CN210367192U - 一种一罐式油田采出水过滤分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种一罐式油田采出水过滤分离装置，包括罐体，所述罐体沿轴向方向包括依次连通的除油室、多级过滤室以及缓冲室，其中，所述除油室的侧壁上设置有进液口，所述除油室的内部设置有除油斜板，所述除油室的上壁开设有排气口；所述多级过滤室包括多个过滤腔室，每个所述过滤腔室的内部均设置有过滤介质，且每个过滤腔室中均设置有伸入所述过滤介质的反冲洗管；所述缓冲室的内部设置有缓冲挡板，所述缓冲室的下壁开设有出液口。该过滤分离装置采用一罐式多级多介质过滤，集成化程度高，管理便捷，缩短油田回注水除油除杂处理时间，提高整体工作效率。
Description
技术领域
本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种一罐式油田采出水过滤分离装置。
背景技术
随着油田的不断开采，油田采出液的含水率逐年上升。油田采出水是伴随采油作业采出的经原油脱水分离后的含油污水，其中含有油类(约1000-2000mg/L，有时甚至高达5000mg/L，存在形式主要为浮油、分散油、乳化油和溶解油)、悬浮物(一般为100-1000mg/L，主要包括FeS颗粒、粉砂和细砂等)、含盐量(浓度范围103-106mg/L，主要包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Fe2+、Cl-、HCO3 -、CO3 2-等)、有机物(包含脂肪烃、芳香烃、酚类、有机硫化物、脂肪酸、表面活性剂、聚合物等)以及微生物(主要为硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌等)。
将原油开采过程中产生的油田采出水进行综合处理后就地回注，可节约注水水质资源、减少污水对环境污染、并且能有效补充地层能量。
采出水处理方法和装置的高效性及可靠性直接影响地面生产工艺的正常运行。目前国内外油田开发中，经油气水三相分离器分离后的采出水处理工艺主要分为两种方法，一种为大罐装置沉降除油、除杂；另一种是气浮系统加多罐过滤除油、除杂。大罐装置沉降方法设备较大、效率较低、受内部结构影响处理后的水质指标不稳定。气浮系统加多罐过滤方法工艺链复杂、投资设备较多、管理操作不便，并且处理后水中污油含量及固体悬浮物含量指标不稳定。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供了一种一罐式油田采出水过滤分离装置。本实用新型要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
本实用新型提供了一种一罐式油田采出水过滤分离装置，
包括罐体，所述罐体沿轴向方向包括依次连通的除油室、多级过滤室以及缓冲室，其中，
所述除油室的侧壁上设置有进液口，所述除油室的内部设置有除油斜板，所述除油室的上壁开设有排气口；
所述多级过滤室包括多个过滤腔室，每个所述过滤腔室的内部均设置有过滤介质，且每个过滤腔室中均设置有伸入所述过滤介质的反冲洗管；
所述缓冲室的内部设置有缓冲挡板，所述缓冲室的下壁开设有出液口。
在本实用新型的一个实施例中，所述除油室的内部设置消能挡板，，所述消能挡板与所述进液口相对设置，使得来自所述进液口的流体能够喷射到所述消能挡板上。
在本实用新型的一个实施例中，所述除油斜板的一端固定在所述除油室的下壁上，另一端朝向所述多级过滤室倾斜。
在本实用新型的一个实施例中，所述除油斜板由平行排列的多个六棱柱管堆叠而成，且所述除油斜板的表面呈蜂窝状。
在本实用新型的一个实施例中，所述多级过滤室包括多个由所述水侧孔板和所述出水侧孔板围成的过滤腔室，其中，
所述入水侧孔板的下端开设有排水孔，所述出水侧孔板的下端开设有排水孔，并且多个所述过滤腔室通过所述排水孔相互连通。
在本实用新型的一个实施例中，多个所述过滤腔室的上壁均开设有物料进口，多个所述过滤腔室的下壁均开设有物料出口。
在本实用新型的一个实施例中，所述多级过滤室包括依次连通的一级过滤腔室、二级过滤腔室和三级过滤腔室，其中，所述一级过滤腔室和所述二级过滤腔室中的所述过滤介质为石英砂和果壳活性炭的混合物，所述三级过滤腔室中的所述过滤介质为纤维滤料。
在本实用新型的一个实施例中，所述反冲洗管的下端固定至所述过滤腔室的下壁；
