油田采出水处理装置的制作方法

本实用新型涉及油田采油技术领域，具体而言，涉及一种油田采出水处理装置。

背景技术：

国内油田为增产稳产的需要，目前大多在主力油田边缘进行滚动开发的中小区块油田逐渐增多。由于这些中小区块油田距离主力油区距离较远，可依托性差，配套设施缺乏，采出液主要采用罐车拉运至已建联合站进行处理，若区块采用注水开发，注水用水采用当地的地下水源，生产运行成本高。随着后期油田陆续开发，采出液含水升高，边远油田采出水的进入进一步加重了主力油田联合站的污水处理系统负担，导致污水处理不达标，部分污水外排，不仅浪费了污水资源，也会对环境造成污染；另外，对于新建油田产能区块，由于地质储量不明确，若采用固定建站的模式，建站规模难以确定，若盲目建站，将会对以后的正常生产造成极大影响。

目前油田联合站采出水处理系统一般采用三段式处理流程，该工艺处理设备效率较低、体积大、占地面积大，工程投资高。高效多功能撬装化的油田采出水处理设备研究主要集中在国外，以水力旋流分离器、气浮装置、高效聚结除油装置和过滤装置相互组合为主，主要是在传统含油污水治理设备结构上有较大改进，处理效果好，但成本普遍偏高。国内在油田采出水一体化化处理方面研究集中在单体设备的研发，如：液—液旋流分离器、高效聚结沉降罐和新型过滤器等设备成功研制，显著提高了单罐污水处理能力，但对单体设备的组合式撬装设备研究较少。因此，有必要研究、开发一种油田采出水处理装置，有效地解决中小油田及边缘小区块油田的采出水处理问题，从而形成灵活机动的相应配套撬装处理装置，以解决现场生产问题。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种油田采出水处理装置，以解决现有技术中中小油田及边缘小区块油田的采出水不方便处理的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种油田采出水处理装置，包括底盘，底盘上设有旋流分离器和与旋流分离器连接的至少一个加药装置，底盘上还设有沉降罐，沉降罐的一端与加药装置连接，沉降罐的另一端与管道泵连接，其中，油田采出水进入旋流分离器后，经过加药装置加药、沉降罐沉降，以实现对油田采出水的处理。

进一步地，旋流分离器包括多根旋流管，至少一根旋流管包括依次连接的进口管段、第一锥段、第二锥段和尾管段，且沿进口管段向尾管段的方向上，旋流管的管径减小。

进一步地，第一锥段的锥角α大于第二锥段的锥角β。

进一步地，进口管段和/或尾管段是直管段。

进一步地，进口管段的远离尾管段的一端盖设有端盖，旋流管还包括溢流管，溢流管的一端穿过端盖后伸入进口管段内并延伸至第一锥段处。

进一步地，沉降罐内依次设置有缓冲室、斜板沉降区、自由沉降区、负压排砂区、聚结段、集油室和集水室。

进一步地，斜板沉降区设有波纹板，波纹板为聚丙烯波纹板。

进一步地，聚结段设有多块间隔设置的聚结板。

进一步地，油田采出水处理装置还包括设置在旋流分离器上游的流量计。

进一步地，油田采出水处理装置还包括与管道泵依次连接的过滤罐和净化水罐。

进一步地，过滤罐为多级过滤罐。

进一步地，油田采出水处理装置还包括：反冲洗管路，反冲洗管路的一端与净化水罐的反冲洗口连接，反冲洗管路的另一端与过滤罐连接；反冲洗阀，反冲洗阀设置在反冲洗管路上以控制反冲洗管路的通断状态。

应用本实用新型的技术方案，由于将油田采出水的处理设备都集中安装到一个底盘上，从而形成了一套整体的油田采出水处理装置，有效解决了中小油田及边缘小区块油田的采出水处理问题。进一步地，整套的油田采出水处理装置组装灵活，可以通过撬装的形式匹配至所需的安装位置，对油田边缘中小区块的油田采出水进行就地处理，相对于现有技术中，需要对中小块区油田的油田采出水进行输送后处理而言，本申请的技术方案节约了成本，避免了污水外排。因此，本申请的技术方案实现了油田边缘小区块采出水就地处理、同层水同层注，降低水质配伍的影响，减少了清水使用费用，解决了边缘区块因滚动开发地面产能建设规模难确定、常规建站时间长、投资高、运行成本高等问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的油田采出水处理装置实施例的结构示意图；

