CN103030193A - 一种处理油田采出水应用于回注的膜装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种处理油田采出水应用于回注的膜装置及处理方法，其装置结构包括料液罐、一系列的分离器主体以及其内置膜分离元件，反冲罐，清洗罐，泵。含油污的油田采出水经沉降罐、泵进入到分离装置，经膜分离后清液符合油田回注水的回注指标用于回注，含油污的浓液侧污水返回到沉降罐中。设定过滤单元模块的渗透通量下降为初始值的80%时，开始反冲。整个系统为全封闭式，避免水与外界接触而引入新的污染，清液侧出料产品品质有保证；耐高温，耐酸碱，陶瓷膜清液侧通量高，处理量大，分离效果好，出水水质稳定；陶瓷膜过滤系统操作简单，工艺流程短，自动化程度高，降低成本投资；清洗周期长，清洗后通量恢复率可达90%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种装置及方法，尤其涉及一种清除采油水中的残余油、悬浮固体等杂质，为油田污水处理行业提供一项经济上切实可行，工艺上符合要求的处理油田采出水应用于回注的膜装置及处理方法。
背景技术
目前我国大部分油田采用注水开发方式开采，随着油田进入高含水后期，部分油田采出水量大幅增长，且采出的水成分复杂，除含有悬浮乳化油滴、固体颗粒、可溶性盐类等天然物质外，还含有化学添加剂、润滑剂等各种药剂，造成采出水乳化严重，结构稳定且不易处理。
但对于低渗透层和特低渗透油层，A1级水质要求悬浮物粒径中值≤1μm，悬浮物≤1mg/L，原油≤5mg/L，平均腐蚀率<0．076mm/a，油田采用的采出水常规处理方法（如重力沉降、旋流离心分离、气浮和精细过滤等）均难达到这一要求。
发明内容
针对上述问题，本发明的主要目的在于提供一种清除采油水中的残余油、悬浮固体等杂质，为油田污水处理行业提供一项经济上切实可行，工艺上符合要求的处理油田采出水应用于回注的膜装置及处理方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种处理油田采出水应用于回注的膜装置，所述装置包括料液罐、反冲罐、膜分离器和清洗罐，所述料液罐上安装有料液罐液位计，所述料液罐顶部安装有进料管，底部安装有出料管，出料管上安装有料液罐阀门，安装有料液罐阀门的出料管分为分别安装清洗罐阀门和料液罐和清洗罐排污阀的两个支管；
所述反冲罐上安装有反冲罐液位计，所述反冲罐的顶部安装有反冲罐压力表和分别安装气源阀和排气阀的管道；
所述膜分离器顶部安装有进料管压力表，所述膜分离器顶部通过管道与料液罐连接，在连接的管道上从所述膜分离器到料液罐依次安装有进料管压力表、进料管流量计、离心泵循环管阀门和进料管阀门，离心泵循环管阀门和清洗罐排污阀之间的管道上还安装有离心泵；
所述清洗罐上安装有清洗罐液位计，所述清洗罐的顶部设置有安装了清洗罐浓液管阀门和清洗罐清液管阀门的两路支管；
所述膜分离器和料液罐之间还连接有依次安装有清液管压力表、清液管流量计和清液管阀门的管路，清液管流量计和清液管阀门之间的管路上分有一连接反冲罐的支路，所述连接反冲罐的支路上还安装有反冲罐进料阀，连接清液管压力表和清液管流量计之间的管路上分出一支管安装有反冲进料阀和反冲罐排污阀，反冲进料阀和反冲罐排污阀之间的管路上分出一支管与反冲罐的底部连接；
所述膜分离器的底部有管路和料液罐连接，该管路上还依次安装有浓液管压力表、浓液管温度表和浓液管阀门；
所述膜分离器的底部的管路上还安装有膜分离器排污阀。
在本发明的具体实施例子中，所述膜分离器中的分离元件为陶瓷管式膜组件，精度为0.01~1μm。
一种上述装置处理油田采出水应用于回注的方法，所述方法包括如下步骤：
物料进入料液罐中，打开料液罐出料阀，料液经离心泵在压力降0.2MPa，膜面流速3m/s条件下进入到膜分离器，清液通过清液管阀门和反冲罐进料阀进入到料液罐和反冲罐，浓液返回料液罐，
