CN103482807A - 用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，由超声波发生器、超声波换能器以及过滤芯组成，所述过滤芯包括滤芯内圆管以及设置于滤芯内圆管外的过滤网，所述超声波换能器包括焊接到滤芯内圆管上的不锈钢圆管形体，所述不锈钢圆管形体内设置有容置腔，所述容置腔内通过固定螺栓固定有压电陶瓷片、电极片、超声波反射块，所述电极片通过连接线缆引出正负极并从容置腔上的出线口伸出与超声波发生器电连接，所述出线口处设置有密封部件，所述不锈钢圆管形体与压电陶瓷片之间设置有绝缘隔离部件。上述超声波辐射装置实现在线处理，使用方便，效果持久，能耗低，直接对聚合物作用效果明显；不产生二次污染；运行成本很低。

Description

用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置

技术领域

本发明属于超声波技术领域，尤其涉及一种针对物理过滤法处理采油废水技术，可对废水中聚合物实现断键并降低粘度，从而提高油田采油废水处理工艺的处理效果，满足注水水质要求的超声波辐射装置。

背景技术

油田在开采过程中会产生大量的油田采出水、洗井废水、钻井废水和井下作业废水等采油废水。随着石油工业的不断发展和扩大，新的污染源不断产生，同时产生大量的采油废水。采油废水中的污染物通过各种渠道进入环境，对油田周围环境造成了一定程度的污染。目前，水环境污染问题已成为制约油田生产发展的主要因素之一，因此，研究开发有效、实用的油田废水处理技术，对保护油田周围的环境，具有非常重要的现实意义。

目前，我国大部分油田已进入石油开发的中期和后期，采出油中的含水量为70％～80％，有的油田甚至已高达90％，日产含油污水量非常大。如果不经处理，不仅会造成土壤、水源的污染，有时甚至会引起污油着火事故，威胁人民的生命安全，造成国家的经济损失，同时也会危害油田自身的利益。对采油废水进行处理，并用于回注，不仅可满足油田开采过程中注水量日益增长的需求，同时也可以节省水资源、减少环境污染，为油田带来经济效益，有利于油田的可持续发展。

过去国内各油田广泛采用的采油污水处理工艺流程为：自然除油一混凝除油过滤，最后经过核桃壳过滤器再到改性纤维球过滤器，可使采油污水的含油量从5000mg／L降至20mg／L以下，悬浮物降到10mg／L，再经杀菌、阻垢、缓蚀处理可得到合格的净化水用于回注。污油回收至原油集输系统，除油罐及沉降罐的沉淀污泥定期人工清除。该工艺处理效果较好，对原水含油量变化适应性强，但随着石油开发油产量逐步减少，很多油井开始在注水中加入聚合物来增加采油产量，然而就造成采油废水中含有大量聚合物，由于聚合物的粘度较高，并包裹有各种各样的油或有机物形成抱团，这给采油废水过滤罐造成堵塞，严重影响或制约了回注水的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，其能够快速在线处理采油废水过滤罐堵塞问题，并降低采油废水中的污染物含量，对聚合物进行断键和降低粘度处理,为采油回注水平衡提供基础，以解决现有技术中采油污水过滤处理过程中存在的问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，其通过连接部件安装于采油废水过滤罐的过滤器中，由超声波发生器、超声波换能器以及过滤芯组成，所述过滤芯包括滤芯内圆管以及设置于滤芯内圆管外的过滤网，所述超声波换能器包括焊接到滤芯内圆管上的不锈钢圆管形体，所述不锈钢圆管形体内设置有容置腔，所述容置腔内通过固定螺栓固定有压电陶瓷片、电极片、超声波反射块，所述电极片通过连接线缆引出正负极并从容置腔上的出线口伸出与超声波发生器电连接，所述出线口处设置有密封部件，所述不锈钢圆管形体与压电陶瓷片之间设置有绝缘隔离部件。

特别地，所述连接部件为设置于滤芯内圆管端部的连接法兰。

特别地，所述密封部件包括中间均开设有穿线孔的硅胶锥形密封塞和紧固密封螺帽，所述硅胶锥形密封塞安装于出线口内，所述紧固密封螺帽锁紧安装于出线口的外侧。

特别地，所述绝缘隔离部件为设置于不锈钢圆管形体内壁上的高温绝缘薄膜。

特别地，所述不锈钢圆管形体采用304号不锈钢制成。

本发明的有益效果为，所述用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置与传统常规的过滤器装置技术相比，超声波滤芯不用频繁拆卸清洗，实现在线处理，使用方便，效果持久，能耗低，直接对聚合物作用效果明显；改造技术资金需要最小；不产生二次污染；操作简便；运行成本很低。

