CN110813900A - 一种利用低速旋流处理油泥砂的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种利用低速旋流处理油泥砂的方法和装置；其特征在于：（1）确定流体运动参数，（2）确定装置工况参数，（3）低速旋流处理油泥砂。该装置圆柱型罐体的顶部中心位置设有油水溢流孔；圆柱罐体上部距油水溢流孔下300mm‑800mm的外壁切向，设置油泥沙浆入口管线；从圆柱罐体上部内壁油泥沙浆入口开始设置螺旋向下，螺距100mm‑600mm的油泥沙浆旋流导流槽1‑3周；在圆柱罐体底部安装螺旋输送型搅拌器；螺旋输送型搅拌器末端联接泥砂浆液出口管线。
Description
技术领域
本发明涉及一种净化处理系统，特别涉及一种利用低速旋流处理油泥砂的方法和装置。
背景技术
目前，在国内外净化处理油泥沙的过程中，比较广泛的使用物理热化学水洗法净化处理油泥沙的技术，但是处理不同性质油泥沙后的净泥沙含油率差别很大，无法达到«陆上石油天然气开采含油污泥资源化综合利用及污染控制技术»的要求。
造成这种现象的原因，主要在以下几个方面：
（1）现有的物理热化学水洗法净化处理油泥沙，需要在均质后的油泥砂浆液中加入清洗药剂一定的时间才能产生效果，尤其是处理含大量聚合物的油泥砂时，完全破解聚合物的时间需要30分钟以上，为了让油泥砂颗粒在这段时间内不沉淀，就要对油泥砂浆不停的进行搅拌，以防油泥砂颗粒下沉，这就造成从某一粒泥砂上剥离下的污油在上浮过程中吸附到另一粒已被剥离污油的泥砂颗粒上，使处理后产生的净泥砂含油率升高。
（2）在物理热化学水洗法净化处理油泥砂浆的有效时间内，为了防止净泥砂沉积，造成无法利用水流混合外输，要对已处理干净的泥砂不停地进行搅拌，这就造成了干净的细泥颗粒上浮，重新与原油混合，使处理后的净泥砂含油率上升。
（3）已经从油泥沙颗粒上剥离的原油，即使已经上浮在液面，如果没有及时离开油泥砂浆，就会在对油泥砂浆进行搅拌的过程中，与被处理干净的净泥砂再次混合，从而造成处理后的净泥砂含油率不达标。
（4）为提高工效需要采用连续净化处理的工艺，可是在连续净化处理的工况下，机械搅拌无法将不同时间输入的油泥沙浆区分开来，使有的油泥沙颗粒清洗处理时间过长，有的油泥沙颗粒清洗处理时间过短，从而造成排出的净泥砂含油率很难稳定达标。
因此，提供一种工艺装备选择合理，净化处理高效，处理过程中油和泥砂分层清晰，能够方便的实现净泥砂浆与水混合外输的净化处理油泥砂的装置，已成为当前该领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用低速旋流处理油泥砂的方法；将油泥砂浆进行有效的净化处理后外输，其特征在于实施步骤如下：
（1）确定流体运动参数：
（1.1）根据每小时需要处理油泥砂的数量和适当用水量，确定油泥砂浆入口的浆液流量；
（1.2）根据保持低速旋流场的动能需要，确定罐体工作半径和油泥砂浆入口的浆液压力；
（1.3）根据处理油泥砂的最高含油率和保证旋流清洗8分钟-18分钟的工作状态，确定油水溢流孔和油泥砂浆出口的流量、初步确定油泥砂浆入口至圆柱罐体倒锥部的高度、并适当调整罐体有效工作半径；
（2）确定装置工况参数：
（2.1）根据待处理油泥砂的最高含油率和每小时需要处理油泥砂的数量，依据罐体有效工作半径，确定油泥砂浆入口至油水溢流孔的高度差；
（2.2）根据油泥砂浆入口管线的浆液压力、流量和罐体工作内壁的半径，确定油泥砂浆旋流导流槽的宽度、螺距和长度，并适当修正油泥砂浆入口至圆柱罐体倒锥面和油水溢流孔的高度差，及罐体有效工作半径；
