缓释加药装置和油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法与流程

本发明涉及油田注入水杀菌技术领域，是一种缓释加药装置和油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法。

背景技术：

油田注水是油田开采过程中的一项重要措施，而注水的温度和注入过程所处的环境条件，适合包括好氧菌和厌氧菌等各类细菌的生长繁殖。菌类的生长繁殖可加剧对生产管线和设备的腐蚀，腐蚀产物、菌体及其代谢物易堵塞地层，损害油层的渗透率，注水水质的好坏直接影响开采周期的长短和成本的高低，油田生产中50％以上的腐蚀均由细菌引起。因此，杀菌剂及有效的杀菌方法措施在油田注水过程中起着至关重要的作用。

近些年，在油田注水领域，为防止硫酸盐还原菌等有害菌生长，被普遍采用的有效方法便是在注水站投加杀菌剂。油田注水系统中广泛使用的为非氧化性杀菌剂，以季铵盐类等阳离子型杀菌剂最为常见。由于水中的细菌一般带负电荷，阳离子型杀菌剂可选择性吸附在菌体表面，改变细胞质膜的物化性质，使菌体细胞失去活性；杀菌剂的疏水部分则具有溶解、损伤菌体表面脂肪壁的功能，使其无法进行呼吸、能量转换、营养运输等功能从而杀灭细菌。

目前，常规注水系统主要存在问题：由于注水站至注水井口间距离较远，杀菌剂伴随注入水在中高压注水管线输送过程中，伴随着细菌的滋生，药剂逐渐消耗，且浓度逐渐降低，致使井口注入水中的细菌量增加，容易导致注水井口水质不达标，并且常规注水系统在中、高压条件下无法连续加药。

技术实现要素：

本发明提供了一种缓释加药装置和油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决注水井常规注水系统容易使注入水水质不达标，在中、高压条件下无法连续加药的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种缓释加药装置，包括四周封闭的储药筒体，在储药筒体内固定有外径小于储药筒体内径且四周封闭的加药筒体，在加药筒体上方的储药筒体筒壁上设置有出水口，在与出水口相对的储药筒体筒壁上设置有与加药筒体下部对应的进水口；在加药筒体的筒壁和顶面分布有通孔。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述进水口连通有进水管线，在出水口连通有出水管线，在进水管线与出水管线之间连通有旁通管线，在旁通管线上串接有旁通阀，在进水口与旁通管线之间的进水管线串接有进水阀，在出水口与旁通管线之间的出水管线上串接有出水阀。

上述通孔的孔径大于进水管线内径的十分之一且小于进水管线内径的二分之一；或/和，孔总面积不小于进水管线过流面积的二分之一且不大于进水管线过流面积的1.5倍，孔总面积为各个通孔面积之和。

上述储药筒体的数目至少为两个，储药筒体通过管线并联连接；或/和，在加药筒体底部外侧设置有螺纹，在储药筒体内底部固定有与加药筒体底部外侧螺纹配合安装的内螺纹套，加药筒体底部通过螺纹固定安装在内螺纹套内；或/和，在加药筒体的外筒壁上间隔设置有外环面与加药筒体内筒壁相抵的防晃板；或/和，加药筒体筒壁上的通孔均匀分布。

上述储药筒体的上端口固定有螺纹法兰盘，螺纹法兰盘包括法兰盘和法兰盖，法兰盘的下部固定在储药筒体的上端口上，法兰盖与法兰盘通过紧固件固定安装，在法兰盖上设置有把手；或/和，在加药筒体顶部固定安装有可打开的筒盖，筒盖上均布有通孔，在筒盖上设置有把手。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种采用技术方案之一所述缓释加药装置进行油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法，按下述方法进行：在加药筒体内装有溴氯海因胶囊，将装有溴氯海因胶囊的加药筒体固定于储药筒体内，储药筒体通过进水管线和出水管线串接于注水井注水管线中，注水井注水管线中的注入水通过进水口进入储药筒体中，储药筒体内的注入水在加药筒体外壁形成高压旋流，并通过加药筒体的通孔不断冲击溶解溴氯海因胶囊，溶解的溴氯海因胶囊通过水力旋流作用均匀混合于注入水中并形成杀菌注入水，杀菌注入水最后注入注水井中。

