CN105457731B - 一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备及其工作方法 - Google Patents

一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备及其工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备及其工作方法，包括油泥依次进入的给料机、一次粉碎装置、二次粉碎装置、粉碎泵、磨浆机及三次粉碎装置，所述一次粉碎装置包括第一储料罐，所述第一储料罐的罐底设有箅子，箅子上设有筛网，所述筛网上分布有若干个孔，所述第一储料罐内罐底一侧设有第一高压管线，所述第一高压管线连接高压水源，所述第一高压管线上设有若干个高压喷头。本发明充分利用现场高压水能，通过高压水的不断冲击、粉碎，实现含油固体易结块废物等物料的给料过程，并结合粉碎泵、磨浆机等设备，最终实现调剖注入过程。操作简单、便于实施，为调剖作业节省了大量的人力、物力。

Description

一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备及其工作 方法
技术领域
本发明涉及一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备及其工作方法，属于油田堵水、调剖技术领域。
背景技术
油泥即含油污泥，石油开采、运输、炼制及含油污水处理过程中产生大量的含油污泥，因含油污泥中含有大量的苯系物、酚类、蒽、芘等有恶臭的有毒物质，若不加以妥善处理，不仅污染环境，还会造成巨大的能源浪费。
目前，含油污泥的处理方法主要有焚烧法、生物法、溶剂萃取法、含油污泥调剖等，其中含油污泥调剖不仅能够彻底解决油泥对环境的污染问题，而且实现了油泥的资源化利用，一直被认为是最有效、最科学的处理办法。
但是含油污泥因其含油量高、粘度大、脱水后易结块等问题，使得其在调剖过程中需先经过复杂的前处理过程，难以被直接利用，严重限制了含油污泥调剖的推广应用。
目前，将含油污泥资源化制做成调剖剂时，前处理过程主要包括洗油、研磨等，将其制作成分散性较好的泥浆，然后配合其它交联剂、悬浮剂等制做成调剖剂产品。洗油和研磨的过程中通常需用到沉降罐、球磨机等大型设备，这样一来不仅导致含油污泥调剖过程的繁琐，还造成了大量的能源浪费。
中国专利文献CN102926727A公开了一种成套自控组合式调剖设备，包括污水过滤曝氧装置、干粉罐，污水过滤曝氧装置出口与高压流体-干粉分散头相通，干粉罐与高压流体-干粉分散头相通，高压流体-干粉分散头与溶解罐相通，溶解罐通过第三螺杆泵与熟化罐进液口相通，熟化罐的出液口与并联的第一、第二螺杆泵连接，第一、第二螺杆泵通过管道与高压调剂泵进口连接，高压调剂泵出口与出液管线连接。本专利存在以下缺陷：(1)调剖剂物料限制于粉状类，对含油固体易结块废物等物料，难以实现正常调剖作业；(2)螺杆泵直接与高压调剂泵相连，会对高压调剂泵造成压力冲击，影响高压调剂泵的正常工作过程及使用寿命；(3)第一、第二螺杆泵通过管道与高压调剂泵连接，使得后续管道因沉积物料造成堵塞时难于清理。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备；
本发明还提供了上述油泥调剖设备的工作方法。
本发明的技术方案为：
一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，包括油泥依次进入的给料机、一次粉碎装置、二次粉碎装置、粉碎泵、磨浆机及三次粉碎装置，所述一次粉碎装置包括第一储料罐，所述第一储料罐的罐底设有箅子，箅子上设有筛网，所述筛网上分布有若干个孔，所述第一储料罐内罐底一侧设有第一高压管线，所述第一高压管线连接高压水源，所述第一高压管线上设有若干个高压喷头。