图2示出了图1中的油田采出水处理装置的旋流管的结构示意图；以及

图3示出了图1中的油田采出水处理装置的沉降罐的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、旋流分离器；11、旋流管；111、第一锥段；112、第二锥段；113、尾管段；114、进口管段；115、端盖；116、溢流管；117、第一进液口；20、加药装置；30、沉降罐；31、缓冲室；32、斜板沉降区；33、自由沉降区；34、负压排砂区；35、聚结段；351、聚结板；36、集油室；37、集水室；38、第二进液口；40、管道泵；50、流量计；60、过滤罐；70、净化水罐；80、反冲洗泵。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图3所示，本实用新型的实施例提供了一种油田采出水处理装置。该实施例的油田采出水处理装置包括底盘，底盘上设有旋流分离器10和与旋流分离器10连接的至少一个加药装置20，底盘上还设有沉降罐30，沉降罐30的一端与加药装置20连接，沉降罐30的另一端与管道泵40连接，其中，油田采出水进入旋流分离器10后，经过加药装置20加药、沉降罐30沉降，以实现对油田采出水的处理。

其中，管道泵40也设置在底盘上。

在本申请中，由于将油田采出水的处理设备都集中安装到一个底盘上，从而形成了一套整体的油田采出水处理装置，有效解决了中小油田及边缘小区块油田的采出水处理问题。进一步地，整套的油田采出水处理装置组装灵活，可以通过撬装的形式匹配至所需的安装位置，对油田边缘中小区块的油田采出水进行就地处理，相对于现有技术中，需要对中小块区油田的油田采出水进行输送后处理而言，本申请的技术方案节约了成本，避免了污水外排。实现了油田边缘小区块采出水就地处理、同层水同层注，降低水质配伍的影响，减少了清水使用费用，解决了边缘区块因滚动开发地面产能建设规模难确定、常规建站时间长、投资高、运行成本高等问题。

优选地，本实用新型的技术方案中包含两个加药装置20，两个加药装置20分别为除油后的采出水加入两种化学药剂，使油田采出水与药剂发生化学反应。进一步地，加药装置20与沉降罐30之间还设有用于将化学药剂泵入的加药泵，用于为化学药剂的泵入提供动力。

当然了，在本实用新型未示出的替代实施例中，加药装置20不局限于两个，可以根据所需加入的药剂种类进行合理设置。

如图1和图2所示，本实用新型的实施例中，旋流分离器10包括多根旋流管11，至少一根旋流管11包括依次连接的进口管段114、第一锥段111、第二锥段112和尾管段113，且沿进口管段114向尾管段113的方向上，旋流管11的管径减小。

优选地，本实施例中，沿油田采出水在旋流管11内的流动方向，第一锥段111的管径逐渐减小，第二锥段112的管径逐渐减小，且第一锥段111管径最小处的尺寸等于第二锥段112管径最大处的尺寸。

具体地，旋流分离器10的工作原理是：将具有一定密度差的液-液、液-固、液-气等两相或多相混合物在离心力的作用下进行分离。将混合液以一定的压力由第一进液口117切向进入旋流分离器10，在圆柱腔内产生高速旋转流场。混合液体中的重相流体在旋流场的作用下沿轴向向下运动，并沿径向向外运动，在到达锥体段时，重相流体沿旋流管11的内壁向下运动并由底部尾管段113排出，这样就形成了外漩涡流场；轻相流体沿旋流管11的轴心轴线方向运动，并在轴线中心形成向上运动的内涡旋，然后由溢流管116排出，从而达到两相分离的目的。

本申请的旋流分离器10中的多根旋流管11的轴线共圆，并且各旋流管11在其轴线所在的圆上间隔设置。

进一步地，第一锥段111的锥角α大于第二锥段112的锥角β。

本申请中，第一锥段111的锥角大于第二锥段112的锥角，使混合液体在进入旋流管11后，具有大锥角的第一锥段111容易容纳反向流动的轻相流体，且重相流体的流速在旋流管11的内壁面收缩，重相流体的流动速度在进口管段114为最大，这样可以将轻相流体引出，且不易夹带重相流体，本申请中第一锥段111和第二锥段112的设置，提高了旋流管11的分离效率，进而提高了旋流分离器10的分离效率。

优选地，如图2所示，在本申请中，第一锥段111的锥角α为15°，第二锥段112的锥角β为1.5°。经实验验证，上述锥角的设置，使得本申请中的旋流分离器10与现有技术中的旋流分离器相比，具有处理效率高、进口管段114和尾管段113之间的压降低的特点。

