申请日2001.09.26
公开(公告)日2002.02.27
IPC分类号C02F1/38
摘要
本发明涉及一种油田污水中杂质的清除处理的方法和污水处理装置。其目的在于提出一种结构简单,操作简便,并能提高除砂、除机械杂质效率的机械式油田污水中杂质的清除处理的方法和污水处理装置技术。包括:在输油站污水外供泵的出口后、注水泵前流程的任意一处设置油田污水处理装置;由污水外供泵提供动力,使油水分离后的油田污水在油田污水处理装置处具有大于每秒5米的流速和大于0.05MPa的压差;将油田污水沿切线方向进入旋流锥筒,使其在所述旋流锥筒中形成旋流;将清除机械杂质和沙粒后的油田污水输出再次利用,并将分离出的机械杂质、沙粒和部分污水经喷嘴排出。本发明的技术特别适用于高渗透、疏松胶结的砂岩油藏的开采工艺中。
権利要求書
1.油田污水中杂质的清除处理的方法包括：
-在输油站污水外供泵的出口后、注水泵前流程的任意一处设置油田污水处理装置;
-由污水外供泵提供动力，使油水分离后的油田污水在油田污水处理装置处具有大于每 秒5米的流速和大于0.05MPa的压差;
-将油田污水沿切线方向进入油田污水处理装置的旋流锥筒，使其在所述旋流锥筒中形 成旋流;
-将清除机械杂质和沙粒后的油田污水输出再次利用，并将分离出的机械杂质、沙粒和 部分污水经油田污水处理装置的喷嘴排出。
2.根据权利要求1所述的油田污水中杂质的清除处理的方法，其特征在于所述油田污 水在油田污水处理装置处的流速大于每秒5米。
3.根据权利要求1所述的油田污水中杂质的清除处理的方法，其特征在于所述除机械 杂质和沙粒后输出的油田污水被送到油田污水处理装置的无运动旋转螺体室，在此进行液 气分离，并将分离后的天然气输入天然气管网，而污水液体进入稳定罐以备再次利用。
4.根据权利要求1所述的油田污水中杂质的清除处理的方法，其特征在于所述经上述 喷嘴喷出的机械杂质、沙粒和部分污水首先进入油田污水处理装置的集储室;待所述集储 室中的机械杂质、沙粒和部分污水集储到一定量后，再统一排放到排放池中;然后再将所 述排放池中的机械杂质、沙粒和部分污水输送到沉淀池进行沉淀;最后将机械杂质和沙粒 澄出后的污水输送到油田污水处理装置的入口处进行再次处理。
5.一种油田污水处理装置，其特征在于包括一个上大下小的旋流锥筒，在所述旋流锥 筒的上部沿锥筒的圆周的切线方向设有一个入口管道，在所述旋流锥筒的上部设有一个溢 流出口，以及在所述旋流锥筒的下部设有一个喷嘴。
6.根据权利要求5所述的油田污水处理装置，其特征在于所述喷嘴具有一个空心的颈 部和在所述颈部下游的一个扩张部分，所述空心颈部的内径在3至10毫米之间。
7.根据权利要求5所述的油田污水处理装置，其特征在于在上述溢流口设有螺体室， 以便污水在螺体室中有充分的时间进行液气分离。
8.根据权利要求5所述的油田污水处理装置，其特征在于在所述喷嘴的下游设有一个 集储室，在所述集储室的出口处设有一个排污阀。
说明书
油田污水中杂质的清除处理的方法 和污水处理装置
技术领域
本发明涉及一种油田污水中杂质的清除处理的方法和污水处理装置。具体地说是对油井 来液进行油水分离后的污水在回注前，利用污水在输送过程中所具有的能量，采用离心分离 的方式对污水中所含的机械杂质及沙粒进行清除处理。其特别适用于高渗透、疏松胶结的砂 岩油藏的开采工艺中。
背景技术
在油田开采过程中，对于高渗透、疏松胶结的砂岩油藏，由于埋藏浅，压实作用差，地 层易出砂。随着油田开发进入高含水期，为保证油田的稳产，提高最终采收率，大幅提高产 液量是油田开发的重要措施。但由于这类油藏地层在冲涮作用下，地层中沙粒脱落加剧，导 致产出液携砂量不断提高，油井出砂加剧。另一方面，产出液处理后的污水在回注系统运行 较长时间后，水中的钙镁离子等机杂在温度的作用下进行结垢，又在冲刷力的作用下，出现 剥蚀脱落，在污水中形成较大颗粒状的机械杂质。这些杂质往往导致注水泵损坏、管线堵塞、 卡水表、堵塞地层等危害性结果。
