CN110981051B - 一种原油采出水超声处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种原油采出水超声处理方法，属于废水处理技术领域，其包括粗滤：用三层T型过滤网过滤原油采出水，得到第一滤液；预脱水：向第一滤液中加入预脱水剂，用超声搅拌第一滤液将预脱水剂分散均匀；细滤：用反渗透膜过滤经处理的第一滤液得第二滤液，第二滤液由油水分离器分离成油液和水液；以及后处理：得到的油液经过沉降后得回收的油液，得到的水液经除油后排放，水液除油得到的油液返回废水中。此方法先将采出水中的泥沙等大颗粒过滤掉，然后再加入预脱水剂进行搅拌混匀，扩大预脱水剂与聚合物和细菌等杂质的接触面，使得预脱水剂充分吸附杂质中的水分子，降低油水界面张力，使滤液呈现清晰的油水分界面，提高处理效果。

Description

一种原油采出水超声处理方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种原油采出水超声处理方法。

背景技术

随着油田开采时间的增长，原油采出液中的含水率呈逐年增长态势，故要经过脱水处理。脱水处理得到的水液中通常伴随有各种油类聚合物和细菌等，形成原油采出水，若直接排放，在造成环境污染的同时，还浪费了油液，降低了出油率。所以此类原油采出水必须经过处理后才能排放。

目前，对原油采出水的处理方式各式各样，处理效果也参差不齐，又加上是对待排放废水的处理，在没有强大经济效益刺激的情况下，原油采出水的处理不受重视，致使研发投入方面严重不足，处理技术一直停滞不前。研发一款既能提高处理效果、回收油液，又价格低廉的处理设备是改善行业现状的重要途径，也是原油处理企业所期盼的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种原油采出水超声处理方法，能够洁净原油采出水，使其达到排放指标。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：设计一种原油采出水超声处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）粗滤：用三层T型过滤网过滤原油采出水，得到第一滤液；

（2）预脱水：向步骤（1）制得的第一滤液中加入预脱水剂，用超声搅拌第一滤液将预脱水剂分散均匀；

（3）细滤：用反渗透膜过滤经步骤（2）处理的第一滤液得第二滤液，第二滤液由油水分离器分离成油液和水液；

（4）后处理：步骤（3）得到的油液经过沉降后得回收的油液，步骤（3）得到的水液经除油后排放，水液除油得到的油液返回步骤（1）中的第一滤液中；

进行上述处理的设备包括三重过滤器，三重过滤器通过进水管连接缓冲罐，缓冲罐通过输料管连接超声清洗机，超声清洗机的出料口连通反渗透膜过滤器，反渗透膜过滤器连通油水分离器的进料口，油水分离器的出料口连接后处理设备，

超声清洗机在清洗槽安装有多个不同高度的第一超声波振子，超声清洗机上还设置投料器，投料器能将预脱水剂投放到清洗槽中。

进一步的，步骤（3）中用反渗透膜过滤时，第一滤液分为竖向流和横向流，竖向流的流速和横向流的流速均为0.3～0.6m/s。

进一步的，所述进水管上安装有第二超声波振子。

进一步的，在缓冲罐的底部或/和罐壁上设置超声波振动棒。

进一步的，所述油水分离器的出料口分为出油口和出水口，出油口连接沉降设备，出水口连接除油设备。

进一步的，所述沉降设备包括

两台以上相互级联连接的沉降罐，尾端沉降罐的出油口连接储油罐；或者

一台沉降罐，沉降罐的出油口连接储油罐。

进一步的，所述除油设备包括两台以上相互级联连接的除油器或者一台除油器。

进一步的，尾端除油器的出油口连通清洗槽。

进一步的，所述输料管上安装电动阀，清洗槽内安装第一液位传感器，第一液位传感器的信号作为电动阀启停的控制依据。

进一步的，所述缓冲罐内安装有第二液位传感器，第二液位传感器的信号作为缓冲罐内液位的控制信号

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、由于先进行了不同目数的三重过滤，将采出水中的泥沙等大颗粒过滤掉，然后再加入预脱水剂进行搅拌混匀，扩大预脱水剂与聚合物和细菌等杂质的接触面，使得预脱水剂充分吸附聚合物和细菌等杂质内的水分子，降低油水界面张力，使得微小油滴絮凝成团，最后团聚成油液，滤液具有清晰的油水分界面，大大提高了采出水处理效果；并且所用设备为原油行业内的常规设备，利于提高其性价比。

2、由于在反渗透过滤步骤中，第一滤液的流向及流速，能够防止反渗透膜被堵塞，维持其良好的工作能力和使用寿命。

3、由于进水管上安装有第二超声波振子，能够减少污水在进水管内结垢，一方面利于维持管道内的流速；另一方面能有效地防止垢下细菌对管道壁的腐蚀，利于延长进水管的使用寿命。