所述反冲洗管呈树枝状，包括与所述罐体的轴向方向垂直的主干部和从所述主干部向所述介质中延伸的多个枝干部。
在本实用新型的一个实施例中，所述缓冲室沿不同高度设置有多个取样口。
在本实用新型的一个实施例中，所述除油室、所述多级过滤室和所述缓冲室的下壁上均开设有排污口。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型的一罐式油田采出水过滤分离装置采用一罐式多级多介质过滤，集成化程度高，管理便捷，缩短油田回注水除油除杂处理时间，提高整体工作效率。
2、该一罐式油田采出水过滤分离装置的每级过滤腔室中均设置有树枝状的反冲洗管，能够对过滤腔室中的过滤介质的不同区域进行最大程度的冲洗，增加过滤介质的使用寿命，并且利用自身处理的水质资源对过滤腔室中的过滤介质进行冲洗，没有额外的排放和污染。
3、该一罐式油田采出水过滤分离装置多级过滤室的入水侧孔板与出水侧孔板采用底部开孔或顶部开孔的设计，实现了采出水流体下进上出的过滤流态，能够有效提高过滤效率，且有效杜绝了固体颗粒和油滴的通过。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种一罐式油田采出水过滤分离装置的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种消能挡板的结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的一种除油斜板的结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的一种入水侧孔板的结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的一种出水侧孔板的结构示意图。
附体标记如下：
1-罐体；2-除油室；3-多级过滤室；31-一级过滤腔室；32-二级过滤腔室；33-三级过滤腔室；4-缓冲室；5-进液口；6-除油斜板；61-六棱柱管；7-排气口；8-缓冲挡板；9-反冲洗管；；10-消能挡板；11-入水侧孔板；12-出水侧孔板；13-排水孔；14-物料进口；15-物料出口；16-取样口；17-排污口；18-压力表接口；19-安全阀接口；20-支座；21-人孔；22-液位计；23-出液口；24-盲孔；25-过渡腔室
具体实施方式
为了进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及具体实施方式，对依据本实用新型提出的一种一罐式油田采出水过滤分离装置进行详细说明。
有关本实用新型的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合附图的具体实施方式详细说明中即可清楚地呈现。通过具体实施方式的说明，可对本实用新型为达成预定目的所采取的技术手段及功效进行更加深入且具体地了解，然而所附附图仅是提供参考与说明之用，并非用来对本实用新型的技术方案加以限制。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
实施例一
请参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种一罐式油田采出水过滤分离装置的结构示意图。该一罐式油田采出水过滤分离装置包括罐体1，罐体1沿轴向方向分为依次连通的除油室2、多级过滤室3以及缓冲室4，其中，除油室2主要用于对采出水中的污油进行过滤，多级过滤室3包括多个过滤腔室，每级过滤腔室中均设置有过滤介质，主要用于对采出水中的污油和固体悬浮颗粒进行多次过滤，缓冲室4用于对经多级过滤室3过滤的采出水进行流速缓冲和进一步沉淀并最终排出符合排放标准的水体。优选地，罐体1的直径为1.2m-3.2m。
除油室2的侧壁上设置有进液口5，以将待处理的油田采出水通入所述过滤分离装置的除油室2中。除油室2的内部设置消能挡板10，消能挡板10与进液口9相对设置，使得来自进液口9的流体能够喷射到消能挡板10上。具体地，消能挡板10的一端固定在所述除油室2的上壁，并且另一端朝向进液口5倾斜，消能挡板10用于降低来自进液口5的流体的流速并且改变流体方向，同时分离流体中溶解的气体。优选地，消能挡板10的相对于罐体1顶部的倾斜角度α1为40-50°。
请参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种消能挡板的结构示意图。本实施例的消能挡板10为厚度10-12mm的板状结构，优选地在其朝向进液口9的表面上均匀开设有多个盲孔24，盲孔24的深度为5-6mm，孔径为
