专利名称：油田移动式循环洗井车的制作方法
技术领域：
实用新型是对油田注水井清洗用移动式循环洗井车的改进，尤其涉及一种运行无动力，基本不需清洗的油田移动式循环洗井车。
背景技术：
随着地层中原油采出，地下压力减小，导致产油量减少，油田采取注水增压二次采油工艺，通过注水井向地层深处压力注水将油压出(注水采油)。然而长期向油井注水，以及注水大都采用联合站循环水回注，长期循环会导致注水井管壁产生污垢形成堵塞，不仅造成注水流量减少，减少了原油产出，而且产生污垢无法对油井测试，因此需对注水井进行循环清洗，以确保注水井通畅。油田注水井通常呈散状分布，有的两井间甚至相距几十公里，因此现有技术一种为采用车载移动式洗井车，对注水井进行循环清洗。现有车载移动式洗井车，其处理工艺中除杂主要采用通常水净化处理的过滤方式，通过过滤对注水井内返出水进行处理至满足要求例如含油及杂质均彡20mg/l回注。例如中国专利CN201037384撬装式高压注水井密闭洗井装置，采用精细过虑器过滤；中国专利CN2010877^高效节能油田注水井洗井车，采用陶瓷滤芯精密过滤器、块状介质过滤器、蓝式过滤器；中国专利CN2720094车载式油田注水井洗井车，配备有精滤罐；中国专利C拟860932油田注水井自循环洗井车，采用两级旋流除砂器，再进入斜管除油器、核桃壳过滤器、改性纤维球过滤器；中国专利C^906058注水井污水过滤洗井装置，采用沿流体流动方向呈密度增加的多级80-200目过滤网。由于油井污水不仅含有泥砂等杂质，而且还含有一定量的粘性原油，此原油极易凝固，容易堵塞过滤器，因此一般每洗一口井就需对过滤器反冲洗，含油高的2 - 3小时就会堵塞需反冲洗。而原油的粘稠性，使得普通常温水反冲洗基本无效，必需要用60°C以上热水反冲洗，且清洗自耗水量大，油井的分散性，难以正常获得热水反冲洗；其次，反冲洗搅拌需用电，一般油井现场缺少电源；再就是，反冲洗产水量大，清洗废氷需另行运至污水厂处理很是麻烦；此外，为确保处理高效需定期更换滤料。这些都增加了运行成本，造成清洗运行费用大。虽然可以通过加药，降低油粘度，然而加药不仅增加处理成本，而且还会造成对地层的污染，必须对加药水另行再处理，此法不被看好。为此，人们提出采用旋流除油器，例如中国专利CN101187298注水井移动式水处理，包括旋流除砂器，液一液旋流除油器，压力沉降罐，三级过滤罐，并在处理过程中加入水处理剂。中国专利CN2716504移动式油田洗井水回收处理装置，包括设置在机动车辆的旋流除砂器、旋流除油器。然而仅单设置普通旋流除油，处理效果不够理想。因此仍有值得改进的地方。
发明内容实用新型目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种既不需反冲洗，又不需加药，使用方便，处理效果好的油田移动式循环洗井车。实用新型目的实现，主要改进是车载移动洗井，处理装置采用水力旋流除砂，三相分离器分离油、水、杂质，水力旋流除油顺次进行，从而克服上述现有技术的不足，实现实用新型目的。具体说，油田移动式循环洗井车，包括移动承载汽车，和车载水处理装置及清水箱和注水泵，其特征在于车载水处理装置由顺次处理串联的水力旋流除砂器，油、水、杂质三相分离器，水力旋流除油器组成。实用新型所说水力旋流除砂器，与现有技术中水力旋流除砂器相同，通过旋流除砂器对注水井返出水先除砂、除杂，使之适应后续处理工艺。