一种油田回注水深度除油的方法及装置与流程

本发明属于环保领域油水分离技术，具体涉及一种油田回注水深度除油的方法及装置。

背景技术：

随着经济迅速发展，科技不断进步，我国大多数的油田已经步入开采利用的后期，特别是低渗透油田的开发，需要注入大量的水，才能维持较好的渗透压力，对油田进行开采，开采出来的原油中含水率逐年增加，采出水量也随之升高，主要采用除油除悬浮物为主对采出水进行处理。油田回注水处理技术的核心在于除去水中的油和悬浮物，但是随着采油技术的不断发展特别是聚合驱油技术的应用和推广，以及低渗透油田回注水要求的提高，现有的处理技术无法满足生产的需求。

因此本领域迫切需要开发成本低效果好、能耗低的生产污水深度除油的技术。

技术实现要素：

本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提出一种油田回注水深度除油的方法及装置，具体技术方案如下：

一种油田回注水深度除油的装置，包括筒体(2)，金属挡板(6)，隔板(3)，径向松紧螺杆(5)，亲疏水性颗粒组合床层(4)，反洗泵(12)，回注水进口管道(9)，水相出口管道(14)，油相出口管道(1)，排污口管道(7)，反向冲洗水出口管道(8)，正向冲洗水进口管道(10)，反向冲洗水进口管道(13)，正向冲洗水出口管道(11)；所述反洗泵(12)通过管道连接筒体(1)；所述油田回注水进口管道(9)位于所述筒体(2)的底部；所述正向冲洗水进口管道(10)一端与反洗泵(12)连接，一端与回注水进口管道(9)连接，所述反向冲洗水出口管道(8)与回注水进口管道(9)连接；所述油相出口管道(1)在所述壳体(2)的顶部；所述排污口管道(7)位于所述筒体(2)的底部的一侧；所述水相出口(14)位于所述筒体(2)的底部的另一侧，所述反向冲洗水进口管道(13)一端与反洗泵(12)连接，一端与水相出口管道(14)连接，所述正向冲洗水出口管道(11)与水相出口管道(14)连接；所述筒体(2)的内部设置有亲疏水性颗粒组合床层(4)，所述亲疏水性颗粒组合床层(4)的中间设有经向松紧螺杆(5)，该径向松紧螺杆(5)可以压紧和释放亲疏水颗粒床层(4)；所述亲疏水性颗粒组合床层(4)外部设有金属挡板(6)；所述亲疏水性颗粒组合床层(4)顶部设有隔板(1)。

进一步的，所述生产废水中油含量为1000ppm～2000ppm；所述微量油的油滴粒径为20～100um；所述生产废水中悬浮物为100～200mg/l,操作温度为38～90℃。

进一步的，所述壳体(2)为立式圆形罐体。

进一步的，所述亲疏水性颗粒床层(4)是利用亲水性颗粒及疏水性颗粒按照1：3比例填充，且孔隙率在5％-15％之间。所述亲疏水性颗粒床层(4)填充密度适当，颗粒之间间距可以使粒径小于75μm的固体杂质通过颗粒床层，所以不会造成床层的堵塞，能够延长颗粒床使用的寿命。

进一步的，所述金属挡板(6)在金属表面进行改性，使挡板呈现亲水疏油性，其中金属挡板(6)与亲疏水性颗粒床层(4)的间距为100cm。

进一步的，所述隔板(3)位于亲疏水性颗粒床层(4)上侧。

本发明还提出一种油田回注水深度除油的方法，包括如下步骤：

1)含油量为1000ppm～2000ppm，悬浮物为100～200mg/l，油滴粒径在20～100um之间的油田回注水通过设备底部回注水进口(9)进入亲疏水性颗粒组合床层(4)空腔内，由于上部隔板(3)作用，生产废水只能通过径向方向流出空腔；

2)生产废水在流经亲疏水性颗粒床层(4)时，利用不同类型颗粒对油水的作用不同，通过床层对水中油滴的迁移作用，可以使粒径大于40um的油滴聚结长大，进行脱离；利用不同亲疏水性材料混合均匀紧密压缩成滤床，通过亲疏水颗粒对悬浮物和油滴的过滤、吸附、聚结作用来除去水中杂质；

3)生产废水穿过床层后，聚结长大后的油滴和处理后的水质由于外侧亲水疏油挡板(6)的作用，水带动油滴向上运动；

4)油滴在筒体上部聚结，从顶部油相出口管道(1)排除；

5)洁净的水质从底部水相出口管道(14)排出，处理后的水质可以达到60ppm以下，悬浮物含量在50mg/l以下。

进一步的，当运行一段时间后，除油设备暂停运行，开启经向松紧螺杆(5)，使亲疏水性颗粒床层(4)产生大量空隙，方便设备反洗。设备进行反洗，开启反洗泵(12)，先开启正向冲洗水进口管道(10)，使冲洗水从设备底部进入亲疏水性颗粒组合床层内部，按照正常运行流程进行清洗，清洗水从侧面正向冲洗水排出管道(11)流出，然后再开通反向冲洗水进口管道(13)按照反方向对设备进行冲洗，冲洗水从底部反向冲洗水出口管道(8)排出。冲洗完毕，再开启径向松紧螺杆(5)，使亲疏水性颗粒床层再次压紧(4)，便于再次回注水除油。