孔隙率为70％-85％。孔隙率，是指孔隙面积与板在自然状态下面积的百分比。由于盲孔24的存在，消能挡板10的表面积增大，且能够将来自进液口5的流体反射至不同的方向，更加有效地改变流体方向和降低流体速度，同时也更有利于流体中溶解气体的分离。
需要说明的是，在其他实施例中，消能挡板10上可以不设置盲孔，也能够起到降低流体流速并且改变流体方向、分离流体中溶解的气体的作用。
进一步地，除油室2的上壁开设有排气口7，用于排出油田采出水经消能挡板10分离的气体。优选地，在除油室2的上壁还设置有压力表接口18和安全阀接口19，在装置运行时，将压力表接口18连接至外接压力表，安全阀接口19连接安全阀，过滤分离装置罐体1内部的压力由所述压力表检测，当压力超过预定压力时，打开所述安全阀并将多余的气体排入大体中以进行泄压。
接着，请参见图1和图3，图3是本实用新型实施例提供的一种除油斜板的结构示意图。除油室2的内部设置有用于进行除油的除油斜板6，斜板除油是一种高效的除油方法，其基本原理是“浅层沉积”。在本实施例中，除油斜板6由平行排列的多个六棱柱管61堆叠而成，使得除油斜板6的表面呈蜂窝状。除油斜板6的一端固定在除油室2的下壁上，另一端朝向多级过滤室3倾斜，优选地除油斜板6相对于罐体1底部的倾斜角度α1为50°-75°，该角度可以实现最大限度的除油。进一步地，所述六棱柱管阵列，即除油斜板6的厚度优选地为1000mm，高度为0.1-2m。需要注意的是，除油斜板6的高度可以根据罐体1的直径适当进行选择和调整。
除油斜板6的存在增大了湿周，缩小了水利半径，创造了层流条件水流叫平稳，有利于油水分离。通过除油斜板6，采出水流体中的大量污油沉淀在除油室2的下表面。
进一步地，多级过滤室3包括多个过滤腔室，每个过滤腔室内部均设置有过滤介质，并且每个过滤腔室中均设置有反冲洗管9。请一并参见图1、图4和图5，其中，图4是本实用新型实施例提供的一种入水侧孔板的结构示意图；图5是本实用新型实施例提供的一种出水侧孔板的结构示意图。所述多级过滤室3的每个过滤腔室均由入水侧孔板11和出水侧孔板12围成，其中，入水侧孔板11的端均匀开设有多个排水孔13，出水侧孔板12的端均匀开设有多个排水孔13，并且多个过滤腔室通过排水孔13相互连通。优选地，相邻所述过滤腔室之间还包括过渡腔室25，用于保证从上一级过滤腔室上端排出的流体顺利地从下一级过滤腔室下端进入。
经过除油室2的采出水从入水侧孔板11下部的排水孔13进入过滤腔室中，并在过滤腔室中通过所述过滤介质过滤，随后从出水侧孔板12上部的排水孔13溢流至下一部件，完成一级过滤。在本实施例中，由于流体从入水侧孔板11下部的排水孔13进入过滤腔室，而从出水侧孔板12上部的排水孔13排出，减缓了流体的流动速度，使得流体有充分的时间与过滤介质相互作用，从而能够有效地提高过滤效率，且能够有效杜绝了固体颗粒和油滴从上一级过滤腔室进入下一级过滤腔室。
优选地，入水侧孔板11和出水侧孔板12的板厚度均为6-10mm。排水孔13的直径为2-3mm。
本实施例的多级过滤室3的每级过滤腔室中均设置有过滤介质，用于对采出水中的污油和固体悬浮颗粒进行多次过滤。经过多级过滤室3，大颗粒的泥砂和固体悬浮颗粒由于重力作用沉淀在每级过滤腔室的底部，得到符合排放要求的水质。。所述过滤介质可以是石英砂、果壳活性炭或纤维滤料。在本实施例中，所述过滤介质的堆放高度为0.4-1m。
在设备运行一段时间之后，所述过滤介质上已经吸附有大量的污染物，可以在设备的非运行状态利用反冲洗管9对每级过滤腔室中的过滤介质分别进行冲洗。值得指出的是，这里的反冲洗水源可以使用经处理后从缓冲室排出的水源，从而增加过滤介质的使用寿命，且利用自身处理的水质资源对过滤腔室中的过滤介质进行冲洗，没有额外的排放和污染。
进一步地，多个过滤腔室的上壁均开设有物料进口14，多个过滤腔室的下壁均开设有物料出口15，用于定期补充或更换过滤介质材料。在设备运行一段时间之后，过滤腔室中的过滤介质会发生失效或流失，影响过滤效果和处理后的水质，因此需要定期更换。若需要补充，可以直接通过物料进口14进行补充，若需要更换，则通过物料出口15排出原来的过滤介质，再从物料进口14加入新的过滤介质。
