606控制各管路水压及流量，由高压流量自控仪605进行计量后分别注入到井内；

并且根据不同的井数，配水装置控制器604、高压流量自控仪605、配水装置调节器606的数量也不同，与配水装置配水出口603的数量相对应。

上述注水装置的工作流程是这样的：由控制系统控制，地下水经由除铁装置1内的除铁罐A110除铁后排出，由前述的除铁装置1排出的水进入过滤装置2的除铁罐B205再一次除铁，然后进入精滤器206过滤后排出，也可以根据需要选择是否使用除铁罐B205，如不需要再次除铁，则由除铁装置1的来水可直接进入精滤器206。由前述的过滤装置2排出的水经由加药装置3加药后进入缓冲装置A4，由缓冲装置A4排出的水进入注水装置5，通过注水泵503升压后再经由缓冲器504排出，由前述的注水装置5排出的高压水进入配水装置6后分别注入到不同的水井内。

需要反冲洗时，由缓冲装置A4排出的反冲洗水分别进入除铁装置1、过滤装置2，进入除铁装置1的反冲洗水经由除铁装置反冲洗泵113通过除铁装置反冲洗进水口104注入除铁罐A110，对其进行反冲洗，然后由除铁装置反冲洗出水口105排出；进入过滤装置2的反冲洗水经由过滤装置反冲洗泵209分别注入除铁罐B205、精滤器206，对罐进行反冲洗，然后由过滤装置反冲洗出水口204排出；由除铁装置1、过滤装置2的反冲洗出水口排出的水经由缓冲装置B4’进入回收水处理装置7，由回收水处理装置7进行处理，由于回收水处理装置7出来的水已经过一次除铁，因此可直接进入过滤装置2的进水口，进行再一次循环。

上述的除铁装置1、过滤装置2、加药装置3、缓冲装置A4、缓冲装置B4’、注水装置5、配水装置6、回收水处理装置7的房体上均置有照明系统、电暖器、灭火器，且均与配电装置8、发电装置9相连。该橇装集成活动注水装置的主要工作流程可以概括如下：从水源井开采的深层地下水(水质指标一般为：悬浮固体含量10~20mg/L、含铁量2~5mg/L、悬浮固体颗粒直径中值3~5μm) ，在经过橇装集成除铁装置1处理后含铁量降至≤0.3mg/L，再经过橇装集成过滤装置2后水质为：悬浮固体含量≤3mg/L、悬浮固体颗粒直径中值≤2μm；通过橇装集成加药装置3投加药剂后将处理后的合格水进入橇装集成缓冲装置A4，处理后的合格水质可根据开发资料要求，水质标准满足《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》SY/T5329—1994中的低渗透层注水水质要求，对于地下水水质较好，悬浮固体含量已低于3mg/L的情况，可以只采用除铁装置1，而不需要再经过过滤装置2，即除铁装置1和过滤装置2可灵活调整装置合并或单个设置。注水装置5吸入处理后的合格水升压后通过配水装置6分配至个注水系统管网到注井口，完成整个供、注水工艺。各橇装集成装置间的管道采用地面上低支架敷设，各装置的供电电源可以采用发电装置9，也可根据所用地区现状考虑接入当地的供电系统。同时，本发明中还设置了辅助节水装置，除铁装置1和过滤装置2的反冲洗水进入缓冲装置B4收集后通过回收水处理装置7处理后再利用，整个生产过程不产生废水，达到污水零排放。

Claims (2)

1. 一种橇装集成活动注水装置，其特征在于主要包括以下装置：除铁装置(1)、过滤装置(2)、加药装置(3)、缓冲装置A、B(4,4’)、注水装置(5)、配水装置(6)、回收水处理装置(7)，所述的除铁装置(1)主要包括除铁罐A(110)、除铁装置加气泵(112)、除铁装置反冲洗泵(113)、除铁装置控制系统(111)，所述的过滤装置(2)主要包括除铁罐B(205)、精滤器(206)、过滤装置控制系统(207)、过滤装置加气泵(208)、过滤装置反冲洗泵(209)，所述的注水装置(5)主要包括注水泵(503)、缓冲器(504)、进口压力保护变送器(505)、出口压力保护变送器(506)，所述的配水装置(6)主要包括配水装置控制器(604)、高压流量自控仪(605)、配水装置调节器(606)；

由控制系统控制，地下水经由除铁装置(1)内的除铁罐A(110)除铁后排出，由前述的除铁装置(1)排出的水进入过滤装置（2）的除铁罐B(205)再一次除铁，然后进入精滤器(206)过滤后排出，由前述的过滤装置（2）排出的水经由加药装置（3）加药后进入缓冲装置A（4），由缓冲装置A（4）排出的水进入注水装置(5)，通过注水泵(503)升压后再经由缓冲器(504)排出，由前述的注水装置(5)排出的高压水进入配水装置(6)，通过配水装置控制器(604)、配水装置调节器(606)控制各管路水压及流量，由高压流量自控仪(605)进行计量后分别注入到井内；

需要反冲洗时，由缓冲装置A(4)排出的反冲洗水分别进入除铁装置(1)、过滤装置(2)，进入除铁装置（1）的反冲洗水经由除铁装置反冲洗泵(113)注入除铁罐A(110)，对其进行反冲洗，然后由除铁装置反冲洗出水口(105)排出；进入过滤装置(2)的反冲洗水经由过滤装置反冲洗泵(209)分别注入除铁罐B(205)、精滤器(206)，对罐进行反冲洗，然后由过滤装置反冲洗出水口(204)排出；由除铁装置(1)、过滤装置(2)的反冲洗出水口排出的水经由缓冲装置B(4’)进入回收水处理装置(7)，由回收水处理装置(7)处理后再一次进入过滤装置(2)的进水口；

上述的除铁罐A(110)上有进气口与除铁装置加气泵(112)出口相通，上述的除铁装置反冲洗泵(113)、除铁装置加气泵(112)均由除铁装置控制系统(111)控制；上述的除铁罐B（205）上有进气口与过滤装置加气泵(208)出口相通，上述的过滤装置加气泵(208)、过滤装置反冲洗泵(209)均由过滤装置控制系统(207)控制；上述的注水泵(503)进水口管线上连接进口压力保护变送器(505)，缓冲器(504)出水口管线上连接出口压力保护变送器(506)，并通过控制系统控制注水泵(503)的进、出水压力。 

2.根据权利要求1所述的橇装集成活动注水装置，其特征在于：所述的除铁装置(1)、过滤装置(2)、注加药装置(3)、缓冲装置(4,4’)、水装置(5)、配水装置(6) 、回收水处理装置(7)的房体上均置有照明系统、电暖器、灭火器。

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