为提高泥砂、杂质分离效果，降低后续处理负荷，一种较好采用二级水力旋流除砂器串联运行，二级水力旋流除砂器可以是通过管道连接串联运行，也可以是在一个大筒体上下设置串联运行，本专利优先后者，也就是说水力旋流除砂器有二级，上下设置于同一筒体内串联运行。油、水、杂质三相分离器，其作用是使经除泥砂、杂质污水，通过三相分离器，一方面进一步去除水中杂质，为后续旋流除油创造条件，另一方面可以初步分离一些浮油，减轻后续旋流除油负荷，实现水、杂质、油三相分离。三相分离器，一种较好采用内置斜板或斜管的三相分离器，通过斜板或斜管可以快速实现轻重质分离，并且结构也简单，不需运行动力，更好为斜板或斜管采用竖向波纹板，这样可以竖向设置不浪费空间，并且具有直波斜置效果。当然本领域普通技术人员采用水处理中其他油、水、杂质三相分离器，也是可以的。水力旋流除油器，为离心式油水分离装置，其作用是通过高速离心旋流，实现破絮及油、水两者分离。考虑到处理污水中油有相当一部分已乳化，为提高分离效率，一种较好为采用液-液多管式旋流除油器，通过高速旋流，可使相对轻质的油在旋流水中心排出，管式结构不仅分离效果好，而且收集分离的油、水方便；其中更好为采用二级液-液多管式旋流除油器串联运行，为节省在车载占位，二级液-液多管式旋流除油器，较好呈上下设置串联运行。为提高液-液多管式旋流除油器适应性及除油效果，一种更好为将水力旋流管进水口处形成旋流的旋流板，由独块固定角度设置改为每块由二片呈活动组合，即液-液多管式旋流除油器中，旋流管进口处的旋流板由弧形固定片和可摆动活动片组成，使之可以根据进水压力，自动调整改变进水旋流角，确保旋流分离所需压力产生离心力，从而使水力旋流器在最理想效果下运行，确保旋流除油效果。可以克服进水口形成旋流的旋流板固定设置，处理水压力变化导致处理效果不稳的缺点，可以适应油井水质变化大及进水压力变化，确保旋流分油所需旋流速度。为确保出水含油达到低指标，还可以在清水箱内设置若干隔板，通过静止将已经破絮的油成份再次分离除油，确保最后出水含油率< 20mg/l。此外，在处理进水口还可以加装高压减压阀，将油井出水压力由20_35Mpa高压降压，例如降压至IMpa左右，并依靠此水压力实现处理无动力运行。实用新型油田移动式循环洗井车，相对于现有技术，由于采用前述水力旋流除砂、 油、水、杂质三相分离器，水力旋流除油顺次处理及特定组合，各处理设备间起到了较好协同作用，例如处理过程的前动、中间静止、后动、再静止交替，有利于乳化油的破乳，前二级除杂，将污水中绝大部分大杂质去除，也减少了油与杂质聚合产生杂质增絮增加堵塞机率， 其共同协调作用不仅可以将油井采出污水(含油2000mg/l，悬浮物2000mg/l)，处理至分别为20mg/l，20mg/l回注用水，而且处理效率高，并不会出现油堵塞处理设备现象，不需对处理设备反冲清洗，可以连续稳定运行。其次，此处理连接处理过程不再用任何动力，全部由出水减压自流逐级完成，不需外加能源，适合野外及现场作业，全部物理处理，不需加药刘，降低了运行成本。斜板或斜管结构的油、水、杂质三相分离器，结构简单，三者分离效果好， 不会产生任何堵塞，运行操作简单。液一液旋流物理除油器，特别是细管旋流物理除油，不仅处理及分离能力强，效果好，多管组合可以满足处理大量化，而且体积小，有于整体小型化。旋流分离管进水旋流片采用二片活动组合，根据进水压力自调进水切角结构，不仅能根据进水压力自动调整改变进水旋流角，可以使旋流分离油处于最佳运行状态，而且也便于磨损后的局部更换(磨损主要为进水切角处)。