CN105693001B - 油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，包括接收罐、引气气浮装置、过滤器、高密度悬浮澄清器、MVC蒸发器和离子交换器，所述接收罐出口通过提升泵与引气气浮装置入口连接，引气气浮装置的出口通过过滤器与高密度悬浮澄清器入口连接，高密度悬浮澄清器的出水口通过后过滤器与MVC蒸发器连接，MVC蒸发器通过离子交换器与锅炉连接。本发明引入以MVC蒸发器为核心工艺的稠油采出水处理系统及工艺，大大提高了出水水质，进一步提高油田污水处理效率，实现稠油污水的零排放和全回用，解决了高温高盐油田污水的资源化处理的难题。

Description

油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统
技术领域
本发明属于油田污水处理领域，具体涉及一种油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统。
背景技术
自上世纪80年代中期，我国累计发现稠油油田70多个，先后建成辽河、新疆、胜利、河南4个稠油生产基地，投入开发的地质储量超过8亿吨。我国大部分油田已进入石油开发的中期和后期，原油综合含水率达70％～80％，有的油田甚至已高达90％，采出液水量巨大。而稠油油田大都采用热采方式驱油，需要消耗大量的淡水资源，同时大量富余污水无效回灌和外排，给油田生产带来了巨大压力。同时，稠油污水中所携带的热能资源(＞60℃)白白流失，造成环境污染。稠油污水存在水质变化大、油水密度差小、乳化严重等难点，再加上处理工艺流程不成熟等原因，稠油采出水的出路越来越成为制约稠油油藏开发的瓶颈。如何合理处置稠油采出水是摆在油田企业面前的一个非常严峻的经济和技术难题，直接影响和制约了油田的可持续发展。
当前生产形势日益严峻，清水资源日益短缺，加强油田富余污水替代清水的资源化处理技术研究，提高污水回用率，减少清水用量，是有效解决稠油采出水处置与清水资源匮乏双重矛盾的最好方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种出水水质好，油田污水处理效率高，实现稠油污水的零排放和全回用的油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，包括接收罐、引气气浮装置、过滤器、高密度悬浮澄清器、MVC蒸发器和离子交换器，所述接收罐出口通过提升泵与引气气浮装置入口连接，引气气浮装置的出口通过过滤器与高密度悬浮澄清器入口连接，高密度悬浮澄清器的出水口通过后过滤器与MVC蒸发器连接，MVC蒸发器通过离子交换器与锅炉连接。
具体地，所述高密度悬浮澄清器还与污泥池连接，高密度悬浮澄清器处理后的一部分污泥回流至高密度悬浮澄清器，剩余污泥排至污泥池。
具体地，所述引气气浮装置所用溶气气源为采出水自带的溶解性气体。
具体地，所述过滤器为核桃壳过滤器。
具体地，所述核桃壳过滤器采用大阻力配水系统，过滤器为体外搓洗式。
具体地，所述后过滤器为多介质过滤器，以石英砂和无烟煤为滤料。
具体地，所述MVC蒸发器采用水平管降膜蒸发器。
具体地，所述离子交换器采用大孔弱酸钠离子交换树脂。
利用上述处理系统的处理方法，其步骤如下：油田采出水自流进入接收罐调储、均质后，经提升泵打入引气气浮装置，去除水中大部分悬浮固形物及大部分的原油，引气气浮装置出水进入核桃壳过滤器进一步除油、除悬，滤后水进入高密度悬浮澄清器，去除水中的活性硅以及二价/三价阳离子，澄清后污水进入后过滤器进一步除油、除悬，而后进入MVC蒸发装置进行脱盐、除硬处理，产出水进入脱盐水罐缓冲后，经提升泵打入离子交换器进一步软化，离子交换器产出水在清水罐缓冲后供给热采锅炉。
本发明处理系统的处理方法分为预处理工艺、脱盐工艺和深度软化工艺三阶段。
预处理工艺以高密度悬浮澄清器为核心，预处理段出水含油<1ppm，SS浓度<3ppm，SiO2浓度<30ppm。脱盐工艺以多效机械蒸发压缩(MVC)蒸发器为核心工艺，离子交换器强化处理，实现深度软化，产品水指标达到硬度<0.1ppm，TDS<50ppm，每吨产品水电耗小于12kWh。
本发明引入以MVC蒸发器为核心工艺的稠油采出水处理系统及工艺，大大提高了出水水质，进一步提高油田污水处理效率，实现稠油污水的零排放和全回用，解决了高温高盐油田污水的资源化处理的难题。
附图说明
图1是本发明注汽锅炉处理系统结构框图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
如图1所示，油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，包括接收罐、引气气浮装置、过滤器、高密度悬浮澄清器、MVC蒸发器和离子交换器，所述接收罐出口通过提升泵与引气气浮装置入口连接，引气气浮装置的出口通过过滤器与高密度悬浮澄清器入口连接，高密度悬浮澄清器的出水口通过后过滤器与MVC蒸发器连接，MVC蒸发器通过离子交换器与锅炉连接。
具体地，所述高密度悬浮澄清器还与污泥池连接，高密度悬浮澄清器处理后的一部分污泥回流至高密度悬浮澄清器，剩余污泥排至污泥池。
具体地，所述引气气浮装置所用溶气气源为采出水自带的溶解性气体，包括石油气、二氧化碳等，气浮装置配套设施简单；装置密闭，不存在敞口容器运行、水中溶氧含量增加导致腐蚀加剧的风险；装置为立式，占地面积小，节约工程投资。出水水质：含油量≤10mg/L，悬浮固体含量≤10mg/L。
具体地，所述过滤器为核桃壳过滤器。
具体地，所述核桃壳过滤器采用大阻力配水系统，可有效防止过滤过程中对滤料的机械损坏和滤料随水流失等情况的发生；过滤器内部件不设任何转动部件，滤料在罐体外清洗，克服了传统搅拌式反洗流程滤料清洗不彻底、滤料易板结的缺陷，保证了滤后水的水质指标。过滤器为体外搓洗式，解决了长期困扰体外搓洗方式的漏料、滤床跑偏、故障率偏高、机械结构对滤料损坏等技术难题；反洗过程中，引气气浮继续按额定量正常运转，反冲水来自引气气浮装置产出水。
具体地，高密度悬浮澄清器第一反应室、第二反应室、分离室于同一池内，大大节省占地空间，池体机构可为钢结构，也可为混凝土结构；搅拌机的传动轴为同轴设计，套筒轴连接搅拌桨，芯轴连接刮泥耙；本澄清池外筒应比内筒低，解决外筒太高，底流会冲击污泥层影响效果的问题；澄清池采用内循环+外循环的大污泥循环量使泥渣密度增高以形成拥挤沉降，出水质量要好于一般的澄清池。
具体地，所述后过滤器为多介质过滤器，以石英砂和无烟煤为滤料。
具体地，所述MVC蒸发器采用水平管降膜蒸发器。本发明采用合体式MVC系统，具有最大集成化、最优节能化、安装方便快速、建设周期短、日常维护简单等特点；采用降膜的设计消除了在汽化过程中的净压头，提高了热蒸发传热系数；MVC蒸发器的核心部件为一台大流量的离心式水蒸汽压缩机，它可使系统在低于96℃温度下运行，除了这台压缩机之外，由于MVC蒸发器的运转部件极少，可有效地将设备的运行和维护费用降至最低程度；该设备的运行极为简单方便，阻垢剂和消泡剂的加药量极少，在正常的运行和维护下，该设备的设备年利用率可达96％以上；MVC蒸发器仅采用电驱动式蒸汽压缩机操作，操作简单，运行能耗低，实现了低成本产出高纯度去离子水，适用于需要消耗大量高纯度去离子水的工业、发电站、油田等行业，该工艺可保证为其提供一个稳定的、可靠的、长期工艺和锅炉给水水源。
本发明配套离子交换器作为产出水深度软化装置，根据MVC蒸发器产出水水质和锅炉进水要求，选择大孔弱酸钠离子交换树脂。
本发明处理系统的处理方法步骤如下：油田采出水自流进入接收罐调储、均质后，经提升泵打入引气气浮装置，去除水中大部分悬浮固形物及大部分的原油，引气气浮装置出水进入核桃壳过滤器进一步除油、除悬，滤后水进入高密度悬浮澄清器，去除水中的活性硅以及二价/三价阳离子，澄清后污水进入后过滤器进一步除油、除悬，而后进入MVC蒸发装置进行脱盐、除硬处理，产出水进入脱盐水罐缓冲后，经提升泵打入离子交换器进一步软化，离子交换器产出水在清水罐缓冲后供给热采锅炉。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (6)

