专利名称：自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及油田采油技术领域，特别涉及油田采油防垢，是一种可自动调节 矿化度的油田注入水纳滤专用装置。
背景技术：
在油田开发过程中，为了保持油层压力，提高原油采收率，一般都采用注水开发， 而由于注入水与地层水不配伍致使地层结垢堵塞、注水压力升高、管线结垢而影响正常生 产的事情时有发生。针对油田结垢，目前国内外油田采取的防垢技术有三种1、物理法；2、化学法；3、 工艺法。其中，物理法防垢是采用超声波、磁化、高频电场等物理仪器设备来抑制垢的形成， 应用最多的是磁力防垢。物理法防垢存在防垢有效期短，作用范围小。中国专利公开号 CN101376132，提供了一种电磁超声防垢器。化学法防垢是通过加入化学防垢剂，利用防垢 剂的络合增溶、分散、晶体畸变作用阻止垢物形成，但化学方法实施效果极为有限，而且药 剂性能会随着时间、PH值、地层温度变化而变化，钡锶垢一旦生成酸碱不溶，很难处理。如 中国专利公开号CN1487048，提供了一种井下固体防蜡阻垢剂。工艺法防垢是通过改变或 控制流程条件来破坏或减少垢的生成机会。近年来纳滤膜水处理技术在国内外得到了很好的应用，在海上油田注入水处理得 到了广泛应用。该装置是将注入水先进行预处理，脱除水中的悬浮物，细菌等，再经过纳滤 膜(根据不同的需要选定不同类型的纳滤膜)进行软化，由于纳滤膜的孔径在纳米级，并带 有一定的电荷，可除去水中的Ca2+，Mg2+，S042-等易结垢的二价离子，有效地防止了 S042-进入 地层生成钡锶垢的可能。现有的纳滤装置通常脱盐率比较高，处理后的纳滤水矿化度较小，对于防垢起到 了很大的作用，但是回注地层可能引起盐敏现象发生，在解决油田钡锶垢结垢难题的同时 带了新的问题，不能很好地满足油田的要求。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，确保纳 滤水注入地层后不引起盐敏反应，达到防垢的目的。本实用新型采用的技术方案是自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，主要由 源水罐、水泵、粗滤系统、精滤系统、高压泵、纳滤膜水处理机、清水罐、浓水罐、浓水泵、流量 计、一体式电导率分析仪和流量控制器组成。其特征是源水罐出水口连接水泵，水泵通过 管线连接粗滤系统的入水口 ；粗滤系统的出水口连接精滤系统的入水口 ；精滤系统出水口 连接高压泵，高压泵连接纳滤膜水处理机的入水口 ；纳滤膜水处理机的浓水出口连接浓水 罐的入水口，纳滤膜水处理机的纳滤水出口连接清水罐的入水口 ；浓水罐的出水口连接浓 水泵，浓水泵出水口与清水罐的浓水入口之间的管线上连接有流量计；一体式电导率分析 仪的探头固定在清水罐内，一体式电导率分析仪连接流量控制器；流量控制器与浓水泵之间有控制导线。有报警器与流量控制器连接。粗滤系统的型号是XLDJZ-4。流量控制器包含了调节器和执行器两个组件的主要功能，调节器包括输入电路、 PID运算器和输出电路，执行器包括前置放大器、触发器、可控硅电路、伺服电机和附属补偿 电路。简述自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置整个流程。参阅图1。A、首先注入水进入源水罐1，通过水泵2使源水罐1内的注入水进入粗滤系统3， 经过粗滤系统3进行过滤处理。粗滤系统3是一种压力式多介质过滤器，它采用不同粒径 石英砂和无烟煤作为填充材料，是一个预处理工艺。通过石英砂和无烟煤的截留作用，在粗 滤系统3内去除了注入水中存在的悬浮物微粒、水合状态的金属氧化物、含钙化合物、胶体 化合物、有机物、余氯、异味以及细菌等污染物。B、经粗滤的水，进入精滤系统4处理。