（2.3）根据待处理油泥砂的最大含固率和每小时需要处理油泥砂的数量，确定螺旋输送型搅拌器的工作直径和转速；
（3）低速旋流处理油泥砂：带有设定压力和流量的油泥砂浆，从罐体圆柱部分上部外壁切向设置的油泥砂浆入口管线进入处理油泥砂的装置；从油泥砂浆入口处罐体内壁开始设置螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽，在油泥砂浆旋流导流槽的导引下，油泥砂浆的动能使罐体内的油泥砂浆形成旋流场，随时将泥砂颗粒上剥离的原油，立刻向圆柱罐体的中心集聚并上浮至罐体顶部油水溢流孔溢出；在罐体圆柱部分的罐内，油泥砂颗粒在随旋流场下落的过程中不断被旋流液净化处理剥离原油，在任何高度剥离出的原油，在旋流场的作用下都立刻向罐体的中心集聚并上浮至油水溢流孔溢出；净泥砂在任何高度都沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂，在罐内壁与罐中心之间继续接受旋流液净化清洗，并在下落的过程中实现油与泥砂的分离；下落的泥砂通过罐体底部倒锥面的集聚，由螺旋输送型搅拌器将泥砂浆液送人净泥砂浆出口管线，出口管线的流量是入口管线的流量减去油水溢流孔的溢流量，压力根据下一步工艺流程的需要设定。
一种利用低速旋流处理油泥砂的装置；其特征在于：圆柱型罐体的顶部中心位置设有油水溢流孔；圆柱罐体上部距油水溢流孔下300mm - 800mm的外壁切向，设置油泥沙浆入口管线；从圆柱罐体上部内壁油泥沙浆入口开始设置螺旋向下，螺距100mm-600mm的油泥沙浆旋流导流槽1-3周；在圆柱罐体底部安装螺旋输送型搅拌器；螺旋输送型搅拌器末端联接泥砂浆液出口管线。
本发明的有益效果是：在连续处理油泥砂的工况条件下，油和泥砂立体分层清晰，油能随时排出，净泥砂能够连续分层集聚，并能够方便的实现泥砂与水混合外输。不同高度剥离出的原油在旋流场作用下立即运移到罐体中心后上浮至油水溢流孔溢出，净泥砂在任何高度都沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂在罐体内壁与罐体中心之间，继续接受旋流清洗并在下落的过程中实现油与泥砂的分离。罐体底部安装的螺旋输送型搅拌器，可以保证净泥砂与水混合外输并防止净泥砂上浮。本发明结构简单，高效实用，适用范围广。
附图说明
图1本发明方法实施步骤流程示意图；
图2是本发明整体结构示意图；
图2中：1油泥砂浆入口管线，2油水溢流孔，3罐体，4油泥砂浆旋流导流槽，5螺旋输送型搅拌器，6净泥砂浆出口管线。
具体实施方式
以下结合附图及较佳实施例，对本发明提供的具体实施方式、结构、特征详述如下：
如图1所示，一种利用低速旋流处理油泥沙的方法，将油泥砂浆进行有效的净化处理后外输，其特征在于实施步骤如下：
（1）确定流体运动参数：
（1.1）根据每小时需要处理油泥砂的数量和该油泥砂3-5倍用水量，确定油泥砂浆入口的浆液流量；
（1.2）使用与罐体同径的敞口罐，并装满高于入口的液体，用泥浆泵沿罐体切向注入设定流量的泥沙浆液，通过调整供液压力，观察液面漂浮物的旋转速度，根据需要保持10转/分-40转/分的旋流场工作状态，确定罐体工作半径，确保油泥砂浆入口的浆液压力不低于0.3MPa，不高于0.6MPa；
（1.3）根据处理油泥砂的最高含油率和保证旋流清洗8分钟-18分钟的工作状态，按罐体内处理油泥砂总含油量的1.5-2倍确定油水溢流孔的溢流量、和油泥砂浆出口的流量，通过油泥砂浆出口泵排出节流，利用油泥砂浆入口的浆液压力和油比重轻的上浮力，实现油泥砂浆出口节流的流量加油水溢流孔自流的流量等于油泥砂浆入口流量，并初步确定油泥砂浆入口至圆柱罐体倒锥部的高度差，并适当确定罐体有效工作半径；