1.油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，其特征在于，包括接收罐、引气气浮装置、过滤器、高密度悬浮澄清器、MVC蒸发器和离子交换器，所述接收罐出口通过提升泵与引气气浮装置入口连接，引气气浮装置所用溶气气源为采出水自带的溶解性气体，引气气浮装置的出口通过过滤器与高密度悬浮澄清器入口连接，过滤器为核桃壳过滤器，高密度悬浮澄清器的出水口通过后过滤器与MVC蒸发器连接，MVC蒸发器通过离子交换器与锅炉连接，所述高密度悬浮澄清器还与污泥池连接，高密度悬浮澄清器处理后的一部分污泥回流至高密度悬浮澄清器，剩余污泥排至污泥池。
2.如权利要求1所述的油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，其特征在于，所述核桃壳过滤器采用大阻力配水系统，过滤器为体外搓洗式。
3.如权利要求1所述的油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，其特征在于，所述后过滤器为多介质过滤器，以石英砂和无烟煤为滤料。
4.如权利要求1所述的油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，其特征在于，所述MVC蒸发器采用水平管降膜蒸发器。
5.如权利要求1所述的油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统，其特征在于，所述离子交换器采用大孔弱酸钠离子交换树脂。
6.利用权利要求1-5任一所述的油田采出水资源化回用注汽锅炉处理系统的处理方法，其特征在于，步骤如下：油田采出水自流进入接收罐调储、均质后，经提升泵打入引气气浮装置，去除水中大部分悬浮固形物及大部分的原油，引气气浮装置出水进入核桃壳过滤器进一步除油、除悬，滤后水进入高密度悬浮澄清器，去除水中的活性硅以及二价/三价阳离子，澄清后污水进入后过滤器进一步除油、除悬，而后进入MVC蒸发器进行脱盐、除硬处理，产出水进入脱盐水罐缓冲后，经提升泵打入离子交换器进一步软化，离子交换器产出水在清水罐缓冲后供给热采锅炉。
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