为解决这一难题，现有技术中主要采用自然沉降法、压力过滤法、人工清除法及酸化压 裂法等方法来清除上述机械杂质和沙粒。但是自然沉降法必须建造至少两台足够大的容器， 其投资成本高;而且由于上述机械杂质和沙粒是在容器中自然沉降的，需要足够的时间来完 成，因而其工作效率低;还有一个重要的问题是该方法不能监测到污水回注系统中所含机械 杂质和沙粒的量的变化，因而及易发生诸如损坏注水机械，堵塞管网、注水井管柱和油层等 事故。而压力过滤法需要在一定的压力下来完成工作，这样需要配置提供压力的动力系统， 同时在运行过程中需要定期或不定期的清洗滤网或滤板，因而其运行费用高;又由于其工作 方式的限制，使得其仅适应于对机械杂质和沙粒含量较少的产出液的过滤。此外，人工清除 法及酸化压裂法主要是针对管网、注水井管柱和油层已经发生的堵塞进行清除疏通，这些工 艺技术复杂，施工难度大、成本高，有时使用化学物质还会造成环境的污染。
另一方面，在被处理的油田污水中通常都含有一定量的天然气，在上述工艺中都没有对 这部分天然气进行回收，上述部分工艺还将其中的天然气外放大气中，对环境造成污染。
发明内容
为此，本发明的目的在于提出一种结构简单，操作简便，并能提高除砂、除机械杂质效 率的油田污水中杂质的清除处理的方法和污水处理装置。
本发明的进一步的目的在于在处理上述油田污水中的机械杂质和沙粒的过程中收集污水 中的天然气，避免其对大气环境的污染。
为实现上述发明目的，本发明的油田污水中杂质的清除处理的方法包括：
-在输油站污水外供泵的出口后、注水泵前流程的任意一处设置油田污水处理装置;
-由污水外供泵提供动力，使油水分离后的油田污水在油田污水处理装置处具有大于每秒 5米的流速和大于0.05MPa的压差，最好油田污水的流速大于每秒10米;
-将油田污水沿切线方向进入油田污水处理装置的旋流锥筒，使其在所述旋流锥筒中形成 旋流;
-将清除机械杂质和沙粒后的油田污水输出再次利用，并将分离出的机械杂质、沙粒和部 分污水经油田污水处理装置的喷嘴排出。
进一步地，将上述方法中输出的油田污水被送到油田污水处理装置的无运动旋转螺体室， 在此进行油气分离，并将分离后的天然气输入天然气管网，而污水液体进入稳定罐以备再次 利用。
进一步地，经上述喷嘴喷出的机械杂质、沙粒和部分污水首先进入油田污水处理装置的 集储室;待所述集储室中的机械杂质、沙粒和部分污水集储到一定量后，再统一排放到排放 池中;然后再将所述排放池中的机械杂质、沙粒和部分污水输送到沉淀池进行沉淀;最后将 机械杂质和沙粒澄出后的污水输送到油田污水处理装置的入口处进行再次处理。
为实现本发明目的的油田污水处理装置包括：一个上大下小的旋流锥筒，在所述旋流锥 筒的上部沿锥筒的圆周的切线方向设有一个入口管道，在所述旋流锥筒的上部设有一个溢流 出口，以及在所述旋流锥筒的下部设有一个喷嘴。所述喷嘴具有一个空心的颈部和在所述颈 部下游的一个扩张部分，所述空心颈部的内径在3至10毫米。
为有效地将清除机械杂质和沙粒后的油田污水中的残余天然气分离出来，在上述溢流口 设有螺体室。以便污水在螺体室中有充分的时间进行液气分离。
由于自上述喷嘴排出的排出物仍含有部分污水，如果直接向周围排放将导致水资源利用 的浪费同时也必然对环境造成污染。为此在所述喷嘴的下游设有一个集储室，在所述集储室 的出口处设有一个排污阀。所述排污阀通过管道与排污池、沉淀池相连。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点，采用上述方案，具有不用任何动力 设备，在原污水外输运行形式下，供水压力不变，即可清除污水中的气体与机械杂质和砂粒。 避免了现有技术在对油田污水处理后需要大量人工进行清罐工作和管线清砂除垢以及地层酸 化、压裂等处理工作。同时，污水中所含的天然气可以回收利用，而且工人劳动强度低，设 备投资及运行成本也远低于现有技术的装备。有效地解决了水井注入层的结垢和堵塞，延长 了注水泵和管网的运行使用寿命。