通过给料机将油泥输送到第一储料罐中，打开高压喷头，高压水冲击、粉碎油泥并通过筛网进入二次粉碎装置进一步粉碎。
此处设计的优势在于，利用现有的高压水源冲击、粉碎油泥，为调剖作业节省了大量的人力、物力，节能减排。
根据本发明优选的，所述筛网上的孔为正方形，所述筛网上的孔的面积范围为0.25～4cm2。
根据本发明优选的，所述二次粉碎装置包括位于所述第一储料罐罐底的第二储料罐，所述第二储料罐内罐底一侧设有第二高压管线，所述第二高压管线通过闸阀连通所述第一高压管线，所述第二高压管线上设有若干个所述高压喷头，所述第二储料罐内罐底另一侧设有粉碎泵。
打开第二高压管线上的高压喷头，高压水冲击、粉碎进入第二储料罐内的油泥，进一步粉碎油泥，第一高压管线水量一定，当打开第二高压管线上的高压喷头时，高压喷头个数增多，出水压力降低，从而调节浆料浓度，调节供水压力；同时，第二高压管线的喷水对浆料起到稀释作用，再一次实现浆料浓度可调，经过二次粉碎的油泥经过粉碎泵进一步粉碎。
根据本发明优选的，所述第二储料罐罐底平行设有若干条凹形槽，若干个所述高压喷头分别设置在若干条凹形槽的槽底。
根据本发明优选的，所述凹形槽为V形槽。
此处设计的优势在于，凹形槽为V形槽，槽截面积小，使得高压水流速加快，更好的粉碎油泥，并将油泥输送至粉碎泵；
根据本发明优选的，所述粉碎泵蜗牛壳上镶上螺纹刀刃。
此处设计的优势在于，在粉碎泵中螺纹刀刃的作用下将油泥中较大、较硬的颗粒进一步粉碎。
根据本发明优选的，所述三次粉碎装置为上部为圆柱体、下部为圆锥体的储浆罐，所述圆柱体的高度与所述圆锥体的高度的比值为(2：1)-(3:1)；所述第一高压管线连通第三高压管线，所述第三高压管线伸入所述储浆罐内，所述第三高压管线上设有所述高压喷头，所述第三高压管线上的高压喷头设置在所述储浆罐的1/2-3/4处，所述第三高压管线上的高压喷头喷射的高压水沿所述储浆罐横截圆的切线方向冲击油泥，所述储浆罐的顶端设置有磨浆机，所述磨浆机通过管线连接所述粉碎泵。
此处设计的优势在于，所述高压喷头喷射的高压水用于粉碎、搅拌油泥；粉碎泵将粉碎后的油泥泵入所述储浆罐中。
根据本发明优选的，连接所述磨浆机与所述粉碎泵的靠近所述磨浆机的管线上套有可活动拆卸的强磁铁套，所述储浆罐的出口通过消防高压水带连接柱塞泵。
此处设计的优势在于，所述强磁铁套可以吸附流经管线的油泥中的金属，强磁铁套是可活动拆卸的，拆卸后即可清理吸附的金属，方便清洗；采用消防高压水带，油泥不易粘黏在消防高压水带的内壁上，并且借助外力可以轻松解决物料阻塞问题。
根据本发明优选的，所述高压喷头为扇形高压喷头，所述高压喷头的喷嘴呈V型，喷射角度为5-10°，所述喷射角度是指喷嘴出水水面的辐射角度，喷嘴出水为扇形水面，此处角度即为扇形水面的角度，所述喷嘴的孔径范围为1-3mm；所述给料机为斗式给料机。
上述油泥调剖设备的工作方法，具体步骤包括：
(1)开启油泥调剖设备，打开所述第一高压管线上的高压喷头，打开闸阀，打开所述第三高压管线的高压喷头；
(2)所述给料机持续向所述一次粉碎装置添加油泥，保持所述一次粉碎装置中的油泥高度不低于40cm，所述第一高压管线上的高压喷头喷出的高压水冲击、粉碎油泥并通过筛网进入二次粉碎装置；
(3)第二高压管线上的高压喷头喷出的高压水冲击、粉碎进入第二储料罐内的油泥，进一步粉碎油泥，并将第二储料罐内的油泥冲击到所述粉碎泵中，同时调节浆料浓度，调节供水压力；
(4)二次粉碎的油泥经过粉碎泵进一步粉碎，并将油泥通过所述管线泵入所述三次粉碎装置；
(5)所述磨浆机对泵入所述三次粉碎装置的油泥进一步粉碎，同时，第三高压管线上的高压喷头喷出的高压水冲击、搅拌、粉碎油泥，最终通过消防高压水带流出。