处理后清水箱设置隔板的保障性措施，更是稳定了处理效果。此外，各处理设备在车上合理布置，体积重量大的清水箱中置，后端为三相分离器，其余设置在前端，较好协调了车载平衡及承重，使之适合车载运行。实用新型油田移动式循环洗井车，较现有技术同类洗井车，具有处理不用动力及电，全部依靠处理水压完成，处理不用药剂，不需反冲洗，节能节水，运行成本低，操作方便，设备基本免维护，这些为实用新型区别于现有技术最大特点。以下结合一个优化具体实施例，示例性说明及帮助进一步理解实用新型实质，但实施例具体细节仅是为了说明实用新型，并不代表实用新型构思下全部技术方案，因此不应理解为对实用新型总的技术方案限定，一些在技术人员看来，不偏离实用新型构思的非实质性增加和/或改动，例如以具有相同或相似技术效果的技术特征简单改变或替换，均属实用新型保护范围。
图1为实用新型油田移动式循环洗井车侧视图。图2为图1俯视结构示意图。图3为油、水、杂质斜板(管)三相分离器结构示意图。图4-7为图3中前、中后使用网格结构示意图。图8为液一液多管式旋流除油器结构示意图。图9为图8中旋流除油管结构示意图。图10为图9A —A剖视结构示意图。
具体实施方式
实施例参见附图，实用新型油田移动式循环洗井车，包括设置在载重车(自后向前)油、水、杂质三相分离器1，处理出水的清水箱4，其中内有隔板分腔，一侧上下设置串联运行的二个液一液多管式旋流除油器3，另一侧设置注水泵6，及同一外筒上下设置二级串联运行的水力旋流除砂器2和下部的储砂箱7，最前端储油箱5。车上有进水口 8及随后的减压阀9。设备安装后总高度及宽度满足汽车设计规范，例如高< 4米。各处理装置按进水、 减压、二级水力旋流除砂、油、水、杂质三相分离、二级液一液旋流除油、清水箱储水、注水泵的泵压回注流程，由水管按此处理流程连接组成处理系统。其中，油、水、杂质三相分离器1(图3-7)，包括横向封闭筒体，左端进水，右端出水，筒体顶壁上方有二个高于筒体顶面的集油器10，集油器上分别有排气口 10. 1、排污口 10. 2、出油口 10. 3 ；油、水、杂质三相分离器内置有稳流、整流装置，稳流、整流装置为自进水端起的稳流网格11 (图7)、整流横向波纹网格12(图5)、竖向波纹板分离斜板13(图4)， 出水稳流网格14(图6)串联组成。经旋流除砂处理紊流水，经稳流网格11稳流，整流横向波纹网格12整流，进入竖向波纹板分离斜板13，在竖向波纹斜板中，油、水、杂质三者因质量差得到分离，浮油上浮进入顶部凸起的集油器10进一步浓缩后由出油口排出，杂质则由排污口排出，沉淀物由底部排出，分离出水经细网格14整流排出，进入后级旋流除油处理。液一液多管式旋流除油器3(图8)，由密闭横向筒体15，内置并列设置的多根旋流除油管16组成。旋流除油管16 (图9、10)，由压盖17，对向导向二片旋流板18，螺接旋流管是口径轴向逐渐缩小的旋流锥管19，组成。其中旋流板18由弧形固定片18. 1和可摆动活动片18. 2组成，可摆动活动片18. 2通过销轴18. 4及张力弹簧18. 3，设置在弧形固定片 18. 1 一端。进水视压力情况，可摆动活动片18. 2摆动进水切线角可调(当水压升高活动片压缩弹簧间隙增大，水流量增大，旋流降低；反之相反)，从而形成油水分离最佳进水旋流。 