本发明所述油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法，能够控制溴氯海因胶囊的释放量，无需额外加药动力，实现在高压条件下缓慢释放加药的功能，保证注入水的缓释杀菌剂浓度范围值在恒定时间周期内满足生产需要，从而控制井口细菌指标，实现井口细菌达标目的。

附图说明

附图1为本发明的工艺流程示意图。

附图2为储药筒体和加药筒体的主视局部剖视结构示意图。

附图3为附图2中a-a向剖视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为储药筒体，2为加药筒体，3为进水口短接，4为出水口短接，5为进水管线，6为出水管线，7为旁通阀，8为进水阀，9为出水阀，10为防晃板，11为法兰盘，12为法兰盖，13为把手，14为旁通管线。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中所提到各种化学试剂和化学用品如无特殊说明，均为现有技术中公知公用的化学试剂和化学用品；本发明中的百分数如没有特殊说明，均为质量百分数；本发明中的常温、室温一般指15℃到25℃的温度，一般定义为25℃。本发明所指的中压为高于常压的压力，高压的压力高于中压。本发明所指的注水井口末端为自注水井口至距离注水井口一公里至十公里的范围。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图1的布图方向来确定的。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：如附图1至3所示，该缓释加药装置，包括四周封闭的储药筒体1，在储药筒体1内固定有外径小于储药筒体1内径且四周封闭的加药筒体2，在加药筒体2上方的储药筒体1筒壁上设置有出水口，在与出水口相对的储药筒体1筒壁上设置有与加药筒体2下部对应的进水口；在加药筒体2的筒壁和顶面分布有通孔。

通常情况下，在进水口处设置进水口短接3，在出水口设置出水口短接4。此处的通孔，即作为进水孔和出药孔。

本缓释加药装置使用时，将其直接串接于注水井口末端的室外油田注入水输送管道（即注水井注水管线）中，也可以将其串接于注水井口末端的油田配水间内与注入井对应的注入水输送管道中，在加药筒体2内装填有现有公知水溶解度低、溶解速度慢的缓释杀菌剂，油田注入来水通过进水口进入储药筒体1内，部分油田注入来水通过通孔进入加药筒体2内，由于进水口在下，出水口在上，且油田注入来水为中、高压水，注入水在储药筒体1内自下而上围绕加药筒体2外侧形成旋流向上的旋流水，在中、高压条件下借助水力旋流冲击，注入水不断通过加药筒体1的筒壁和筒顶部的通孔进入加药筒体2溶解药剂，并不断通过这些通孔，排出溶解的药剂，实现缓释杀菌剂缓慢释放，溶解的部分缓释杀菌剂在水力旋流混合反应下，实现油田注入水与缓释杀菌药剂均匀混合，再通过出水口进入注入水去水管线中，最终注入油田注水井中。

通过将本缓释加药装置设置于注水井口末端的油田注入水输送管道中，并结合储药筒体1及其进出水口、加药筒体2及其通孔的设置，能够使缓释杀菌剂缓慢且持续溶解释放，保证进入注入井井口的注入水达到注水标准，即保证进入注入井井口的注入水细菌不超标。

另外，本缓释加药装置与常规的注水系统相比，本缓释加药装置置于井口末端，借助注入水压力和水力旋流作用来连续加药杀菌，无需额外加药动力（例如加药泵等），解决了常规注水系统在中、高压条件下无法连续加药的问题。

采用本缓释加药装置，在高压条件下连续稳定加药并满足注水井井口细菌指标要求的前提下，安装便捷；根据现场试验，添加一次药剂，可满足1个月以上的生产使用周期（根据注入水量以及注入井井口细菌指标要求，加药筒体2的加药量一般在5mg/l至15mg/l）。

本缓释加药装置的适用范围广泛，可应用在油田中、高压输水、注水过程中加药杀菌。本缓释加药装置在目前的油田注水、输水领域推广应用前景大，同时在石油、化工、生活生产给排水等领域也可逐步推广。

本缓释加药装置中，进水口和出水口的设置，能够使储药筒体1内的注入水在加药筒体2外壁形成旋流，而将进水口和出水口的位置设置成左右对应时，不能使注入水形成旋流，不能有效溶解缓释杀菌剂。