本发明的有益效果为：
本发明充分利用现场高压水能，通过高压水的不断冲击、粉碎，实现含油固体易结块废物等物料的给料过程，并结合粉碎泵、磨浆机等设备，最终实现调剖注入过程。操作简单、便于实施，为调剖作业节省了大量的人力、物力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明所述第二储料罐的侧壁示意图；
图3为本发明所述粉碎泵的结构示意图；
其中，1、给料机，2、一次粉碎装置，3、二次粉碎装置，4、粉碎泵，5、磨浆机，6、三次粉碎装置，7、箅子，8、筛网，9、第一高压管线，10、高压喷头，11、第二高压管线，12、闸阀，13、第三高压管线，14、强磁铁套，15、消防高压水带，16、凹形槽，17、螺旋刀刃。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步限定，但不限于此。
实施例1
一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，包括油泥依次进入的给料机1、一次粉碎装置2、二次粉碎装置3、粉碎泵4、磨浆机5及三次粉碎装置6，所述一次粉碎装置2包括第一储料罐，第一储料罐的尺寸为3m×2.2m×1.9m。所述第一储料罐的罐底设有箅子7，箅子7上设有筛网8，所述筛网8上分布有若干个孔，所述第一储料罐内罐底一侧设有第一高压管线9，所述第一高压管线9连接高压水源，所述第一高压管线8上设有若干个高压喷头10。
通过给料机1将油泥输送到第一储料罐中，打开高压喷头10，高压水冲击、粉碎油泥并通过筛网8进入二次粉碎装置3进一步粉碎。
此处设计的优势在于，利用现有的高压水源冲击、粉碎油泥，为调剖作业节省了大量的人力、物力，节能减排。
所述筛网8上的孔为正方形，所述筛网8上的孔的面积为0.25cm2。
所述二次粉碎装置3包括位于所述第一储料罐罐底的第二储料罐，所述第二储料罐内罐底一侧设有第二高压管线11，所述第二高压管线11通过闸阀12连通所述第一高压管线9，所述第二高压管线11上设有若干个所述高压喷头10，所述第二储料罐内罐底另一侧设有粉碎泵4。
打开第二高压管线11上的高压喷头10，高压水冲击、粉碎进入第二储料罐内的油泥，进一步粉碎油泥，第一高压管线9水量一定，当打开第二高压管线11上的高压喷头10时，高压喷头10个数增多，出水压力降低，从而调节浆料浓度，调节供水压力；同时，第二高压管线11的喷水对浆料起到稀释作用，再一次实现浆料浓度可调，经过二次粉碎的油泥经过粉碎泵4进一步粉碎。
所述第二储料罐罐底平行设有若干条凹形槽16，若干个所述高压喷头10分别设置在若干条凹形槽16的槽底。
所述凹形槽16为V形槽。
此处设计的优势在于，凹形槽16为V形槽，槽截面积小，使得高压水流速加快，更好的粉碎油泥，并将油泥输送至粉碎泵4；
所述粉碎泵4蜗牛壳上镶上螺纹刀刃17。如图3所示。
此处设计的优势在于，在粉碎泵4中螺纹刀刃17的作用下将油泥中较大、较硬的颗粒进一步粉碎。
所述三次粉碎装置6为上部为圆柱体、下部为圆锥体的储浆罐，储浆罐的尺寸为：2×2.2×1.4m，所述圆柱体的高度与所述圆锥体的高度的比值为(2：1)；所述第一高压管线9连通第三高压管线13，所述第三高压管线13伸入所述储浆罐内，所述第三高压管线13上设有所述高压喷头10，所述第三高压管线13上的高压喷头10设置在所述储浆罐的1/2处，所述第三高压管线13上的高压喷头10喷射的高压水沿所述储浆罐横截圆的切线方向冲击油泥，所述储浆罐的顶端设置有磨浆机5，所述磨浆机5通过管线连接所述粉碎泵4。
此处设计的优势在于，所述高压喷头10喷射的高压水用于粉碎、搅拌油泥；粉碎泵4将粉碎后的油泥泵入所述储浆罐中。