缓冲室4的内部设置有缓冲挡板8。在本实施例中，缓冲挡板8竖立在缓冲室4的中部，且缓冲挡板8的上端开口。优选地，缓冲挡板8距离设备顶部400mm，即缓冲挡板8的上端开口的高度为400mm。缓冲挡板8用于对来自多级过滤室3的流体进行流速缓冲，降低流体流速，使得流体中的悬浮颗粒和泥沙进一步沉淀。缓冲室4的下壁开设有出液口23，用于排出最终处理完成的水体。
优选地，缓冲室4沿不同高度设置有多个取样口16，用于采集不同高度的水样，以分析处理后的水质情况。此外，缓冲室4的侧壁上设置有液位计22，用于对缓冲室4中的液位进行监测。
在本实施例中，除油室1、多级过滤室2和缓冲室3的下壁上均开设有排污口17，用以在处理完成后将沉淀在除油室1、多级过滤室2和缓冲室3的油污、砂砾、杂质等污染物排出。
本实施例的一罐式油田采出水过滤分离装置采用一罐式多级多介质过滤，集成化程度高，管理便捷，缩短油田回注水除油除杂处理时间，提高整体工作效率。此外，该装置多级过滤室的入水侧孔板与出水侧孔板采用底部开孔或顶部开孔的设计，实现了采出水流体下进上出的过滤流态，能够有效提高过滤效率，且有效杜绝了固体颗粒和油滴的通过。
实施例二
在上述实施例的基础上，本实施例提出了一种多级过滤室的具体结构。请继续参见图1，本实施例的多级过滤室3包括分别由入水侧孔板11和出水侧孔板12围成的一级过滤腔室31、二级过滤腔室32和三级过滤腔室33，对采出水中的污染物进行三级过滤。一级过滤腔室31和二级过滤腔室32中的过滤介质为石英砂和果壳活性炭的混合物，三级过滤腔室33中的过滤介质为纤维滤料。优选地，一级过滤腔室31中包含的石英砂和果壳活性炭的比例为7:3-8:2；二级过滤腔室32中包含的石英砂和果壳活性炭的比例为3:7-5:5。
进一步地，反冲洗管9的下端固定至所述过滤腔室的下壁，反冲洗管9呈树枝状，包括与罐体1的轴向方向垂直的主干部和从主干部向所述过滤介质中延伸的多个枝干部。优选地，主干部的长度为600-1200mm，直径为32-60mm；枝干部的直径为16-20mm，与主干部的夹角为45-55°。本实施例的一罐式油田采出水过滤分离装置的每级过滤腔室中均设置有树枝状的反冲洗管，能够充分地对过滤介质的各个区域进行冲洗，且利用自身处理的水质资源对过滤腔室中的过滤介质进行冲洗，增加过滤介质的使用寿命，且没有额外的排放和污染。
此外，本实施例的罐体1的底部设置有多个支座20，以将整个装置固定放置在一定的位置处。本实施例的罐体1的侧壁上开设有多个人孔21，该人孔21允许人体通过，在正常使用情况下，所有人孔21均处于封闭状态，当处于非使用状态时，可以打开人孔21，以允许工作人员进入罐体1中进行装置维护。
需要说明的是，本实施例的其他部分与上述实施例相同，具体结构可参见实施例一，这里不再赘述。
本实施例的一罐式油田采出水过滤分离装置的使用过程如下：
待处理的油田采出水经进液口5进入除油室2，经过消能挡板10，吸收流体能量并使流体中溶解的气体充分分离，流体中的溶解气通过排气口7排出；接着流体进入除油室2后经过除油斜板6除去大部分油滴和一部分固体悬浮颗粒，通常情况下，经过除油室2的污水含油量会小于90mg/L、固体悬浮物颗粒小于80mg/L；接着，污水通过第一块入水侧孔板11下端的排水孔13进入一级过滤介质，污水含油小于65mg/L、含固体悬浮物颗粒小于55mg/L，通过第一块出水侧孔板12上端的排水孔13流出；通过第二块入水侧孔板11下端的排水孔13进入二级过滤介质，污水含油小于30mg/L、固体悬浮物颗粒小于30mg/L，通过第二块出水侧孔板12上端的排水孔13流出；通过第三块入水侧孔板11下端的排水孔13进入三级过滤介质，污水含油小于10mg/L、固体悬浮物颗粒小于10mg/L，过滤分离后的流体通过第三块出水侧孔板12上端的排水孔13溢出进入缓冲室4中，完成水中污油、固体悬浮物的过滤分离处理。过滤分离后的水质经过缓冲挡板8的缓冲，流速进一步降低，且进一步沉淀流体中的悬浮颗粒和泥沙，最后达标的水质通过出液口23排出，同时液位计22对缓冲室4的液位进行检测。装置运行一定时间周期后，采用反冲洗管9分别对一、二、三级过滤室中的过滤介质进行反向冲洗，反冲洗时，水源为处理后的出水室缓中室中水质资源。由于在污水流经除油室2、多级过滤室3以及缓冲室4时，大颗粒的泥砂由于重力作用沉淀在除油室2、多级过滤室3以及缓冲室4底部，因此需要定期通过排污口17排出泥砂等大颗粒污染物。此外，可定期打开物料进口14，对过滤介质进补充，打开物料出口15，对废弃过滤介质进行排放。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，包括罐体(1)，所述罐体(1)沿轴向方向包括依次连通的除油室(2)、多级过滤室(3)以及缓冲室(4)，其中，
