专利名称：油田抽提液裂隙体处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种膜分离技术，特别是公开一种油田抽提液裂隙体处理装置。
二背景技术：
大庆油田从20世纪60年代开发建设，油田采出水处理技术在油田的持续高产、稳实、保护生态环境等方面发挥着重要作用，将采出水处理后回注油层，不仅可以回收水中的原油，实现水的循环利用、减少环境污染，而且提供了充足的注水水源、节约大量的淡水资源，取得了显著的经济效益和社会效益。伴随着油田开发的不同时期，大庆油田采出水处理总体上可划分为3个阶段。第一阶段油田开发初期，低会水时的采出水处理阶段。主要满足高渗透油层的注水水质要求。第二阶段油田由低会水逐步转为中含水，井网加密时期的采出水深度处理阶段。该阶段始于1991年，主要对已处理后达到高渗透层注水要求的采出水进行深度处理，以满足中、低渗透层的注水要求。第三阶段油田开发高含水后期及聚驱开采时间期的采出水处理阶段。该阶段从1997年设计连站开始，历史短，是油田污水处理中出现的新课题，目前尚未找到简单且行之有效的处理技术。
目前，低渗透油层的悬浮物超标问题，聚合物采出水处理工艺是问题等，极需有开创出一种理想的处理工艺来予以解决。
采出水是以石油污染为主的有机污染废水，其特点是矿化度高，有硫酸亚铁还原菌、含油、含化学助引剂等，成因相当复杂。目前大庆油田已进入高含水后期开发，地质采出水量约为115×104m3/天，约占全国油田采出水量的2/3。处置采出水的最佳出路是回注油层，油田采出水若处理到国家排放标准，目前还有一系列技术难题需解决，有些甚至是世界级难题。为了保护油田及周边地区的生态环境，只能将采出水全部回注地层，杜绝采出水外排。
我国86％的油田均采用注水的方式开发。由于中国多为陆相沉积油藏，非均质严重，注水开发的效率很低，如果按目前全国陆上油田提高采收率潜力评价及发展战略研究结果表明在全国陆上17个油区适宜提高采收率的79.8×108吨储量中，采用提高采收率技术可增加可采储量11.8×108吨。各种提高采收率方法的技术潜力见下表
聚合物驱技术已形成一套以保证注入粘度为中心的工艺技术，1999年大庆油田聚合物驱增油达860×104t。从实践结果看，配注聚合物的用水质量是提高采收率的关键，清水配注聚合物效果好，可提高采收率11％～12％，而采用污水混配工艺，采收率平均提高只有6％～7％。由于清水配注聚合物在技术上能保证聚合物溶液的粘度和稳定性，提高了聚合物驱的效果。而污水口从油层中携带出丰富的还原物质，使聚合物分子发生化学降解，溶液粘度下降，同时污水中矿化度很高，由于盐的作用，使聚合物分子线团收缩，粘度降低，因此聚合物驱效果差。我国是一个水资源短缺的国家，油田每天产出大量污水，经合理处理后用于配注聚合物，是油田污水应用的一条重要途径。
三、实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是对油田抽提液(俗称污水)进行处理，设计一种特殊的处理装置，以裂隙体为主要滤材，对油田采出水进处理后，不仅达到油田回注水及聚合物配注水的质量要求，而且保护了地下水系的洁净。
本实用新型是这样实现的，一种油田抽提液裂隙体处理装置，其特征在于利用裂隙膜两侧水溶液的温度差，导致两侧水蒸气压力不同，暖侧水溶液与裂隙膜界面水蒸气压力高于冷侧，在这蒸气压差的作用下，水蒸气会通过裂隙膜从暖侧进入冷侧冷凝收集下来，这样水从热的溶液中(即从油田抽提液中)分离出来；由若干个裂隙膜分离基本单元组合成密闭立体称为裂隙体分离单元，每个裂隙体设有裂隙膜暖侧抽提液进、出液管接口及控制阀，冷侧设有净水进、回水管接口及控制阀；由若干个裂隙体组合成矩阵操作系统，矩阵中列排列的裂隙体组成分离单元串联组合，行排列的裂隙体组成分离单元并联组合，列行组成串联组合进行油田抽提液的分离处理。裂隙膜暖侧连通油田抽提液进液管，分离单元串联末级裂隙体的裂隙膜暖侧连接抽提液出液管，裂隙体的裂隙膜冷侧连通环境冷却热交换器的净水进水管，经分离后获得的净水返回环境冷却热交换器净水箱回水管，净水箱中设有收集净水的放出管道。所述裂隙体单元裂隙膜分离方法在下列A)直接接触式、B)气隙式、C)减压式(真空式)、D)气流吹相式的方式中任选一种。上述四种分离形式均为现有技术，本实用新型不作详述。所述环境冷却热交换器净水箱外围设置可利用环境温度加速热交换器净水箱内水冷却的导热板。所述裂隙膜暖侧连通的油田抽提液地下温与冷侧净水的地面空气温的自然温差达30℃～50℃。