连接所述磨浆机5与所述粉碎泵4的靠近所述磨浆机5的管线上套有可活动拆卸的强磁铁套14，所述储浆罐的出口通过消防高压水15带连接柱塞泵。
此处设计的优势在于，所述强磁铁套14可以吸附流经管线的油泥中的金属，强磁铁套14是可活动拆卸的，拆卸后即可清理吸附的金属，方便清洗；采用消防高压水带15，油泥不易粘黏在消防高压水带15的内壁上，并且借助外力可以轻松解决物料阻塞问题。
所述高压喷头10为扇形高压喷头，所述高压喷头10的喷嘴呈V型，喷射角度为5°，所述喷射角度是指喷嘴出水水面的辐射角度，喷嘴出水为扇形水面，此处角度即为扇形水面的角度，所述喷嘴的孔径范围为1mm；所述给料机1为斗式给料机。
如图1所示。
在胜利油田某采油厂28-181#井实施调剖作业，采用实施例1所述油泥调剖设备共调剖21天，注入含油污泥等物料93t(含水70％)，实现注入物料浆液850m3，注水井压力由原来9MPa升至12.7MPa。
在胜利油田某采油厂46#7-38-355井实施调剖作业，采用实施例1所述油泥调剖设备共调剖25天，注入含油污泥等物料300t(含水65％)，实现注入物料浆液1800m3，注水井压力由原来8.5MPa升至12.9MPa。
实施例2
根据实施例1所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其区别在于，所述筛网8上的孔为正方形，所述筛网8上的孔的面积为4cm2。所述圆柱体的高度与所述圆锥体的高度的比值为3:1；所述第三高压管线13上的高压喷头10设置在所述储浆罐的3/4处，所述高压喷头10的喷嘴呈V型，喷射角度为10°，所述喷射角度是指喷嘴出水水面的辐射角度，喷嘴出水为扇形水面，此处角度即为扇形水面的角度，所述喷嘴的孔径为3mm。
实施例3
根据实施例1所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其区别在于，所述筛网8上的孔为正方形，所述筛网8上的孔的面积为0.3cm2。所述圆柱体的高度与所述圆锥体的高度的比值为2.5:1；所述第三高压管线13上的高压喷头10设置在所述储浆罐的5/8处，所述高压喷头10的喷嘴呈V型，喷射角度为8°，所述喷射角度是指喷嘴出水水面的辐射角度，喷嘴出水为扇形水面，此处角度即为扇形水面的角度，所述喷嘴的孔径为2mm。
实施例4
实施例1-3任一所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备的工作方法，具体步骤包括：
(1)开启油泥调剖设备，打开所述第一高压管线9上的高压喷头10，打开闸阀12，打开所述第三高压管线13的高压喷头10；
(2)所述给料机1持续向所述一次粉碎装置2添加油泥，保持所述一次粉碎装置2中的油泥高度不低于40cm，所述第一高压管线9上的高压喷头10喷出的高压水冲击、粉碎油泥并通过筛网8进入二次粉碎装置3；
(3)第二高压管线11上的高压喷头10喷出的高压水冲击、粉碎进入第二储料罐内的油泥，进一步粉碎油泥，并将第二储料罐内的油泥冲击到所述粉碎泵4中，同时调节浆料浓度，调节供水压力；
(4)二次粉碎的油泥经过粉碎泵4进一步粉碎，并将油泥通过所述管线泵入所述三次粉碎装置6；
(5)所述磨浆机5对泵入所述三次粉碎装置6的油泥进一步粉碎，同时，第三高压管线13上的高压喷头10喷出的高压水冲击、搅拌、粉碎油泥，最终通过消防高压水带15流出。

Claims (9)

1.一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，包括油泥依次进入的给料机、一次粉碎装置、二次粉碎装置、粉碎泵、磨浆机及三次粉碎装置，所述一次粉碎装置包括第一储料罐，所述第一储料罐的罐底设有箅子，箅子上设有筛网，所述筛网上分布有若干个孔，所述第一储料罐内罐底一侧设有第一高压管线，所述第一高压管线连接高压水源，所述第一高压管线上设有若干个高压喷头；