反冲洗过程：当通量下降至原始通量80%时，使用0.5MPa的清液经反冲进料阀进行反冲，反冲洗罐压力通过气源保压，也通过反冲罐液位计控制，并通过反冲罐进料阀3进行补给清液；
清洗过程：多次反冲后通量下降至原始通量的60%时，使用清洗液清洗，关闭料液罐阀门、离心泵循环管阀门、浓液管阀门和清液管阀门，打开清洗罐阀门、清洗罐浓液管阀门和清洗罐清液管阀门进行清洗，在操作压差0.2MPa，清洗液膜面流速5m/s下进行清洗；
系统停止运行时，打开膜分离器排污阀，料液罐和清洗罐排污阀，反冲罐排污阀，排尽系统中物料。
在本发明的具体实施例子中，所述膜分离器中过滤单元的膜面流速为0.5~6m/s，清洗时的膜面流速为3~8m/s。
本发明的积极进步效果在于：本发明和现有的同类处理油田采出水应用于回注的膜装置及处理方法相对比，本发明的整个系统为全封闭式，避免水与外界接触而引入新的污染，清液侧出料产品品质有保证；耐高温，耐酸碱，陶瓷膜清液侧通量高，处理量大，分离效果好，出水水质稳定；陶瓷膜过滤系统操作简单，工艺流程短，自动化程度高，节约劳动力，降低成本投资；清洗周期长，清洗后通量恢复率可达90%以上。
附图说明
图1为本发明装置的结构和工艺流程的示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的技术方案。
图1为本发明装置的结构和工艺流程的示意图，如图1所示：本发明包括料液罐1、反冲罐2、膜分离器3和清洗罐4，料液罐1顶部安装有进料管，底部安装有出料管，出料管上安装有料液罐出料阀阀门16，出料管经料液罐出料阀16分为两支管，一个为料液罐排空阀25，另一个与离心泵5相连；
反冲罐2上安装有反冲罐液位计7，反冲罐2的顶部安装有反冲罐压力表15，气源进气管和排气管道，其上分别安装有进气阀26和排气阀27，反冲罐2的底部安装有反冲罐出料管，其上分两支，一支安装有反冲罐出料阀28，另一只安装有反冲罐排空阀29；
膜分离器3顶部通过管道与料液罐1连接，在连接的管道上从膜分离器3到料液罐1依次安装有进料管压力表11、进料管流量计9、离心泵循环管阀门17和进料管阀门18，离心泵循环管阀门17和清洗罐排污阀25之间的管道上还安装有离心泵5；
清洗罐4上安装有清洗罐液位计8，清洗罐4的顶部设置有安装了清洗罐浓液管阀门23和清洗罐清液管阀门24的两路支管，清洗罐4的底部安装有清洗罐出料管，其上有清洗罐出料阀22；
膜分离器3筒体侧部和料液罐1之间还连接有依次安装有清液管压力表14、清液管流量计10和清液管阀门21的管路，清液管流量计10和清液管阀门21之间的管路上分有一连接反冲罐2的支路，所述连接反冲罐2的支路上还安装有反冲罐进料阀30；
膜分离器3的底部有管路和料液罐1连接，该管路上还依次安装有浓液管压力表13、浓液管温度表12和浓液管阀门20；
膜分离器3的底部的管路上还安装有膜分离器排污阀19。
下面为一个具体的实施例子：
实例1：油田采出水废水处理回注
油田采出水经沉降槽处理后总悬浮物含量20mg/L，总油含量18mg/L，中值粒径7μm，进入到膜分离系统，经分离后，清液通过注水井注入地层回注地层，含油浓液返回到沉降槽。
物料进入料液罐1中，打开料液罐出料阀16，料液经离心泵5在压力降0.2MPa，膜面流速3m/s条件下进入到膜分离器3，清液通过清液管阀门21和反冲罐进料阀30进入到料液罐1和反冲罐2，浓液返回料液罐1，
反冲洗过程：当通量下降至原始通量80%时，使用0.5MPa的清液经反冲进料阀28进行反冲，反冲洗罐压力通过气源保压，也通过反冲罐液位计7控制，并通过反冲罐进料阀30进行补给清液；
清洗过程：多次反冲后通量下降至原始通量的60%时，使用清洗液清洗，关闭料液罐阀门16、离心泵循环管阀门17、浓液管阀门20和清液管阀门21，打开清洗罐阀门22、清洗罐浓液管阀门23和清洗罐清液管阀门24进行清洗，在操作压差0.2MPa，清洗液膜面流速5m/s下进行清洗；
系统停止运行时，打开膜分离器排污阀19，料液罐和清洗罐排污阀25，反冲罐排污阀29，排尽系统中物料。
