RU2469766C1 - Settling tank for purification of oil-containing wastewater - Google Patents
Settling tank for purification of oil-containing wastewater Download PDFInfo
- Publication number
- RU2469766C1 RU2469766C1 RU2011122982/05A RU2011122982A RU2469766C1 RU 2469766 C1 RU2469766 C1 RU 2469766C1 RU 2011122982/05 A RU2011122982/05 A RU 2011122982/05A RU 2011122982 A RU2011122982 A RU 2011122982A RU 2469766 C1 RU2469766 C1 RU 2469766C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- coalescing
- filter
- water
- sump
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Water Treatment By Sorption (AREA)
- Removal Of Floating Material (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области подготовки нефтепромысловых сточных вод, используемых в системе поддержания пластового давления при заводнении нефтяных месторождений, включая месторождения с продуктивными пластами с низкой проницаемостью, и применяется для очистки нефтесодержащих сточных вод от нефти и механических примесей.The invention relates to the field of preparation of oil field wastewater used in the reservoir pressure maintenance system for waterflooding of oil fields, including fields with productive formations with low permeability, and is used to purify oil-containing wastewater from oil and solids.
Известен отстойник для очистки нефтесодержащих сточных вод от нефти и механических примесей (авт.св. СССР № 617377, МПК C02C 1/26, B01D 17/02, опубл. 30.07.1978, бюл. №28), включающий емкость, фильтры с коалесцирующей загрузкой, образующих между собой камеры предварительного отстоя с опускной трубой для подвода сточной воды, переливные перегородки, наклонные полки, горизонтально расположенный перфорированный распределитель.Known sump for the purification of oily wastewater from oil and mechanical impurities (ed. St. USSR No. 617377, IPC
К недостаткам такого отстойника следует отнести:The disadvantages of such a sump should include:
- сложность в монтаже переливных перегородок, наклонных полок и перфорированного распределителя внутри емкости и устранения зазоров между ними и стенкой корпуса аппарата;- the difficulty in installing overflow partitions, inclined shelves and a perforated distributor inside the tank and eliminating gaps between them and the wall of the apparatus body;
- невозможность контроля за одинаковым и равномерным поступлением очищаемой воды в оба фильтра с коалесцирующей загрузкой;- the inability to control the equal and uniform flow of purified water into both filters with a coalescing load;
- сложность контроля межфазного уровня в аппарате.- the complexity of the control of the interfacial level in the apparatus.
Наиболее близким к заявленному изобретению является устройство для разделения эмульсий (патент РФ 2105584, МПК B01D 17/04, опубл. 27.02.1998), выполненное в виде фильтрующе-коалесцирующего пакета, представленного блоком секций из пластин пористо-ячеистых материалов, уложенных слоями в порядке возрастания плотности ячей и пор от секции к секции и под углом не ниже угла отекания жидкости по направлению к движущемуся потоку, причем материалом первых секций является пористо-ячеистый металл или сплав, а последней секции - пористо-ячеистый материал.Closest to the claimed invention is a device for separating emulsions (RF patent 2105584, IPC B01D 17/04, publ. 02.27.1998), made in the form of a filter-coalescing package, represented by a block of sections from plates of porous-cellular materials, laid in layers in the order an increase in the density of cells and pores from section to section and at an angle not lower than the angle of fluid ejection in the direction of the moving flow, the material of the first sections being a porous-cellular metal or alloy, and the last section being a porous-cellular material.