本实用新型原理依据是，当不同温度的水溶液被疏水的裂隙体分隔开时，由于裂隙体的疏水性，不会被水溶液润湿，因而两侧的水溶液均不能透过裂隙体孔进入另一侧，利用裂隙体两侧水溶液的温度不同，导致两侧水蒸气压力不同，暖侧水溶液与裂隙体界面水蒸气压力高于冷侧，在这一蒸气差(温差)的作用下，水蒸气会通过裂隙体孔从暖侧进入冷侧冷凝下来，这样净水便从热侧的水溶液中分离出来，相应抽提液热水溶液得到浓缩，达到了水质处理的目的(该分离过程无需把溶液加热到沸点，热侧溶液在30℃～50℃便可操作)。本实用新型装置的结构特点，主要有三(一)裂隙体的特殊结构，除单层裂隙膜的迷宫形导流又增加了立体横竖交叉导流，提高水处理产量及质量；(二)利用抽提液(一般约45℃)和环境温度(全年一半时间其气温在0℃及以下)之差，设置导热板来加快液体循环，提高工效；(三)裂隙膜是利用孔径大小来进行“相”变过滤，裂隙体是利用立体间隙的多少来进行过滤，质量高。
本实用新型的有益效果是一是通过对油田抽提液(俗称污水)的处理，使水资源得到充分利用；二是利用抽提液与环境温度的温差，进行油水分离，成本低；三是利用经过处理的水，不会对管路腐蚀和造成结垢，经试验证明，该装置处理后的水，其电导率、矿化度等指标大大降低；四是作聚合物驱配置的水，在同样浓度下，可比当地自来水配置提高粘度74％，由此推算，配制1m31000ppm浓度的聚合物溶液，使用聚合物干粉由1kg降到0.26kg，可节省干粉0.74kg，目前大庆油配注聚合物用干粉在7万吨/年以上，每年可节省费用8.8亿元；五是作油田回注水，油田采用污水回注，注入地层后给油层带来二次污染和堵塞，严重影响了油田采收率的提高，采用经处理后的水，上述情况完全得到改变；六是经处理后的水可以向外排放，减少了环境污染。
四
附图 是本实用新型装置的结构示意图。
图中1、抽提液进液管；2、膜分离冷侧净水进水管；3、抽提液经膜分离后出液管；4、膜分离冷侧净水及分离后净水回水管；5、环境冷却热交换器及净水箱；6、裂隙体分离单元。
五具体实施方式
根据附图，由若干个裂隙膜分离基本单元组合成密闭立体称为裂隙体分离单元6，每个裂隙体设有裂隙膜暖侧抽提液进、出液管接口及控制阀，冷侧设有净水进、出液管接口及控制阀，由若干个裂隙体组合成矩阵操作单元，矩阵中列排列的裂隙体组成分离单元串联组合，行排列的裂隙体组成分离单元并联组合，裂隙膜暖侧连通油田抽提液进液管1，分离末级裂隙体，裂隙膜暖侧连接抽提液出液管3，抽提液出液管暖液可以循环再分离，裂隙体的裂隙膜冷侧连通环境冷却热交换器5的净水进液管2，经分离后获得的净水及冷侧净水合并经净水出液管4，回流到环境冷却热交换器的净水箱5内，净水箱中收集的净水通过管道放出，环境冷却热交换器水箱外围设置利用环境温度加速热交换器净水箱内水冷却的导热板7，裂隙膜暖侧连通的油田抽提液地下温与冷侧的利用地面空气温的自然温差差达30℃-50℃，大大降低分离的技术成本。上述的裂隙膜分离形式在直接接触式、气隙式、减压式、气流吹相式中选取一种，因它们是现有技术，本实用新型不作详述。
本实用新型采用2种裂隙膜分离后的净水与某市自来水、电厂水其电导率和矿化度的测试比较表如下
仪器HACHCO 150 HAAKE RV-100旋转粘度计；温度16.6℃。
权利要求1.一种油田抽提液裂隙体处理装置，其特征在于由若干个裂隙膜分离基本单元组合成密闭立体称为裂隙体分离单元，每个裂隙体设有裂隙膜暖侧抽提液进、出液管接口及控制阀，冷侧设有净水进、回水管接口及控制阀，由若干个裂隙体组合成矩阵操作系统，矩阵中列排列的裂隙体组成分离单元串联组合，行排列的裂隙体组成分离单元并联组合，裂隙膜暖侧连通油田抽提液进液管，分离串联末级裂隙体的裂隙膜暖侧连接抽提液出液管，裂隙体的裂隙膜冷侧连通环境冷却热交换器的净水进水管，经分离后获得的净水返回环境冷却热交换器净水箱回水管，净水箱中设有收集净水的放出管道。
2.根据权利要求1所述的油田抽提液裂隙体处理装置，其特征在于裂隙膜分离形式可在直接接触式、气隙式、减压式、气流吹相式中选取一种。
3.根据权利要求1所述的油田抽提液裂隙体处理装置，其特征在于所述环境冷却热交换器净水箱外围设置可利用环境温度加速热交换器净水箱内水冷却的导热板。
4.根据权利要求1所述的油田抽提液裂隙体处理装置，其特征在于所述裂隙膜暖侧连通的油田抽提液地下温与冷侧净水的地面空气温的自然温差达30℃～50℃。
专利摘要本实用新型为一种油田抽提液裂隙体处理装置，其特征在于由若干个裂隙膜分离基本单元组合成密闭立体称为裂隙体分离单元，每个裂隙体设有裂隙膜暖侧抽提液进、出液管接口及控制阀，冷侧设有净水进、回水管接口及控制阀，由若干个裂隙体组合成矩阵操作系统，矩阵中列排列的裂隙体组成分离单元串联组合，行排列的裂隙体组成分离单元并联组合；其分离净水用作油田聚合物驱的聚合物配置水或者用作开采石油用油田回注水。本实用新型的有益效果是使水资源得到充分利用；油水分离成本低；不会对管路腐蚀和造成结垢；用作聚合物驱配置的水，在同样浓度下，可比自来水配置提高粘度74％；作油田回注水；减少了环境污染；提高原油采收率。
文档编号C02F1/44GK2668237SQ20042001946
公开日2005年1月5日 申请日期2004年1月14日 优先权日2004年1月14日
发明者曹天民 申请人:曹天民, 程子健