在精滤系统4内进一步除去水中残留的机 械杂质。过滤精度0. 002 0. 1 μ m。C、注入水经过粗滤系统3和精滤系统4两级过滤后，由高压泵5将水泵入纳滤膜 水处理机6进行处理。纳滤膜水处理机6有选择性地截留盐和硫酸根离子，经过处理后的 水分为两部分纳滤水和浓缩水。纳滤水中硫酸根离子含量和矿化度较低，浓缩水中硫酸根 离子含量和矿化度较高。纳滤水进入清水罐7，浓缩水进入浓水罐8。D、用一体式电导率分析仪11在线监测纳滤水的电导率，当电导率< 600μ s/cm 时，将信号反馈给流量控制器13，流量控制器13控制浓水泵9的自动开启，能有控制地将浓 水罐8内的浓缩水注入清水罐7，进行浓缩水和纳滤水的混配。当电导率达到给定的电导率 值时，流量控制器13关闭浓水泵9。在清水罐1出口安装一体式电导率分析仪11 (市售)，该仪器主要包括传感器和变 送器，附属电路消除各种温漂、调零、调量程和非线性误差等。一体式电导率分析仪11主要 完成电导率信号的采集、转换与放大，并显示电导率和输出电流信号(4 20mA，DC)或电压 信号(1 5V，DC)。传感器将电导率非电信号转换成微弱的电信号，变送器将微弱信号前 置放大、线性化和功率放大，提供给显示部分和泵流量控制单元，实时显示电导率。流量控制器13的功能是根据信号值与给定值差值情况控制浓水泵9的开启或关 闭，当在开启浓水泵9时，流量控制器13还将自动调节浓水泵9流量大小，即电导率偏离 600 μ s/cm过大时，浓水泵9流量较大，电导率偏离600 μ s/cm较小时，流量较小，电导率达 到给定值时浓水泵9停止运转，当电导率超过700 μ s/cm时，表明机杂与盐分过滤系统处理 程度不足或源水水质严重超标，流量控制器13发出报警声光电提示，电导率超过700 μ s/ cm的时间越长、超过700μ s/cm越多，则发出严重报警提示。清水罐7内符合要求的水能当 作地层注入水使用。本实用新型的有益效果本实用新型自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，通 过一体式电导率分析仪、流量控制器13和浓水泵9，在线监测纳滤水的矿化度，在防垢的同 时，确保注入地层的纳滤水矿化度符合标准。硫酸根脱除率> 85%上，钡锶垢防垢率达到 80%，注混合水(纳滤水与浓水混合)井压力平均降低0. 24MPa。通过室内岩心分析试验说 明地层不存在盐敏现象。既有效地解决了油田上由于注入水与地层水不配伍生成的钡锶垢难题，又保证了安全注水，同时实现了整个装置的自动化。达到防钡锶垢的目的，减少了浓 水的产出量，同时不给地层带来副作用，一举两得。
图1是本实用新型自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置结构示意图。图中，1.源水罐，2.水泵，3.粗滤系统，4.精滤系统，5.高压泵，6.纳滤膜，7.清水 罐，8.浓水罐，9.浓水泵，10.流量计，11.电导率一体仪，12.报警器，13.泵流量控制器。
具体实施方式
实施例1 :以一个自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置为例，进行详细说明。参阅图1。自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，主要由源水罐1、水泵2、粗滤 系统3、精滤系统4、高压泵5、纳滤膜水处理机6、清水罐7、浓水罐8、浓水泵9、流量计10、一 体式电导率分析仪11、报警器12和流量控制器13组成。源水罐1出水口连接水泵2，水泵 2通过管线连接粗滤系统3的入水口，粗滤系统3的型号是XLDJZ-4。