Недостатками такого отстойника являются:The disadvantages of such a sump are:
- кольматация гидрофобной поверхности пористо-ячеистого полимерного материала последней секции высоковязкими или твердыми компонентами нефти (асфальтены, парафины, мехпримеси), что приведет к снижению эффективности работы данной секции и частой замене материала;- colmatization of the hydrophobic surface of the porous-cellular polymer material of the last section with highly viscous or solid oil components (asphaltenes, paraffins, mechanical impurities), which will lead to a decrease in the efficiency of this section and frequent replacement of the material;
- попадание слоя нефти (или укрупнившихся на поверхности материала капель нефти) в отводимую через дренажные патрубки воду, что приведет к ухудшению ее качества;- the penetration of a layer of oil (or oil droplets coarsened on the surface of the material) into the water discharged through drainage pipes, which will lead to a deterioration in its quality;
- низкая эффективность работы данного устройства при непостоянной исходной обводненности нефтяной эмульсии (что в нефтепромысловой практике является нередким явлением), поскольку конструкция аппарата, а именно угол установки фильтрующе-коалесцирующего пакета, определяется значением обводненности поступающего сырья;- low efficiency of this device with a variable initial water cut of the oil emulsion (which is a frequent occurrence in oilfield practice), since the design of the apparatus, namely the installation angle of the filter-coalescing packet, is determined by the water cut value of the incoming raw materials;
- сложность в монтаже коалесцирующего пакета под углом, закрепления его внутри емкости и устранения зазоров между материалом и стенкой корпуса аппарата;- the difficulty in mounting the coalescing package at an angle, fixing it inside the tank and eliminating gaps between the material and the wall of the apparatus body;
- предложенный способ регенерации пористо-ячеистых материалов продувкой или промывкой является малоэффективным, поскольку при достаточно высокой пористости материала коалесцирующего пакета фактическая скорость его обтекания промывочной водой и, следовательно, сила трения воды о поверхность низка;- the proposed method for the regeneration of porous-cellular materials by blowing or washing is ineffective, because with a sufficiently high porosity of the material of the coalescing packet, the actual speed of its flow around the washing water and, therefore, the friction force of the water on the surface is low;
- применение вспененных металлов и разноячеистых полимерных материалов значительно удорожает стоимость предлагаемого устройства.- the use of foamed metals and polycellular polymeric materials significantly increases the cost of the proposed device.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности очистки сточных вод за счет равномерного распределения потока очищаемой воды по всему объему коалесцирующего фильтра, поскольку между пластинами вспененного пористо-ячеистого материала предусмотрены пространства, за счет того, что после фильтрации воды имеется зона для отстаивания с объемом, обеспечивающим наибольшую эффективность работы отстойника, а также за счет проведения регенерации фильтрующе-коалесцирующего пакета без прекращения работы отстойника.An object of the invention is to increase the efficiency of wastewater treatment due to the uniform distribution of the stream of purified water throughout the entire volume of the coalescing filter, since spaces are provided between the foamed porous-cellular material plates, due to the fact that after filtering the water there is a settling zone with a volume that provides the greatest the effectiveness of the sump, as well as through the regeneration of the filter-coalescing package without stopping the sump.
Данная техническая задача решается при помощи отстойника, содержащего емкость с патрубком ввода и патрубками вывода воды и нефти, фильтрующе-коалесцирующего пакета, перекрывающего пространство емкости между патрубком ввода и патрубками вывода с образованием зоны отстаивания и выполненного в виде пластин пористо-ячеистого полимерного материала, установленных с зазором.This technical problem is solved with the help of a sump containing a container with an inlet pipe and water and oil outlet pipes, a filter-coalescing packet that overlaps the tank space between the inlet pipe and the outlet pipes with the formation of a settling zone and made in the form of plates of porous-cellular polymer material installed with a gap.
Новым является то, что пластины изготовлены из одинакового материала толщиной 0,1-0,5 м, а зазор между ними выполнен шириной 0,05-0,2 м, причем пакет изготовлен суммарной толщиной 0,5-2 м, при этом объем зоны отстаивания выполнен больше объема пакета в 3 и более раз, причем емкость выполнена горизонтальной и цилиндрической, снабжена дополнительным патрубком ввода, установленным с противоположной стороны от патрубка ввода, и дополнительным фильтрующе-коалесцирующего пакетом, выполненным и установленным аналогично основному, при этом зона отстаивания расположена между основным и дополнительным пакетами.New is that the plates are made of the same material with a thickness of 0.1-0.5 m, and the gap between them is made with a width of 0.05-0.2 m, and the package is made with a total thickness of 0.5-2 m, while the volume the sedimentation zone is made more than the package volume by 3 or more times, and the tank is horizontal and cylindrical, equipped with an additional inlet pipe installed on the opposite side from the inlet pipe, and an additional filter-coalescing package made and installed similarly to the main one, while the zone is defended Niya is located between the main and additional packages.