所述除油室(2)的侧壁上设置有进液口(5)，所述除油室的内部设置有除油斜板(6)，所述除油室(2)的上壁开设有排气口(7)；
所述多级过滤室(3)包括多个过滤腔室，每个所述过滤腔室的内部均设置有过滤介质，且每个过滤腔室中均设置有伸入所述过滤介质的反冲洗管(9)；
所述缓冲室(4)的内部设置有缓冲挡板(8)，所述缓冲室(4)的下壁开设有出液口(23)。
2.根据权利要求1所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述除油室(2)的内部设置消能挡板(10)，所述消能挡板(10)与所述进液口(5)相对设置，使得来自所述进液口(5)的流体能够喷射到所述消能挡板(10)上。
3.根据权利要求1所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述除油斜板(6)的一端固定在所述除油室(2)的下壁上，另一端朝向所述多级过滤室(3)倾斜。
4.根据权利要求3所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述除油斜板(6)由平行排列的多个六棱柱管(6)堆叠而成，且所述除油斜板(6)的表面呈蜂窝状。
5.根据权利要求1所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述多级过滤室(3)包括多个由所述水侧孔板(11)和所述出水侧孔板(12)围成的过滤腔室，其中，
所述入水侧孔板(11)的下端开设有排水孔(13)，所述出水侧孔板(12)的上端开设有排水孔(13)，并且多个所述过滤腔室通过所述排水孔(13)相互连通。
6.根据权利要求5所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，多个所述过滤腔室的上壁均开设有物料进口(14)，多个所述过滤腔室的下壁均开设有物料出口(15)。
7.根据权利要求5所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述多级过滤室(3)包括依次连通的一级过滤腔室(31)、二级过滤腔室(32)和三级过滤腔室(33)，其中，所述一级过滤腔室(31)和所述二级过滤腔室(32)中的所述过滤介质为石英砂和果壳活性炭的混合物，所述三级过滤腔室(33)中的所述过滤介质为纤维滤料。
8.根据权利要求1所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述反冲洗管(9)的下端固定至所述过滤腔室的下壁；
所述反冲洗管(9)呈树枝状，包括与所述罐体(1)的轴向方向垂直的主干部和从所述主干部向所述过滤介质中延伸的多个枝干部。
9.根据权利要求1所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述缓冲室(4)沿不同高度设置有多个取样口(16)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的一罐式油田采出水过滤分离装置，其特征在于，所述除油室(1)、所述多级过滤室(2)和所述缓冲室(3)的下壁上均开设有排污口(17)。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920792094.9U CN210367192U (zh) | 2019-05-29 | 2019-05-29 | 一种一罐式油田采出水过滤分离装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110066038A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-07-30 | 西安恒旭科技股份有限公司 | 一种一罐式油田采出水过滤分离装置 |
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2019
- 2019-05-29 CN CN201920792094.9U patent/CN210367192U/zh active Active
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