附图说明

图1是本发明具体实施方式1提供的用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请参阅图1所示，图1是本发明具体实施方式1提供的用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置的结构示意图。

本实施例中，一种用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置包括超声波发生器、超声波换能器以及过滤芯组成，所述过滤芯包括滤芯内圆管1以及设置于滤芯内圆管1外的过滤网2，所述超声波换能器包括由304号不锈钢制成的不锈钢圆管形体3，所述不锈钢圆管形体3焊接到滤芯内圆管1的一端，所述滤芯内圆管1的另一端安装连接法兰4，通过连接法兰4将整个超声波辐射装置安装于采油废水过滤罐的过滤器中，所述不锈钢圆管形体3内设置有容置腔5，所述容置腔5内通过固定螺栓6固定有压电陶瓷片7、电极片8、超声波反射块9，所述电极片8通过连接线缆10引出正负极并从容置腔5上的出线口11伸出与超声波发生器电连接，所述出线口11处设置有密封部件以使容置腔5与外界密封，所述密封部件包括中间均开设有穿线孔的硅胶锥形密封塞12和紧固密封螺帽13，所述硅胶锥形密封塞12安装于出线口11内，所述紧固密封螺帽13锁紧安装于出线口11的外侧，且所述不锈钢圆管形体3的内壁上的高温绝缘薄膜14。

超声波泛指频率在16kHz以上的声波，是一种弹性机械波，能在水中产生一系列接近于极端的条件，如超过重力加速度几万倍的质点加速度，空化泡破裂产生的瞬间高温和高压（4000K、500大气压）、急剧的放电，以及强烈的冲击波和射流等。由此衍生的二次波、辐射压、声捕捉、自由基、氧化剂等也可能较大程度地改变介质性质。水是声波的良导体，这种高频波在水中传布，衰减很少，可以穿得很远。采油废水在超声波特定频率作用下，产生共振，使聚合物断键并使包裹在其内的污物释放。同时，空化产生的高温高压和大量自由基，可破坏污物等活性物质，从而加快过滤器的流通量。

所述用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置使用304号不锈钢制作超声波换能器，利用304号不锈钢设计加工成特定尺寸的形体，焊接到滤芯内圆管1上，形成复合型超声换能器，它能径向全向范围内产生均匀的声辐射，它具有功率密度大、辐射效率高的特点，它既是多种超声波谐振频率的发射源，又是作为密封防爆和保护超声波压电陶瓷片7，电极片8等的外壳。介于声发射技术的应用，声波在金属材料中的声速较高，采用金属材料在发射声波时的幅度大和信号强的特点，使声波发射和作用范围更大，超声波发生器是为超声波换能器提供谐振信号源，使超声波换能器在谐振点产生震荡频率，谐振的高频波向管内外传波从而对滤网和采油废水产生共振，使滤网表面不会形成堆积堵塞，同时对废水中的聚合物断键裂解，并有效的对采油废水中的细菌细胞和有机物进行降解。

以上实施例只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述事例限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变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 (5)

1.一种用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，其特征在于，其通过连接部件安装于采油废水过滤罐的过滤器中，由超声波发生器、超声波换能器以及过滤芯组成，所述过滤芯包括滤芯内圆管以及设置于滤芯内圆管外的过滤网，所述超声波换能器包括焊接到滤芯内圆管上的不锈钢圆管形体，所述不锈钢圆管形体内设置有容置腔，所述容置腔内通过固定螺栓固定有压电陶瓷片、电极片、超声波反射块，所述电极片通过连接线缆引出正负极并从容置腔上的出线口伸出与超声波发生器电连接，所述出线口处设置有密封部件，所述不锈钢圆管形体与压电陶瓷片之间设置有绝缘隔离部件。

2.根据权利要求1所述的用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，其特征在于，所述连接部件为设置于滤芯内圆管端部的连接法兰。

3.根据权利要求1所述的用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，其特征在于，所述密封部件包括中间均开设有穿线孔的硅胶锥形密封塞和紧固密封螺帽，所述硅胶锥形密封塞安装于出线口内，所述紧固密封螺帽锁紧安装于出线口的外侧。

4.根据权利要求1所述的用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，其特征在于，所述绝缘隔离部件为设置于不锈钢圆管形体内壁上的高温绝缘薄膜。

5.根据权利要求1所述的用于采油污水循环再利用的超声波辐射装置，其特征在于，所述不锈钢圆管形体采用304号不锈钢制成。