На фиг.1 изображен предложенный отстойник, продольный разрез. На фиг.2 изображен предложенный отстойник с двумя фильтрующе-коалесцирующими пакетами, продольный разрез.Figure 1 shows the proposed sump, a longitudinal section. Figure 2 shows the proposed sump with two filter-coalescing packages, a longitudinal section.
Отстойник для очистки воды содержит емкость 1 (см фиг.1, 2), фильтрующе-коалесцирующий пакет 2, патрубок для ввода воды с распределителем 3; патрубок отвода очищенной воды с распределительным устройством 4, патрубок отвода уловленной нефти 5; люк-лаз 6 для монтажа фильтрующе-коалесцирующего пакета 2; зону для отстаивания воды 7. Причем фильтрующе-коалесцирующий пакет 2 состоит из пластин пористо-ячеистого полимерного материала 8 толщиной 0,1-0,5 м, установленных с зазором 9 шириной 0,05-0,2 м.The sump for water purification contains a container 1 (see figures 1, 2), a filter-coalescing
Отстойник работает следующим образом.The sump works as follows.
Очищаемая вода, содержащая нефть и твердую примесь (см. фиг.1, 2), через патрубок с распределителем 3, расположенный в верхней части емкости 1, направляется на фильтрующе-коалесцирующий пакет 2. При прохождении жидкости через пористо-ячеистый полимерный материал капли нефти укрупняются, образуя пленочную нефть. Последняя, достигнув критической толщины, отрывается от материала под действием потока жидкости, всплывает в зазорах 9 и зоне для отстаивания воды 7 в верхнюю часть емкости и выводится из аппарата через патрубок 5. Очищенная сточная вода выводится через распределительное устройство и патрубок 4.Purified water containing oil and a solid impurity (see FIGS. 1, 2), through a nozzle with a
Реальные сточные воды нефтепромыслов представляют собой полидисперсную эмульсию, содержащую капли нефти от единиц до сотен микрон. Исследования в лабораторных и промысловых условиях показали, что после прохождения воды через пластину 8 пористо-ячеистого полимерного материала дисперсность частиц нефти находилась в трех диапазонах с относительно четкими границами.The real wastewater of oil fields is a polydisperse emulsion containing drops of oil from units to hundreds of microns. Studies in laboratory and field conditions showed that after the passage of water through the
Первый диапазон характеризовался частицами диаметром от 3 до 5 мм, представляющими собой капли нефти, образованные в результате контактной коалесценции более мелких капель на поверхности материала и последующего отрыва от него под действием гидродинамических сил потока. Зазор 9 между пластинами 8 шириной в диапазоне от 0,05 до 0,2 м обеспечивает время, достаточное для всплытия этих капель нефти к верхней части емкости 1, чем достигается чистота последующих пластин. Также сохранение зазоров 9 между пластинами 8 способствует равномерному распределению потока очищаемой воды по всей глубине и площади фильтрующе-коалесцирующего пакета 2.The first range was characterized by particles with a diameter of 3 to 5 mm, representing oil droplets formed as a result of contact coalescence of smaller droplets on the surface of the material and subsequent separation from it under the influence of hydrodynamic flow forces. The
Во втором диапазоне диаметр частиц нефти составлял от 30 до 100 мкм. В этом диапазоне находились капли, скоалесцированные в объеме пор и ячей материала за счет гидродинамического фактора. Для удаления капель с указанным размером (при помощи отстаивания) требуется несколько большее время, нежели в первом случае, поэтому после фильтрующе-коалесцирующего пакета 2 необходимо предусмотреть зону для отстаивания воды 7. Как показывают исследования, объем зоны отстаивания должен быть в 3 и более раз больше объема пакета.In the second range, the particle diameter of the oil ranged from 30 to 100 microns. In this range there were droplets, coalesced in the volume of pores and cells of the material due to the hydrodynamic factor. To remove droplets with the indicated size (using sedimentation) it takes a little longer time than in the first case, therefore, after the filter-coalescing