（2）确定装置工况参数：
（2.1）根据待处理油泥砂的最高含油率和每小时需要处理油泥砂的数量，依据罐体有效工作半径，确定油泥砂浆入口至油水溢流孔的高度差，保证该区间的有效容积是罐体内油泥砂最大含油量的1.5倍-3倍之间；
（2.2）根据油泥砂浆入口管线的浆液压力、流量和罐体工作内壁的半径，使用与罐体同径的敞口罐，分段安装实验旋流导流槽，用泥浆泵沿罐体切向注入导流槽内设定流量和压力的泥沙浆液，观察旋流导流槽内沿和上沿是否有泥沙沉积，按没有泥沙沉积的状态，确定油泥砂浆旋流导流槽的宽度、螺距和长度；当油泥砂浆入口浆液压力高、流量大时需增加旋流导流槽的宽度，当旋流场转速高时需减少油泥砂浆旋流导流槽的螺距、增加长度，当旋流场转速低时需增加油泥砂浆旋流导流槽的螺距、减少长度，亦可根据旋流场转速，增加或减少罐体工作内壁的半径，同时适当修正油泥砂浆入口至圆柱罐体倒锥面和油水溢流孔的高度差；
（2.3）根据待处理油泥砂的最大含固率和每小时需要处理油泥砂的数量，确定螺旋输送型搅拌器的工作直径和转速，保证在螺旋输送轴每分钟33转以下的工况条件下，能将净泥砂浆出口管线实际最大流量1-1.5倍的泥砂浆液，输送至净泥砂浆液出口管线；
（3）低速旋流处理油泥砂：带有设定压力和流量的油泥砂浆，从罐体圆柱部分上部外壁切向设置的油泥砂浆入口管线，进入处理油泥砂的装置；从油泥砂浆入口处罐体内壁开始设置螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽，在油泥砂浆旋流导流槽的导引下，油泥砂浆的动能使罐体内中下部的油泥砂浆也形成旋流场，随时将泥砂颗粒上剥离的原油立刻向圆柱罐体的中心集聚，并上浮至罐体顶部油水溢流孔溢出；在罐体圆柱部分的罐内，油泥砂颗粒在随旋流场下落的过程中不断被旋流液净化处理剥离原油，在任何高度剥离出的原油，在旋流场的作用下都立刻向罐体的中心集聚，并上浮至油水溢流孔溢出；净泥砂在任何高度都沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂在罐内壁与罐中心之间，继续接受旋流液净化清洗并在下落的过程中实现油与泥砂的分离；下落的泥砂通过罐体底部倒锥面的集聚，由螺旋输送型搅拌器将泥砂浆液送人净泥砂浆出口管线，出口管线的流量是入口管线的流量减去油水溢流孔的溢流量，压力根据下一步工艺流程的需要设定。
如图2所示一种利用低速旋流处理油泥砂的装置；其特征在于：该装置在罐体3圆柱部分上部的外壁切向设置油泥沙浆入口管线1，顶部中心位置设有油水溢流孔2，在罐体3圆柱部分上部内壁油泥砂浆入口，开始设置螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽4，在罐体3圆锥形底部设置螺旋输送型搅拌器5，在螺旋输送型搅拌器5末端设置净泥砂浆出口管线6。
该装置工作原理：带有设定压力和流量的油泥砂浆，从罐体圆柱部分上部外壁切向设置的油泥砂浆入口管线进入处理油泥砂的装置；在罐体圆柱部分上部低于油水溢流孔300mm-800mm的内壁，从油泥砂浆入口处开始设置1-3周、槽深100mm、螺距100mm-600mm、螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽，在油泥砂浆旋流导流槽的导引下，油泥砂浆的动能使罐体内中下部的油泥砂浆也形成旋流场，随时将泥砂颗粒上剥离的原油立刻向圆柱罐体的中心集聚，并上浮至油水溢流孔溢出；油泥砂颗粒在随旋流场下落的过程中不断被旋流清洗液处理并剥离原油，在任何高度剥离出的原油，在旋流场的作用下都立刻向罐体的中心集聚并上浮至油水溢流孔溢出；净泥砂在任何高度都在上快下慢的状态沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂在罐内壁与罐中心之间继续不断被水流清洗液处理并剥离原油，不断实现油与泥砂的分离；下落的泥砂通过罐体底部倒锥面的集聚，由螺旋输送型搅拌器将泥砂浆液送人净泥砂浆出口管线，出口管线的流量是入口管线的流量减去油水溢流孔的溢流量，压力根据下一步工艺流程的需要设定。