混有油的水切向进入旋流分离管形成高速旋转，因口径轴向逐渐缩小，旋流速度增加离心力增大，在高速旋流下，相对重的水在外周，轻质小油滴被挤到锥形管中心区，形成中心油外围水两相层，在进水推动下，中心低压区油芯向后流动排出，分离油的清水由前端排出， 完成进一步油水分离。处理过程为注水井返出水通过进水口 8，首先由减压阀9减压(例如由20Mpa 减至1. 2Mpa)，进入一级旋流除砂器2，经离心旋流除砂，离心力使重质的泥砂、杂质抛向壁面，依重力沿壁面下滑与水分离，经初步分离泥砂后，进入第二级旋流除砂器2继续旋流分离泥砂，分离泥砂由下方的储砂箱7收集定期排出；经旋流分离泥砂水，进入由波纹斜板 (管)组成的三相分离器1，通过波纹板降低流速及分离作用，使油、水、杂质三者得到分离， 分离浮油进入上部集油器10被收集定期排出；分离混合油水顺次进入一级液一液多管式旋流除油器3和二级液一液多管式旋流除油器3，完成油水分离；循环处理至油田注水标准 (例如含油彡20mg/l，杂质彡20mg/l)为止，出水进入内有隔板分腔的清水箱4，进一步分离油后，由往复式柱塞泵6压入注水井回用，从而形成废水自注水井中心油管流出，经洗井车处理，然后回注入套管，清洗处理循环。对于本领域技术人员来说，在本专利构思及具体实施例启示下，能够从本专利公开内容及常识直接导出或联想到的一些变形，本领域普通技术人员将意识到也可采用其他方法，或现有技术中常用公知技术的替代，以及特征间的相互不同组合，例如旋流除砂及三相分离器结构形式的改变，水力旋流除油器形式的改变，等等的非实质性改动，同样可以被应用，都能实现与上述实施例基本相同功能和效果，不再一一举例展开细说，均属于本专利保护范围。
权利要求1.油田移动式循环洗井车，包括移动承载汽车，和车载水处理装置及清水箱和注水泵， 其特征在于车载水处理装置由顺次处理串联的水力旋流除砂器，油、水、杂质三相分离器， 水力旋流除油器组成。
2.根据权利要求1所述油田移动式循环洗井车，其特征在于水力旋流除砂器有二级， 上下设置于同一筒体内串联运行。
3.根据权利要求1所述油田移动式循环洗井车，其特征在于水力旋流除油器为液-液多管式旋流除油器。
4.根据权利要求3所述油田移动式循环洗井车，其特征在于液-液多管式旋流除油器有二级串联运行。
5.根据权利要求4所述油田移动式循环洗井车，其特征在于液-液多管式旋流除油器中的旋流管是口径轴向逐渐缩小的旋流锥管。
6.根据权利要求4所述油田移动式循环洗井车，其特征在于液-液多管式旋流除油器中旋流管进口旋流板由弧形固定片和可摆动活动片组成。
7.根据权利要求1所述油田移动式循环洗井车，其特征在油、水、杂质三相分离器为内置斜板或斜管三相分离器。
8.根据权利要求7所述油田移动式循环洗井车，其特征在于斜板或斜管三相分离器中斜板或斜管为竖向波纹板。
专利摘要油田移动式循环洗井车，包括移动承载汽车，和车载水处理装置及清水箱和注水泵，车载水处理装置由顺次处理串联的水力旋流除砂器，油、水、杂质三相分离器，水力旋流除油器组成。各处理设备间较好的协同作用，较现有技术同类洗井车，具有处理不用动力及电，全部依靠处理水压完成，处理不用药剂，不需反冲洗，节能节水，运行成本低，操作方便，设备基本免维护。
文档编号E21B37/00GK202280449SQ20102022880
公开日2012年6月20日 申请日期2010年6月13日 优先权日2010年6月13日
发明者周俊亚, 肖国洪, 马杰, 马煜璋 申请人:江苏金马水处理设备有限公司