Третий диапазон представлен частицами диаметром до 10 мкм. Это частицы нефти, прошедшие через фильтрующе-коалесцирующий пакет 2, при этом не скоалесцировав. Количество данных частиц в основном и определяет остаточную концентрацию нефти в очищенной воде на выходе из отстойника.The third range is represented by particles with a diameter of up to 10 μm. These are oil particles that have passed through a filter-coalescing
Исследования показали, что существует прямая зависимость эффективности очистки воды от толщины фильтрующе-коалесцирующего пакета 2, поскольку с увеличением толщины пакета 2 возрастает время нахождения воды в нем, соответственно, увеличивается вероятность контакта капель нефти на поверхности гидрофобного материала. Установлено, что оптимальной толщиной пакета 2 является диапазон от 0,5 до 2,0 м. Дальнейшее увеличение толщины пакета 2 существенно не улучшает эффективность очистки, однако значительно увеличивает его стоимость и стоимость его монтажа.Studies have shown that there is a direct correlation between the efficiency of water purification and the thickness of the filter-coalescing
При исследовании влияния толщины пластины 8 коалесцирующего материала на эффективность процесса коалесценции в лабораторных условиях было установлено, что с увеличением толщины пластины 8 до 0,5 м происходит значительное увеличение эффекта коалесценции нефти. Дальнейшее увеличение толщины пластины 8 приводит к небольшому изменению эффекта укрупнения, что объясняется убыванием доли крупнодисперсных капель нефти по мере ее движения через пластину 8.In the study of the influence of the thickness of the
Эффективная работа отстойника напрямую зависит от качества монтажа фильтрующе-коалесцирующего пакета 2 внутри емкости 1. Его установка производится путем постепенной установки пластин 8, крепления их к стенке емкости 1 при помощи распорок, стягивания пластин 8 между собой с сохранением зазоров 9 между ними и герметизации зазоров между пластинами 8 и стенками корпуса емкости 1.The effective operation of the sump directly depends on the quality of installation of the filter-coalescing
Для увеличения производительности отстойника предлагается установка внутрь двух фильтрующе-коалесцирующих пакетов 2 (см. фиг.2), расположенных в противоположных концах отстойника, а отвод очищенной воды производить через патрубок с распределительным устройством 4, расположенный в центре отстойника.To increase the capacity of the sump, it is proposed to install two filter-coalescing bags 2 (see FIG. 2) located at opposite ends of the sump inside, and cleaned water should be discharged through a pipe with a distributor 4 located in the center of the sump.
Для получения фактических данных по концентрации нефти в сточной воде после фильтрующе-коалесцирующего пакета 2, получения достоверных данных по гидравлическому сопротивлению пакета 2, определения оптимальных технологических параметров и эффективных способов регенерации материала был изготовлен отстойник (объем 200 м3) для испытаний в промысловых условиях.To obtain actual data on the concentration of oil in wastewater after filter-coalescing
В качестве фильтрующе-коалесцирующего пакета 2 в отстойнике использовался набор пластин 8 (см. фиг.2), выполненных из вспененного полиуретана. Сточная вода поступала через входной патрубок с распределителем 3 на полимерный материал, на котором происходило укрупнение капель нефти. Укрупненные капли нефти под действием сил гравитации отрывалась от поверхности материала и выносилась потоком в зону для отстаивания 7. Нефть собиралась в верхней части емкости 1 в виде пленки и выводилась через выходной патрубок нефтяной линии 5, а очищенная вода выводилась из емкости 1 через выходной патрубок водяной линии 4.As a filter-coalescing
Испытания проводились на установке подготовки нефти на линии после существующих очистных сооружений в качестве ступени доочистки сточной воды.The tests were carried out on the installation of oil treatment on the line after the existing treatment facilities as a stage of post-treatment of wastewater.
