一種分水凈化裝置及其凈化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種分水凈化裝置及其凈化方法，具體而言，本發(fā)明涉及一種原油分水凈化裝置，適用于高含水油田的預(yù)分水及水處理環(huán)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)外大部分油田進(jìn)入高含水期(含水80%以上)，造成集輸系統(tǒng)(按含水50%能力設(shè)計(jì))超負(fù)荷運(yùn)行，油井回壓升高，影響原油產(chǎn)量、能耗、機(jī)采系統(tǒng)效率、機(jī)泵使用壽命等。為減少集輸管線改造費(fèi)用，部分油田采取了在計(jì)量站增加降回壓泵的方法，增加了能耗和管理工作量，同時大量污水集中到聯(lián)合站處理后再返回到站外進(jìn)行回注，運(yùn)行成本及改造投資大幅度增加。部分偏遠(yuǎn)小斷決油田污水長距離輸送(車?yán)?也造成運(yùn)輸成本的大幅度上升，直接影響油田開采效益。
[0003]為解決這類問題，國內(nèi)外油田開始在部分接轉(zhuǎn)站實(shí)施預(yù)分水，目前主要采用三相分離器、旋流分離技術(shù)、溶氣氣浮等方法對含水量較高的原油進(jìn)行處理。
[0004]采用三相分離器對含水量較高的原油進(jìn)行處理時，雖然能夠?qū)崿F(xiàn)原油中的氣液分離，但是脫出的水中含油量高，通常大于500mg/l，使污水處理系統(tǒng)必須進(jìn)行一級除油二級沉降加過濾的復(fù)雜處理工藝才能達(dá)標(biāo)，造成污水系統(tǒng)設(shè)施投資、占地和運(yùn)行費(fèi)用很高。此夕卜，在三相分離器中難以投加凈水用的絮凝劑等化學(xué)藥劑，僅依靠自然沉降，污水凈化效果難以提聞，脫除水中含油量偏聞。
[0005]與三相分離器相比，旋流分離技術(shù)在原油含水量較低的情況下，可以實(shí)現(xiàn)氣、油、水的分離，比如勝利油田通新科技開發(fā)中心開發(fā)的以旋流分離技術(shù)為主體的高效分水器解決了含水量較高的原油脫水能耗高、污染重的問題，適用于稀油、稠油及超重油油田含油污水的處理。其基本原理為:油、氣、水混合液進(jìn)入旋流筒，靠離心旋轉(zhuǎn)分離和重力作用，脫除90%以上的伴生氣，該氣體與分水器內(nèi)的少量氣體一起經(jīng)二次除液后，由壓力控制進(jìn)入氣體系統(tǒng)，油水混合液經(jīng)配流管均勻進(jìn)入分離區(qū)，再經(jīng)整流迷宮板緩沖整流進(jìn)入沉降區(qū)沉降。在沉降區(qū)內(nèi)，靠加熱器進(jìn)一步激發(fā)破乳劑的活性，使乳化液破乳分離，油滴聚結(jié)上浮，脫水原油經(jīng)隔板進(jìn)入油室，再經(jīng)液位控制流出分水器。但是，如果沉降區(qū)內(nèi)主要為乳化水時，即使用加熱器進(jìn)行加熱，仍難以將油水分離，分出水含油均在500mg/l以上。
[0006]溶氣氣浮(DAF )是氣浮的一種，它利用水在不同壓力下溶解度不同的特性，對全部或部分待處理、或處理后的水進(jìn)行加壓并加氣，增加水的空氣溶解量(也可通過加入混凝劑提高處理效果)，在常壓情況下釋放，空氣析出形成小氣泡，粘附在油滴和雜質(zhì)絮粒上，造成油滴和絮粒整體密度小于水而上升，從而達(dá)到除油和除懸浮物的目的。比如中國實(shí)用新型專利CN201737740U公開的一種氣聚旋除油裝置，在臥式罐的一端有一個立式旋流混合反應(yīng)器，其設(shè)置有氣體減壓釋放器等，主要處理低含油污水，如進(jìn)口污水含油< 500mg/l、懸浮物彡500mg/l的情況，其處理效果能夠達(dá)到出水含油彡50mg/l、懸浮物彡50mg/l。