在本发明的具体实施过程中，设定过滤单元的操作压差0.05~0.9MPa，超过操作压差开始反冲或清洗，设定过滤单元的膜面流速为0.5~6m/s，清洗时的膜面流速为3~8m/s；油田采出水通过微滤或超滤膜处理后，出水中含油量小于5mg/L，悬浮物含量小于1mg/L，悬浮物粒径中值小于1μm，符合低渗透层和特低渗透油层A1级水质要求。膜分离器3中的分离元件为陶瓷管式膜组件，精度为0.01~1μm。
本发明所采取的微滤或超滤陶瓷膜错流过滤，出水水质稳定，出水效果好，符合SY/T5329—1994油田回注水指标，陶瓷膜过滤通量高，设备占地面积小，一次性投资少，清洗后的陶瓷膜渗透通量恢复率高，有利于设备长期稳定的运行。
本发明的整个系统为全封闭式，避免水与外界接触而引入新的污染，清液侧出料产品品质有保证；耐高温，耐酸碱，陶瓷膜清液侧通量高，处理量大，分离效果好，出水水质稳定；陶瓷膜过滤系统操作简单，工艺流程短，自动化程度高，节约劳动力，降低成本投资；清洗周期长，清洗后通量恢复率可达90%以上。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种处理油田采出水应用于回注的膜装置，其特征在于：所述装置包括料液罐、反冲罐、膜分离器和清洗罐，所述料液罐上安装有料液罐液位计，所述料液罐顶部安装有进料管，底部安装有出料管，出料管上安装有料液罐阀门，安装有料液罐阀门的出料管分为分别安装清洗罐阀门和料液罐和清洗罐排污阀的两个支管；
所述反冲罐上安装有反冲罐液位计，所述反冲罐的顶部安装有反冲罐压力表和分别安装气源阀和排气阀的管道；
所述膜分离器顶部安装有进料管压力表，所述膜分离器顶部通过管道与料液罐连接，在连接的管道上从所述膜分离器到料液罐依次安装有进料管压力表、进料管流量计、离心泵循环管阀门和进料管阀门，离心泵循环管阀门和清洗罐排污阀之间的管道上还安装有离心泵；
所述清洗罐上安装有清洗罐液位计，所述清洗罐的顶部设置有安装了清洗罐浓液管阀门和清洗罐清液管阀门的两路支管；
所述膜分离器和料液罐之间还连接有依次安装有清液管压力表、清液管流量计和清液管阀门的管路，清液管流量计和清液管阀门之间的管路上分有一连接反冲罐的支路，所述连接反冲罐的支路上还安装有反冲罐进料阀，连接清液管压力表和清液管流量计之间的管路上分出一支管安装有反冲进料阀和反冲罐排污阀，反冲进料阀和反冲罐排污阀之间的管路上分出一支管与反冲罐的底部连接；
所述膜分离器的底部有管路和料液罐连接，该管路上还依次安装有浓液管压力表、浓液管温度表和浓液管阀门；
所述膜分离器的底部的管路上还安装有膜分离器排污阀。
2.根据权利要求1所述的处理油田采出水应用于回注的膜装置，其特征在于：所述膜分离器中的分离元件为陶瓷管式膜组件，精度为0.01~1μm。
3.一种利用权利要求1所述的装置处理油田采出水应用于回注的方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
物料进入料液罐中，打开料液罐出料阀，料液经离心泵在压力降0.2MPa，膜面流速3m/s条件下进入到膜分离器，清液通过清液管阀门和反冲罐进料阀进入到料液罐和反冲罐，浓液返回料液罐，
反冲洗过程：当通量下降至原始通量80%时，使用0.5MPa的清液经反冲进料阀进行反冲，反冲洗罐压力通过气源保压，也通过反冲罐液位计控制，并通过反冲罐进料阀进行补给清液；
清洗过程：多次反冲后通量下降至原始通量的60%时，使用清洗液清洗，关闭料液罐阀门、离心泵循环管阀门、浓液管阀门和清液管阀门，打开清洗罐阀门、清洗罐浓液管阀门和清洗罐清液管阀门进行清洗，在操作压差0.2MPa，清洗液膜面流速5m/s下进行清洗；
系统停止运行时，打开膜分离器排污阀，料液罐和清洗罐排污阀，反冲罐排污阀，排尽系统中物料。
4.根据权利要求3所述的处理油田采出水应用于回注的方法，其特征在于：所述膜分离器中过滤单元的膜面流速为0.5~6m/s，清洗时的膜面流速为3~8m/s。
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