如果某类油泥砂需要旋流清洗的时间较长，该装置的低速旋流场无法满足需要，可以采用增加1-3座同样的装置串联运行，即可达到需要的旋流清洗时间。
上述参照实例对一种利用低速旋流处理油泥砂的方法和装置进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种利用低速旋流处理油泥砂的方法；将油泥砂浆进行有效的净化处理后外输，其特征在于实施步骤如下：
（1）确定流体运动参数：
（1.1）根据每小时需要处理油泥砂的数量和适当用水量，确定油泥砂浆入口的浆液流量；
（1.2）根据保持低速旋流场的动能需要，确定罐体工作半径和油泥砂浆入口的浆液压力；
（1.3）根据处理油泥砂的最高含油率和保证旋流清洗8分钟-18分钟的工作状态，确定油水溢流孔和油泥砂浆出口的流量、初步确定油泥砂浆入口至圆柱罐体倒锥部的高度、并适当调整罐体有效工作半径；
（2）确定装置工况参数：
（2.1）根据待处理油泥砂的最高含油率和每小时需要处理油泥砂的数量，依据罐体有效工作半径，确定油泥砂浆入口至油水溢流孔的高度差；
（2.2）根据油泥砂浆入口管线的浆液压力、流量和罐体工作内壁的半径，确定油泥砂浆旋流导流槽的宽度、螺距和长度，并适当修正油泥砂浆入口至圆柱罐体倒锥面和油水溢流孔的高度差，及罐体有效工作半径；
（2.3）根据待处理油泥砂的最大含固率和每小时需要处理油泥砂的数量，确定螺旋输送型搅拌器的工作直径和转速；
（3）低速旋流处理油泥砂：带有设定压力和流量的油泥砂浆，从罐体圆柱部分上部外壁切向设置的油泥砂浆入口管线进入处理油泥砂的装置；从油泥砂浆入口处罐体内壁开始设置螺旋向下的油泥砂浆旋流导流槽，在油泥砂浆旋流导流槽的导引下，油泥砂浆的动能使罐体内的油泥砂浆形成旋流场，随时将泥砂颗粒上剥离的原油立刻向圆柱罐体的中心集聚并上浮至罐体顶部油水溢流孔溢出；在罐体圆柱部分的罐内，油泥砂颗粒在随旋流场下落的过程中不断被旋流液净化处理剥离原油，在任何高度剥离出的原油，在旋流场的作用下都立刻向罐体的中心集聚并上浮至油水溢流孔溢出；净泥砂在任何高度都沿罐体内壁螺旋型下沉，没有净化的油泥砂，在罐内壁与罐中心之间继续接受旋流液净化清洗，并在下落的过程中实现油与泥砂的分离；下落的泥砂通过罐体底部倒锥面的集聚，由螺旋输送型搅拌器将泥砂浆液送人净泥砂浆出口管线，出口管线的流量是入口管线的流量减去油水溢流孔的溢流量，压力根据下一步工艺流程的需要设定。
2.一种利用低速旋流处理油泥砂的装置；其特征在于：圆柱型罐体的顶部中心位置设有油水溢流孔；圆柱罐体上部距油水溢流孔下300mm-800mm的外壁切向，设置油泥沙浆入口管线；从圆柱罐体上部内壁油泥沙浆入口开始设置螺旋向下，螺距100mm-600mm的油泥沙浆旋流导流槽1-3周；在圆柱罐体底部安装螺旋输送型搅拌器；螺旋输送型搅拌器末端联接泥砂浆液出口管线。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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