现有技术中的旋流分离器的进口管段与尾管段之间的压降在0.1MPa以上，分离效率在90％左右，本申请中通过设置第一锥段111和第二锥段112及第一锥角α和第二锥角β，使得旋流分离器10的进口管段114与尾管段113之间的压降不高于0.03MPa，分离效率在95％以上。且在现场进行试验验证后，本申请的旋流分离器10的处理速度在3m³/h时，旋流分离器10对油田采出水中的含油量的去除效率在95％以上。

当然了，在本实用新型未示出的替代实施例中，第一锥角α和第二锥角β的值不局限于上述数值，可以根据实际需要，在保证分离效率和压降的基础上合理设置。

进一步地，本申请中的进口管段114和尾管段113是直管段。

上述设置方便油田采出水的流入和油田采出水在旋流管11中分离后由尾管段113流出。

如图2所示，本实用新型的实施例中，进口管段114的远离尾管段113的一端盖设有端盖115，旋流管11还包括溢流管116，溢流管116的一端穿过端盖115后伸入进口管段114内并延伸至第一锥段111处。

具体地，在本申请中，旋流管11的进口管段114上设有第一进液口117。油田采出水由第一进液口117沿进口管段114的切向进入旋流管11，在旋流管11的旋转过程中，轻相流体由溢流管116中溢出，重相流体在惯性作用下，被分离至管壁，从而实现轻相流体和重相流体的分离。

如图1和图3所示，本实用新型的实施例中，沉降罐30内依次设置有缓冲室31、斜板沉降区32、自由沉降区33、负压排砂区34、聚结段35、集油室36和集水室37。

经过旋流分离器10分离、加药装置20加药后的油田采出水由设置在沉降罐30上的第二进液口38进入沉降罐30，经缓冲室31缓冲、沉降区沉降、负压排砂区34排砂、聚结段35聚结、集油室36和集水室37分别收集油和水后进入下一级处理装置，实现了对油田采出水的沉降。

优选地，斜板沉降区32设有波纹板，波纹板为聚丙烯波纹板。

通过上述设置，由于聚丙烯波纹板的具有亲水改性的特点，从而提高了除油效率。

进一步地，聚结段35设有多块间隔设置的聚结板351。

优选地，在本申请中，为保证沉降罐30的沉降效果最佳，每两块聚结板351间的间距为8mm或11mm。

如图1所示，本实用新型的实施例中，油田采出水处理装置还包括设置在旋流分离器10上游的流量计50。

通过上述设置，流量计50可以根据采出水处理的质量改变混合液的流量，以提高采出水处理装置的处理效率。

优选地，本实用新型的实施例中，流量计50为电磁流量计，可以自动控制油田采出水的流量，节省了人力和物力。

如图1所示，本实用新型的实施例中，油田采出水处理装置还包括与管道泵40依次连接的过滤罐60和净化水罐70。

通过设置过滤罐60和净化水罐70，使油田采出水在经过旋流分离器10分离、沉降罐30沉降后，进一步对油田采出水进行过滤，提高油田采出水的处理质量，并将处理后的净化水输送至净化水罐70存储，用作其他功用，节约了水资源。

优选地，过滤罐60为多级过滤罐。

如图1所示，本申请中的过滤罐60为三级过滤罐。油田采出水经过三级过滤罐60进行三次过滤，进一步对油田采出水中的杂质进行过滤。经过过滤后的油田采出水进入净化水罐70进行存储。进一步地，三级过滤罐的出口处连接有污水池，净化水进入净化水罐70存储后，过滤出的污水进入污水池，避免污染环境。

当然了在本实用新型未示出的替代实施例中，过滤罐60不局限于三级，可根据油田采出水的处理质量进行设置。

如图1所示，本实用新型的实施例中，油田采出水处理装置还包括反冲洗管路和反冲洗阀。反冲洗管路的一端与净化水罐70的反冲洗口连接，反冲洗管路的另一端与过滤罐60连接；反冲洗阀设置在反冲洗管路上以控制反冲洗管路的通断状态。

具体地，反冲洗管路上还设有用于提供动力的反冲洗泵80。当多级过滤罐60在正常运行一段时间后需要反冲洗，将其中的悬浮固体及污油通过反冲洗出来。反冲洗管路利用存储在净化水罐70中的被净化后的油田采出水，在反冲洗管路上设置的反冲洗泵80将净化水罐70中的水提升后，从过滤罐60的出口进入，然后从过滤罐60反冲洗出口处排入污水池。经过反冲洗后的油田采出水处理装置中的旋流分离器10的进口流量增加，随之分离能力增强，沉降罐30通过粗粒化、斜板沉降、自由沉降、油水界面控制达到最大程度除油及悬浮固体、减少后续过滤处理负荷。