粗滤系统3的出水口 连接精滤系统4的入水口 ；精滤系统4出水口连接高压泵5，高压泵5连接纳滤膜水处理机 6的入水口 ；纳滤膜水处理机6的浓水出口连接浓水罐8的入水口，纳滤膜水处理机6的纳 滤水出口连接清水罐7的入水口 ；浓水罐8的出水口连接浓水泵9，浓水泵9出水口与清水 罐7的浓水入口之间的管线上连接有流量计10 ；—体式电导率分析仪11的探头固定在清 水罐7内，一体式电导率分析仪11连接流量控制器13 ；流量控制器13与浓水泵9之间有 控制导线。有报警器12与流量控制器13连接。一体式电导率分析仪11的型号是CLD132/ CLD134。一个处理量为1000m3/d的纳滤膜水处理机6出来的纳滤水与浓水产水比例为 7 3，则产生的纳滤水为700m3，浓水为300m3，纳滤水进入清水罐，浓水进入浓水罐，清水 罐中的纳滤水经过电导率一体仪在线监测其电导率为200ii s/cm，小于600 y s/cm，差值较 大，电导率一体仪将信号反馈给泵流量控制器，通过泵流量控制器开启浓水泵，快速进行浓 水与纳滤水的混配，当混合水的电导率大于700y s/cm时，浓水泵自动关闭。清水罐中的纳滤水经过电导率一体仪在线监测其电导率为7500ii s/cm，大于 700 u s/cm,此时，流量控制器13发出报警声光电提示，检查注入水是否含杂质超标。
权利要求1.一种自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，主要由源水罐(1)、水泵(2)、粗滤系 统(3)、精滤系统(4)、高压泵(5)、纳滤膜水处理机(6)、清水罐(7)、浓水罐(8)、浓水泵 (9)、流量计(10)、一体式电导率分析仪(11)和流量控制器(13)组成；其特征是源水罐 (1)出水口连接水泵(2)，水泵(2)通过管线连接粗滤系统(3)的入水口 ；粗滤系统(3)的 出水口连接精滤系统(4)的入水口 ；精滤系统(4)出水口连接高压泵(5)，高压泵(5)连接 纳滤膜水处理机(6)的入水口 ；纳滤膜水处理机(6)的浓水出口连接浓水罐(8)的入水口， 纳滤膜水处理机(6)的纳滤水出口连接清水罐(7)的入水口 ；浓水罐(8)的出水口连接浓 水泵(9)，浓水泵(9)出水口与清水罐(7)的浓水入口之间的管线上连接有流量计(10)； — 体式电导率分析仪(11)的探头固定在清水罐(7)内，一体式电导率分析仪(11)连接流量 控制器(13)；流量控制器(13)与浓水泵(9)之间有控制导线。
2.根据权利要求1所述的自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，其特征是有报警 器(12)与流量控制器(13)连接。
3.根据权利要求1所述的自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，其特征是粗滤系 统(3)的型号是XLDJZ-4。
专利摘要自动调节矿化度的油田注入水纳滤装置，是应用于油田注入自动调节矿化度的专用装置。源水罐连接水泵，水泵连接粗滤系统；粗滤系统连接精滤系统；精滤系统连接高压泵，高压泵连接纳滤膜水处理机；纳滤膜水处理机的浓水出口连接浓水罐，纳滤膜水处理机的纳滤水出口连接清水罐；浓水罐的出水口连接浓水泵，浓水泵与清水罐连接；一体式电导率分析仪的探头固定在清水罐内，一体式电导率分析仪连接流量控制器；流量控制器与浓水泵之间有控制导线。效果是确保注入地层的纳滤水矿化度符合标准。有效地解决了油田上由于注入水与地层水不配伍生成的钡锶垢难题，同时实现了整个装置的自动化。
文档编号C02F9/02GK201777940SQ201020190520
公开日2011年3月30日 申请日期2010年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者何治武, 刘宁, 刘江波, 刘爱华, 曾亚勤, 李宁军, 杨全安, 程碧海, 董俊 申请人:中国石油天然气股份有限公司