В таблице представлены результаты промысловых испытаний отстойника. К сравнению полученных результатов в таблице приведены результаты работы оборудования, применяемого для очистки нефтепромысловых сточных вод в ОАО «Татнефть».The table shows the results of field tests of the sump. Comparing the results obtained, the table shows the results of the equipment used for the treatment of oilfield wastewater at OAO TATNEFT.
Как видно из таблицы, предлагаемое техническое решение позволяет достичь высокую степень очистки нефтепромысловых сточных вод, которая не достигается с помощью традиционных для нефтепромыслов методов, при меньших капитальных и эксплуатационных затратах.As can be seen from the table, the proposed technical solution allows to achieve a high degree of oilfield wastewater treatment, which is not achieved using traditional methods for the oilfield, at lower capital and operating costs.
Конструктивные особенности предлагаемого отстойника позволяют проводить регенерацию фильтрующе-коалесцирующего пакета 2 путем удаления взвешенных твердых частиц и высоковязких компонентов нефти с поверхности материала растворителем нефтяных парафинов (например, бензиновой фракцией, выделяемой ректификацией или сепарацией нефти, которая применяется в качестве растворителя парафинов при промывке нефтяных скважин). Регенерация проводится без остановки отстойника периодическим дозированием через диспергирующее устройство растворителя в поток воды, поступающей на очистку. Периодичность регенерации зависит от качества очищаемой сточной воды, подаваемой на вход отстойника, и уточняется в процессе эксплуатации.The design features of the proposed sump allow the regeneration of the filter-coalescing
Промысловые испытания показали, что промывка фильтрующе-коалесцирующего пакета 2 углеводородным растворителем является наиболее эффективным, технологически приемлемым и недорогим способом регенерации. Установлено, что оптимальный режим регенерации достигается при соотношении объемов подачи растворителя и воды 1:20 в течение 30 мин, что как минимум в 2 раза меньше времени очистки наиболее близкого аналога.Field trials have shown that washing the filter-coalescing
Данное техническое решение позволяет обеспечить высокую степень очистки нефтепромысловых сточных вод. Концентрация нефти в очищенной воде составляет менее 20 мг/дм3, механических примесей - менее 10 мг/дм3, что удовлетворяет требованиям при закачке в продуктивные пласты даже с низкой проницаемостью. Использование предлагаемого отстойника позволяет исключить залповый сброс загрязнений в систему поддержания пластового давления и в конечном итоге снизить потерю приемистости нагнетательных скважин и повысить нефтеотдачу пластов, а проведение регенерации фильтрующе-коалесцирующего пакета дозированием углеводородного растворителя непосредственно в поток без прекращения работы отстойника позволяет достичь стабильного качества очищенной воды в течение длительного периода.This technical solution allows for a high degree of oilfield wastewater treatment. The concentration of oil in purified water is less than 20 mg / dm 3 , mechanical impurities - less than 10 mg / dm 3 , which meets the requirements for injection into productive formations even with low permeability. Using the proposed sedimentation tank eliminates the volley discharge of contaminants into the reservoir pressure maintenance system and ultimately reduces the loss of injectivity of injection wells and improves oil recovery, and the regeneration of the filter-coalescing packet by dosing the hydrocarbon solvent directly into the flow without stopping the operation of the settler allows achieving stable quality of purified water for a long period.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122982/05A RU2469766C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Settling tank for purification of oil-containing wastewater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011122982/05A RU2469766C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Settling tank for purification of oil-containing wastewater |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2469766C1 true RU2469766C1 (en) | 2012-12-20 |