本实用新型的技术方案是通过以下方式实现的：

本实用新型提供了一种油田采出水处理装置，试验装置包括旋流分离器10、加药装置20、沉降罐30、管道泵40、过滤罐60和净化水罐70组成。

本申请中的加药装置20包括第一加药装置和第二加药装置，旋流分离器10与第一加药装置、第二加药装置连接，第一加药装置和第二加药装置分别通过加药泵与沉降罐30连接，沉降罐30与管道泵40连接，管道泵40与过滤罐60连接，过滤罐60与净化水罐70连接，净化水罐70通过反冲洗阀与过滤罐60连接，反冲洗管路上还设有用于提供动力的反冲洗泵80；旋流分离器10内设置有多根旋流管11，多根旋流管11的中心轴线共圆；旋流管11包含依次连接的进口管段114、第一锥段111、第二锥段112及尾管段113。进口管段114远离的一端连接有端盖115，端盖115上连接有溢流管116。旋流分离器10的上游连接有流量计50。沉降罐30内自左向右依次设置有缓冲室31、斜板沉降区32、自由沉降区33、负压排砂区34、聚结段35、集油室36和集水室37。斜板沉降区32的底部设置有收泥斗。经过旋流分离器10分离、加药装置20加药后的油田采出水由设置在沉降罐30上的第二进液口38进入沉降罐30，经缓冲室31缓冲、沉降区沉降、负压排砂区34排砂、聚结段35聚结、集油室36和集水室37分别收集油和水后，由管道泵40泵入过滤罐60。本申请中的过滤罐60为三级过滤罐，对处理过的油田采出水进行层层过滤，过滤后的油田采出水进入净化水罐70储存。优选地，多级过滤罐的出口处连接有污水池，过滤出的污水进入污水池，避免污染环境。

本实用新型在操作时，油田采出水经过流量计50进入旋流分离器10除油后，加入两种化学药剂，与化学药剂混合后的油田采出水进入沉降罐30，进行缓冲、粗粒、沉降，再由管道泵40提升进入三台过滤罐60进行过滤，过滤后的水存入净化水罐70。多级过滤罐60在正常运行一段时间后需反冲洗，将其中的悬浮固体及污油反冲洗出来，反冲洗水利用储存在净化水罐70中的净化水，经反冲洗泵80提升后从过滤罐60的出口进入，然后从过滤罐60的反冲洗出口处排入污水池。

本实用新型的油田采出水处理装置具有如下的特点和优点：

该油田采出水装置实现了小型化、撬装化和集成化。使用范围广，组合灵活、方便，可以并联运行、自动化控制；采出水停留时间短，除油效率高，效率高，占地面积小，造价低，适合小油田污水就地处理和回注，节约了大量的电能、热能和水能，降低边缘小区块拉运费用，实现同层水同层注，可以推广至其它油田边缘小区块。

通过对本申请的油田采出水处理装置现场试验验证，在油田边缘小区块，本申请的油田采出水处理装置的处理能力可达60立方米/天，停留时间为35min。其中，本申请的旋流分离器10的分离效率达到95％，并能在不加药条件下，油田采出水差处理装置出水平均含油量13.8mg/L，悬浮物含量14.5mg/L，优于过滤系统技术指标要求(含油量≤30mg/L，悬浮固体≤30mg/L)，大大减少了油田采出水处理过程中副产物的产生。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型提供了一种油田采出水处理装置，包括底盘，底盘上设有旋流分离器，和与旋流分离器连接的至少一个加药装置，底盘上还设有沉降罐，沉降罐的一端与加药装置连接，沉降罐的另一端与管道泵连接，其中，油田采出水进入旋流分离器后，经过加药装置加药、沉降罐沉降，以实现对油田采出水的处理。由于将油田采出水的处理设备都集中安装到一个底盘上，从而形成了一套整体的油田采出水处理装置，有效解决了中小油田及边缘小区块油田的采出水处理问题。进一步地，整套的油田采出水处理装置组装灵活，可以通过撬装的形式匹配至所需的安装位置，对油田边缘中小区块的油田采出水进行就地处理，相对于现有技术中，需要对中小块区油田的油田采出水进行输送后处理而言，本申请的技术方案节约了成本，避免了污水外排。因此，本申请的技术方案实现了油田边缘小区块采出水就地处理、同层水同层注，降低水质配伍的影响，减少了清水使用费用，解决了边缘区块因滚动开发地面产能建设规模难确定、常规建站时间长、投资高、运行成本高等问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。