[0007]若溶氣氣浮的氣源來自進(jìn)站來液中溶解的天然氣，稱為自溶氣氣浮。通常情況下，進(jìn)站來液中溶氣比為10-50%，壓力為0.3-0.5Mpa，根據(jù)天然氣在水中的溶解度計(jì)算，該壓力條件下溶解的天然氣能夠滿足溶氣氣浮對氣體的需要量占污水體積5-10%的要求。自溶氣氣浮同傳統(tǒng)氣浮技術(shù)相比，可以省去空氣壓縮機(jī)等裝置，結(jié)構(gòu)簡單，操作過程得到簡化。目前為止，在油田的預(yù)分水及水處理環(huán)節(jié)中，污水中溶解的這部分天然氣利用還沒有得到重視，也沒有相關(guān)方面的研究，因此，對裝置進(jìn)行改進(jìn)，將這部分天然氣利用起來，達(dá)到污水凈化的目的，是油田污水處理的一個新方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明利用自溶氣氣浮技術(shù)，并將自溶氣氣浮技術(shù)與旋流器、聚結(jié)器以及斜板沉降器等幾項(xiàng)通常獨(dú)立使用的處理技術(shù)融為一體，集成于一個一體化的分水凈化裝置，以處理油田污水。本發(fā)明同時提供了采用該裝置的污水凈化方法，所述裝置及采用該裝置的污水凈化方法提高了油田污水處理的氣、油、水之間的分離效果。
[0009]本發(fā)明所提供的一種分水凈化裝置，其包括進(jìn)液管1、旋流器2、殼體6、氣浮室16、出水口 21，所述進(jìn)液管I位于所述旋流器2的上部，所述殼體6為臥式封閉罐體，其一端在底部開設(shè)所述出水口 21，其另一端在頂部插入所述旋流器2，所述分水凈化裝置的特征在于:
[0010]所述殼體6內(nèi)所述旋流器2與所述出水口 21之間設(shè)置中擋板12，所述中擋板12的頂部和底部與所述殼體6罐體的頂部和底部相連接將所述罐體分成旋流器上游室和旋流器下游室，所述旋流器上游室和旋流器下游室之間通過溶氣釋放組件相連通；
[0011]所述進(jìn)液管I沿水平方向插入所述旋流器2，該進(jìn)液管I的外壁與所述旋流器2的外壁相切，所述天然氣出口 4沿豎直方向垂直插入所述旋流器2頂部，所述低含水油出口 5位于所述進(jìn)液管I相對側(cè)，所述低含水油出口 5水平位置位于所述進(jìn)液管I上方；
[0012]所述溶氣釋放組件與所述出水口 21之間設(shè)置斜板沉降區(qū)18，所述斜板沉降區(qū)18的兩端分別設(shè)置沉降區(qū)前擋板25和沉降區(qū)后擋板26，所述沉降區(qū)前擋板25的底部與所述殼體6罐體底部相連接，所述沉降區(qū)后擋板26的頂部與所述殼體6罐體頂部相連接，所述沉降區(qū)前擋板25和所述中擋板12之間形成氣浮室16，所述氣浮室16內(nèi)插入所述溶氣釋放組件。斜板沉降區(qū)18主要分離水中懸浮的顆粒和油滴。
[0013]所述斜板沉降區(qū)18的頂部設(shè)置浮渣槽7，所述浮渣槽7頂部所述殼體6上設(shè)置浮渣出口 8。所述斜板沉降區(qū)18的底部所述殼體6上設(shè)置污泥排放口 27。
[0014]所述旋流器2的分流比以及油心、分流比采用本領(lǐng)域常用的范圍，在本發(fā)明中，為控制旋流器2底部出口(底流口)含油量，所述旋流器2可以選取稍高的分離比，比如取80%左右。所述分流比指油水混合液在旋流器2內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，由于油水密度不同，油聚集在旋流器2中心形成油心(油芯)，分流比是溢流口流量與總流量的比值，即低含水油出口流量與總流量的比值。
[0015]所述溶氣釋放組件包括互相連通的污水管13、混合器15和溶氣釋放器17，所述污水管13插入所述旋流器上游室內(nèi)，所述溶氣釋放器17插入所述旋流器的氣浮室16內(nèi)，所述下游室包括所述氣浮室16，所述混合器15設(shè)置在所述污水管13和所述溶氣釋放器17之間，所述混合器15上設(shè)置加藥口 14。
[0016]通過所述加藥口 14將混凝劑及助凝劑加入所述混合器15中，所述混凝劑及助凝劑的加入比例為60:1?80:1。
[0017]所述混合器15連有補(bǔ)充氣管22，所述補(bǔ)充氣管22的另一端與所述殼體6罐體頂部相連接，該端口與殼體6的連接位置對應(yīng)于所述中擋板12和所述沉降區(qū)后擋板26之間的區(qū)域，所述補(bǔ)充氣管22上連有溶氣泵9。
[0018]所述旋流器上游室內(nèi)，所述罐體與所述污水管13之間設(shè)置聚結(jié)器10，所述聚結(jié)器10內(nèi)填充有波紋板聚結(jié)填料；
[0019]所述旋流器2的底部穿過所述聚結(jié)器10，所述旋流器2底部出口低于所述聚結(jié)器10的底端，所述聚結(jié)器10的一端與所述殼體6罐體側(cè)壁相連接，所述聚結(jié)器10的另一端連有后前擋板11，所述后前擋板11與所述殼體6罐體的底部相連接，所述后前擋板11與所述中擋板12之間形成聚結(jié)出水區(qū)23，所述聚結(jié)器10的頂部連有上前擋板3