可根据实际需要，对上述缓释加药装置作进一步优化或/和改进：

如附图1所示，在进水口连通有进水管线5，在出水口连通有出水管线6，在进水管线5与出水管线6之间连通有旁通管线14，在旁通管线14上串接有旁通阀7，在进水口与旁通管线14之间的进水管线5串接有进水阀8，在出水口与旁通管线14之间的出水管线6上串接有出水阀9。

当加药筒体2内的缓释杀菌剂消耗完毕后，先开启旁通阀7，再关闭进水阀8和出水阀9，将加药筒体2从储药筒体1内取出，重新装填缓释杀菌剂，再将加药筒体2固定于储药筒体1内，最后打开进水阀8和出水阀9，关闭旁通阀7，恢复缓释杀菌剂混入注入水杀菌过程。

根据需要，为了保持缓释杀菌剂的释放量，保证注入井井口水质细菌达标，通孔的孔径大于进水管线5内径的十分之一且小于进水管线5内径的二分之一；孔总面积不小于进水管线5过流面积的二分之一且不大于进水管线5过流面积的1.5倍，孔总面积为各个通孔面积之和。

通孔过大或过小，均不能保证注入井井口水质细菌达标。

根据实际需要，储药筒体1的数目至少为两个，储药筒体1通过管线并联连接；或/和，在加药筒体2底部外侧设置有螺纹，在储药筒体1内底部固定有与加药筒体2底部外侧螺纹配合安装的内螺纹套，加药筒体2底部通过螺纹固定安装在内螺纹套内；或/和，如附图2至3所示，在加药筒体2的外筒壁上间隔设置有外环面与加药筒体2内筒壁相抵的防晃板10；或/和，通孔均布在加药筒体2筒壁上。

加药筒体2通过内螺纹套固定的设置，便于拆装加药筒体2。由于注入水为中、高压水，通过在加药筒体2的外筒壁设置防晃板10，可防止加药筒体2晃动，不利于保证缓释杀菌剂的溶解缓释效果。

如附图2所示，为了便于从储药筒体1内取出加药筒体2，在储药筒体1的上端口固定有螺纹法兰盘11，螺纹法兰盘11包括法兰盘11和法兰盖12，法兰盘11的下部固定在储药筒体1的上端口上，法兰盖12与法兰盘11通过紧固件固定安装，在法兰盖12上设置有把手13；或/和，在加药筒体2顶部固定安装有可打开的筒盖，筒盖上均布有通孔，在筒盖上设置有把手13。紧固件为螺栓和螺母。

实施例2：如附图1所示，采用上述实施例所述缓释加药装置进行油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法，按下述方法进行：在加药筒体2内装有溴氯海因胶囊，将装有溴氯海因胶囊的加药筒体2固定于储药筒体1内，储药筒体1通过进水管线5和出水管线6串接于注水井注水管线中，注水井注水管线中的注入水通过进水口进入储药筒体1中，储药筒体1内的注入水在加药筒体2外壁形成高压旋流，并通过加药筒体2的通孔不断冲击溶解溴氯海因胶囊，溶解的溴氯海因胶囊通过水力旋流作用均匀混合于注入水中并形成杀菌注入水，杀菌注入水最后注入注水井中。

本发明在注水井口末端投加溴氯海因胶囊的方法，能够控制溴氯海因胶囊的释放量，实现在高压条件下缓慢释放加药的功能，保证注入水的缓释杀菌剂浓度范围值在恒定时间周期内满足生产需要，从而控制井口细菌指标，实现井口细菌达标目的。

与常规的注水系统相比，（1）本油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法提出了在注入井井口末端有效杀菌的方法，无需额外动力，解决了常规注水系统在中、高压条件下无法连续加药的问题。

（2）本发明首次将溴氯海因胶囊（由新疆科力新技术发展股份有限公司提供）应用于油田注水过程中的杀菌剂，溴氯海因胶囊溶解度低，缓慢释放后，便于现场操作和管理。

本油田注水井口末端无动力缓释杀菌方法适用范围广泛，可应用在油田中、高压输水、注水过程中加药，其在目前的油田注水、输水领域推广应用前景大，同时在石油、化工、生活生产给排水等领域也可逐步推广。

以上技术特征构成了本发明的实施例，其具有较强的适应性和实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。