所述二次粉碎装置包括位于所述第一储料罐罐底的第二储料罐，所述第二储料罐内罐底一侧设有第二高压管线，所述第二高压管线通过闸阀连通所述第一高压管线，所述第二高压管线上设有若干个所述高压喷头，所述第二储料罐内罐底另一侧设有粉碎泵。
2.根据权利要求1所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，所述筛网上的孔为正方形，所述筛网上的孔的面积范围为0.25～4cm2。
3.根据权利要求1所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，所述第二储料罐罐底平行设有若干条凹形槽，若干个所述高压喷头分别设置在若干条凹形槽的槽底。
4.根据权利要求3所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，所述凹形槽为V形槽。
5.根据权利要求1所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，所述粉碎泵的蜗牛壳上镶上螺纹刀刃。
6.根据权利要求1所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，所述三次粉碎装置为上部为圆柱体、下部为圆锥体的储浆罐，所述圆柱体的高度与所述圆锥体的高度的比值为2：1-3:1；所述第一高压管线连通第三高压管线，所述第三高压管线伸入所述储浆罐内，所述第三高压管线上设有所述高压喷头，所述第三高压管线上的高压喷头设置在所述储浆罐的1/2-3/4处，所述第三高压管线上的高压喷头喷射的高压水沿所述储浆罐横截圆的切线方向冲击油泥，所述储浆罐的顶端设置有磨浆机，所述磨浆机通过管线连接所述粉碎泵。
7.根据权利要求6所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，连接所述磨浆机与所述粉碎泵的靠近所述磨浆机的管线上套有可活动拆卸的强磁铁套，所述储浆罐的出口通过消防高压水带连接柱塞泵。
8.根据权利要求6所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备，其特征在于，所述高压喷头为扇形高压喷头，所述高压喷头的喷嘴呈V型，喷射角度为5-10°，所述喷射角度是指喷嘴出水水面的辐射角度，喷嘴出水为扇形水面，此处角度即为扇形水面的角度，所述喷嘴的孔径范围为1-3mm；所述给料机为斗式给料机。
9.权利要求7-8任一所述的一种利用高压水能实现自动加料的油泥调剖设备的工作方法，其特征在于，具体步骤包括：
(1)开启油泥调剖设备，打开所述第一高压管线上的高压喷头，打开闸阀及所述第二高压管线上的高压喷头，打开所述第三高压管线的高压喷头；
(2)所述给料机持续向所述一次粉碎装置添加油泥，保持所述一次粉碎装置中的油泥高度不低于40cm，所述第一高压管线上的高压喷头喷出的高压水冲击、粉碎油泥并通过筛网进入二次粉碎装置；
(3)第二高压管线上的高压喷头喷出的高压水冲击、粉碎进入第二储料罐内的油泥，进一步粉碎油泥，并将第二储料罐内的油泥冲击到所述粉碎泵中，同时调节浆料浓度，调节供水压力；
(4)二次粉碎的油泥经过粉碎泵进一步粉碎，并将油泥通过所述管线泵入所述三次粉碎装置；所述管线连接所述磨浆机与所述粉碎泵；
(5)所述磨浆机对泵入所述三次粉碎装置的油泥进一步粉碎，同时，第三高压管线上的高压喷头喷出的高压水冲击、搅拌、粉碎油泥，最终通过消防高压水带流出。
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