4、由于在缓冲罐的底部或/和罐壁上设置超声波振动棒，一方面进行超声波清洗的预加工，提高超声波清洗的速度；另一方面能够防止污水中的细菌及杂质在缓冲罐的底部结垢。

5、由于油水分离器的出油口连接沉降设备，再次将含在油液中的少量水分去除，减少油液的含水率，提高油液的纯度，提升回收油液的质量。

6、由于出水口连接除油设备，可以将水液中的少量油除去，一方面使水液达到排放或者它用标准；另一方面实现水中少量油液的回收，便于进行再处理。

7、由于尾端除油器的出油口连通清洗槽，使得从水液中清理出来的油再次返回超声波清洗槽中进行破乳、去杂，形成小分子油，便于脱水提油，提高油液的回收量。

8、由于输料管上安装电动阀，清洗槽内安装第一液位传感器，可以根据清洗槽内的液位自动控制电动阀的工作状态，自动更换清洗槽内的污水，减少人力开支的同时，便于统一处理质量；同样通过第二液位传感器控制缓冲罐内的液位，使得缓冲罐中始终存储有一定量的污水。

9、由于先预脱水处理再进行油水分离这一想法的提出，使得油水分界面更加清晰，大大降低了油水分离难度，还降低了油液中聚合物和细菌等对处理设备的腐蚀影响，利于延长其使用寿命，便于在本领域内推广应用。

附图说明

图1是本发明的连接结构示意图。

图中标记：1、三重过滤器；2、缓冲罐；3、超声清洗机；4、投料器；5、反渗透膜过滤器；6、油水分离器；7、沉降罐；8、储油罐；9、除油器；10、第二超声波振子；11、超声波振动棒；12、第二液位传感器；13、第一液位传感器；14、电动阀。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

本发明的主旨思想是：经以下步骤实现原油采出水的处理：

（1）粗滤：用三层T型过滤网过滤原油采出水，得到第一滤液；

（2）预脱水：向步骤（1）制得的第一滤液中加入预脱水剂，用超声搅拌第一滤液将预脱水剂分散均匀；

（3）细滤：用反渗透膜过滤经步骤（2）处理的第一滤液得第二滤液，第二滤液由油水分离器6分离成油液和水液；用反渗透膜过滤时，第一滤液分为竖向流和横向流，竖向流的流速和横向流的流速均为0.3～0.6m/s；

（4）后处理：步骤（3）得到的油液经过沉降后得回收的油液，步骤（3）得到的水液经除油后排放，水液除油得到的油液返回步骤（1）中的第一滤液中。

实现上述的思想的具体装置，如图1所示，在油水分离器6的前侧连接自前至后依次相连接的缓冲罐2、超声清洗机3和反渗透膜过滤器5，缓冲罐2上连接有进水管，进水管连接三重过滤器1，进水管上安装有第二超声波振子10。缓冲罐2内安装有第二液位传感器12，当液位低于第二液位传感器12的位置时，向缓冲罐2内注入原油采出水；当液位高出第二液位传感器12一定高度时，停止向缓冲罐2内注入原油采出水，使得第二液位传感器12的信号作为缓冲罐2内液位的控制信号。缓冲罐2的底部设置超声波振动棒11，缓冲罐2与超声清洗机3之间安装有输料管，输料管上安装电动阀14，超声清洗机3的清洗槽内安装第一液位传感器13，当液位低于第一液位传感器13的位置时，电动阀14开启；当液位高于第一液位传感器13的位置时，电动阀14关闭；超声清洗机3在清洗槽安装有多个不同高度且不同方位的第一超声波振子，实现不同部位的搅拌与混匀。超声清洗机3上还设置投料器4，投料器4能将预脱水剂投放到清洗槽中。清洗槽的后端连接反渗透膜过滤器5，反渗透膜过滤器5的后端连接油水分离器6。

油水分离器6的后侧连接后处理设备，后处理设备包括沉降设备、除油设备和储油罐8。油水分离器6的出油口连接由两台相互级联连接的沉降罐7构成的沉降设备、出水口连接由两台相互级联连接的除油器9构成的除油设备。尾端沉降罐7的出油口连接储油罐8，尾端除油器9的出油口连通清洗槽。