Family
ID=49256439
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011122982/05A RU2469766C1 (en) | 2011-06-07 | 2011-06-07 | Settling tank for purification of oil-containing wastewater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2469766C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU617377A2 (en) * | 1975-06-05 | 1978-07-30 | Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Settler for purification of petroleum-containing waste water |
RU2105584C1 (en) * | 1997-04-25 | 1998-02-27 | Зобов Александр Михайлович | Device for separation of emulsions |
RU2217209C2 (en) * | 2000-03-23 | 2003-11-27 | Зобов Александр Михайлович | Emulsion separation unit |
US20060231510A1 (en) * | 2003-04-01 | 2006-10-19 | Separatech Canada Inc. | Method and apparatus for oil water separation |
US20070039892A1 (en) * | 2004-01-27 | 2007-02-22 | Schlumberger Technology Corporation | Small droplets recovery system |
-
2011
- 2011-06-07 RU RU2011122982/05A patent/RU2469766C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU617377A2 (en) * | 1975-06-05 | 1978-07-30 | Башкирский государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности | Settler for purification of petroleum-containing waste water |
RU2105584C1 (en) * | 1997-04-25 | 1998-02-27 | Зобов Александр Михайлович | Device for separation of emulsions |
RU2217209C2 (en) * | 2000-03-23 | 2003-11-27 | Зобов Александр Михайлович | Emulsion separation unit |
US20060231510A1 (en) * | 2003-04-01 | 2006-10-19 | Separatech Canada Inc. | Method and apparatus for oil water separation |
US20070039892A1 (en) * | 2004-01-27 | 2007-02-22 | Schlumberger Technology Corporation | Small droplets recovery system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6638437B2 (en) | Multi-directional flow gravity separator | |
EP1504800A2 (en) | A method of phase separation of a mixture of at least two phases | |
CN205095472U (en) | Subside and remove oil tank and extraction water processing system | |
CN106007209A (en) | Oil removing pretreatment technology for petroleum oil refining wastewater | |
KR100752787B1 (en) | Primary stage rainwater treatment system | |
US8815101B2 (en) | Sediment removal tank and system | |
RU2372295C1 (en) | Installation for purification of oil-containing liquids | |
RU2243168C1 (en) | Oil-containing water purification plant | |
RU2308313C1 (en) | Liquid-gas separator | |
CN106830442A (en) | Oil-containing sewage treatment system and method | |
RU2469766C1 (en) | Settling tank for purification of oil-containing wastewater | |
RU79548U1 (en) | SEWAGE TREATMENT PLANT | |
RU2754211C1 (en) | Gas separator-sand catcher | |
CN109279710B (en) | Pretreatment system and method for semi-coke wastewater | |
CN109279706B (en) | Heterogeneous flow separation device of blue charcoal waste water | |
CN112811667A (en) | Sequence type oil removing system and method | |
RU124672U1 (en) | SEWAGE TREATMENT PLANT AND TECHNOLOGICAL LIQUIDS | |
RU2714347C1 (en) | Apparatus for cleaning oil-field waste water for injection into formation | |
RU158250U1 (en) | INSTALLATION FOR CLEANING OIL-CONTAINING LIQUIDS | |
CN213202583U (en) | Oil recovery and fatlute are got rid of integrated device | |
RU129093U1 (en) | WASTE WATER TREATMENT PLANT FROM OIL PRODUCTS | |
RU196274U1 (en) | Three-phase oil separator | |
RU2541544C1 (en) | Method of purifying liquid | |
RU2460568C1 (en) | Installation for separation and purification of water extracted with oil (versions) | |
RU2531310C1 (en) | Produced water discharge method at well pads |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TK4A | Correction to the publication in the bulletin (patent) |
Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 35-2012 FOR TAG: (72)A |