上述装置的工作过程如下：

原油脱水后的采出水先进入三重过滤器1，经过三重目数由小及大的T型过滤网过滤后的第一滤液，通过进水管进入缓冲罐2，当液位高出第二液位传感器12一定高度时，停止向缓冲罐2内注入第一滤液，当液位低于第二液位传感器12的位置时，再次向缓冲罐2内注入第一滤液；缓冲罐2内的第一滤液通过输料管进入超声清洗机3的清洗槽内，当液位高于第一液位传感器13的位置时，电动阀14关闭；当液位低于第一液位传感器13的位置时，电动阀14再次开启。投料器4将预脱水剂投放到清洗槽中，第一超声波振子振动混匀预脱水剂，一方面扩大预脱水剂与聚合物和细菌等杂质的接触面，充分发挥预脱水剂的吸附作用，使得预脱水剂充分吸附水中乳状液的水分子，降低油水界面张力，提高油脱水速度；并且在乳状液脱水的同时，微小的油珠聚结、合并成上浮的大油珠，实现污水中原油和悬浮物的絮凝与聚结，从而有效去除污水中原油和悬浮物；包裹在水中的固体颗粒则下沉，便于除去其它杂质；另一方面利用超声的空化作用，破坏小颗粒杂质对大分子的黏附，使水中的乳状液破乳，快速地使第一滤液进行油水分离，提高分离质量。再被反渗透膜过滤掉吸附有杂质的絮团，经过如此处理的混合液进入油水分离器6后，具有较清晰的油水分界面，实现油和水的较彻底分离，简化后续处理难度，在相同处理设备的前提下，能减少处理量，利于提高质量。反渗透膜过滤时，混合液分为竖向流和横向流，竖向流的流速和横向流的流速相同，具体可以选用0.3m/s、0.4m/s、0.5m/s或者0.6m/s。油水分离器6分离出的油液依次经过两台级联的沉降罐7沉降除水后进入储油罐8，将油液的乳化水滴去除，进一步减少油液的含水率，提高油液的回收质量。沉降罐7出来的水液进入前级除油器9，与油水分离器6分离出来的水液一同依次经过两台级联的除油器9除油后排放，两台除油器9得到的油液再次返回清洗槽中进行处理。

在上述处理的过程中，第二超声波振子10一直处于工作状态，产生振动，避免杂质在进水管内结垢，腐蚀进水管的管壁。并且第一液位传感器13和第二液位传感器12自动控制缓冲罐2和清洗槽中的液位。

上述超声清洗机3已是成熟的现有技术，如中国发明专利申请201510392138.5；同样此处仅是对预脱水剂的应用，预脱水剂已是现有技术，具体可见中国发明专利申请201210126246.4，故在此不对其具体结构做详细赘述。

本发明处理前后原油采出水中杂质含量检测为：

处理前：多数情况下含油量为200～300 mg/L，有时能达1000mg/L以上；悬浮固体含量100～300mg/L；SRB细菌含量约100～1000个/mL，有时能达到10000个/mL； 腐蚀速率约0.05～3mm/a。

处理后：含油量为12～18 mg/L；悬浮固体含量20～25mg/L左右；SRB细菌含量21～23个/mL；平均腐蚀速率为0.075 mm/a。

上述检测方法与设备完全按照中华人民共和国石油天然气行业标准《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》SY/T5329-2012，故对其不再赘述。

现有技术中基本采用沉降技术处理，处理后与处理前差别不明显，尤其是含油量和SRB细菌含量这两项指标差别很小。而采用本发明处理后则发生了数量级的变化，含油量和SRB细菌含量完全达到排放标准，悬浮固体含量也基本达到排放标准。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种原油采出水超声处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)粗滤：用三层T型过滤网过滤原油采出水，得到第一滤液；

(2)预脱水：向步骤(1)制得的第一滤液中加入预脱水剂，用超声搅拌第一滤液将预脱水剂分散均匀；

(3)细滤：用反渗透膜过滤经步骤(2)处理的第一滤液得第二滤液，第二滤液由油水分离器分离成油液和水液；

(4)后处理：步骤(3)得到的油液经过沉降后得回收的油液，步骤(3)得到的水液经除油后排放，水液除油得到的油液返回步骤(1)中的第一滤液中；

进行上述处理的设备包括三重过滤器，三重过滤器通过进水管连接缓冲罐，缓冲罐通过输料管连接超声清洗机，超声清洗机的出料口连通反渗透膜过滤器，反渗透膜过滤器连通油水分离器的进料口，油水分离器的出料口分为出油口和出水口，出油口连接沉降设备，出水口连接除油设备；

超声清洗机在清洗槽安装有多个不同高度的第一超声波振子，超声清洗机上还设置投料器，投料器能将预脱水剂投放到清洗槽中。

2.按照权利要求1所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：步骤(3)中用反渗透膜过滤时，第一滤液分为竖向流和横向流，竖向流的流速和横向流的流速均为0.3～0.6m/s。

3.按照权利要求2所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：所述进水管上安装有第二超声波振子。

4.按照权利要求3所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：在缓冲罐的底部或/和罐壁上设置超声波振动棒。

5.按照权利要求1至4任一所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：所述沉降设备包括

两台以上相互级联连接的沉降罐，尾端沉降罐的出油口连接储油罐；或者

一台沉降罐，沉降罐的出油口连接储油罐。

6.按照权利要求1至4任一所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：所述除油设备包括两台以上相互级联连接的除油器或者一台除油器。

7.按照权利要求6所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：尾端除油器的出油口连通清洗槽。

8.按照权利要求1至4任一所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：所述输料管上安装电动阀，清洗槽内安装第一液位传感器，第一液位传感器的信号作为电动阀启停的控制依据。

9.按照权利要求8所述的原油采出水超声处理方法，其特征在于：所述缓冲罐内安装有第二液位传感器，第二液位传感器的信号作为缓冲罐内液位的控制信号。

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