本发明可以采用扩大油田回注水深度除油装置内部滤料床层高度的方法扩大处理能力。

本发明的有益效果在于，该装置将疏水亲油性颗粒及疏油亲水性颗粒以随机分布的方式进行堆积，起到破乳、聚结及油滴快速上浮分离作用。且设备在反洗时利用正向反洗与反向反洗滤床，使颗粒表面油质与杂质除去干净，便于设备的重新运行。且针对含微量油滴的特性进行针对性分离组合，且有高效率和低能耗等特点，适用于不同海上平台含油生产污水的处理过程。

附图说明

图1是油田回注水深度除油装置结构示意图。

符号说明：

油相出口管道1；筒体2；隔板3；亲疏水性颗粒组合床层4；径向松紧螺杆5；改性金属挡板6；排污口管道7；反向冲洗水出口管道8；回注水进口管道9；正向冲洗水进口管道10；正向冲洗水出口管道11；反洗泵12；反向冲洗水进口管道13；水相出口管道14

具体实施方式

下面，通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

实施例1

某海上平台生产废水除油，采用本发明一种油田回注水深度除油装置。

其上述装置的结构示意图如图1所示，包括油相出口管道1；筒体2；隔板3；亲疏水性颗粒组合床层4；径向松紧螺杆5；改性金属挡板6；排污口管道7；反向冲洗水出口管道8；回注水进口管道9；正向冲洗水进口管道10；正向冲洗水出口管道11；反洗泵12；反向冲洗水进口管道13；水相出口管道14。

其中，所述生产废水中油含量为1000ppm～2000ppm；所述微量油的油滴粒径为20～100um；所述生产废水中悬浮物为100～200mg/l,操作温度为38～90℃；所述反洗泵(12)通过管道连接筒体(1)；所述油田回注水进口管道(9)位于所述筒体(2)的底部；所述正向冲洗水进口管道(10)一端与反洗泵(12)连接，一端与回注水进口管道(9)连接，所述反向冲洗水出口管道(8)与回注水进口管道(9)连接；所述油相出口管道(1)在所述壳体(2)的顶部；所述排污口管道(7)位于所述筒体(2)的底部左侧；所述水相出口(14)位于所述筒体(2)的右侧底部，所述反向冲洗水进口管道(13)一端与反洗泵(12)连接，一端与水相出口管道(14)连接，所述正向冲洗水出口管道(11)与水相出口管道(14)连接。内部放置亲疏水性颗粒组合床层(4)，径向松紧螺杆(5)，改性金属挡板(6)和隔板(1)。所述壳体(2)为立式圆形罐体。其特征在于，所述亲疏水性颗粒床层(4)是利用亲水性颗粒及疏水性颗粒按照1：3比例填充，且孔隙率在5％-15％之间。所述亲疏水性颗粒床层(4)填充密度适当，颗粒之间间距可以使粒径小于75μm的固体杂质通过颗粒床层，所以不会造成床层的堵塞，能够延长颗粒床使用的寿命。所述改性金属挡板(6)采用的是金属表面进行改性，使挡板呈现亲水疏油性，其中挡板(6)与亲疏水性颗粒床层(4)的间距间距为100cm。所述隔板(3)位于亲疏水性颗粒床层(4)上侧。所述经向松紧螺杆(5)可以压紧和释放亲疏水颗粒床层(4)。

含油量为1000ppm～2000ppm，悬浮物为100～200mg/l，油滴粒径在20～100um之间的油田回注水通过设备底部回注水进口(9)进入亲疏水性颗粒组合床层(4)空腔内，由于上部隔板(3)作用，生产废水只能通过径向方向流出空腔。生产废水在流经亲疏水性颗粒床层(4)时，利用不同类型颗粒对油水的作用不同，通过床层对水中油滴的迁移作用，可以使粒径大于40um的油滴聚结长大，进行脱离；利用不同亲疏水性材料混合均匀紧密压缩成滤床，通过亲疏水颗粒对悬浮物和油滴的过滤、吸附、聚结作用来除去水中杂质。生产废水穿过床层后，聚结长大后的油滴和处理后的水质由于外侧亲水疏油挡板(6)的作用，水带动油滴向上运动。油滴在筒体上部聚结，从顶部油相出口管道(1)排除。洁净的水质从底部水相出口管道(14)排出，处理后的水质可以达到60ppm以下，悬浮物含量在50mg/l以下。

运行一段时间后，除油设备暂停运行，开启经向松紧螺杆(5)，使亲疏水性颗粒床层(4)产生大量空隙，方便设备反洗。设备进行反洗，开启反洗泵(12)，先开启正向冲洗水进口管道(10)，使冲洗水从设备底部进入亲疏水性颗粒组合床层内部，按照正常运行流程进行清洗，清洗水从侧面正向冲洗水排出管道(11)流出，然后再开通反向冲洗水进口管道(13)按照反方向对设备进行冲洗，冲洗水从底部反向冲洗水出口管道(8)排出。冲洗完毕，再开启径向松紧螺杆(5)，使亲疏水性颗粒床层再次压紧(4)，便于再次回注水除油。

可以采用扩大油田回注水深度除油装置内部滤料床层高度的方法扩大处理能力。

本发明的主要优点在于：

(1)利用亲水疏油和亲油疏水性两种颗粒进行随机组合堆积成颗粒床层，高效去除生产污水中的明油、分散油及乳化油，且能耗极低，效率高。

(2)利用颗粒床层周围挡板作用，使处理后的水夹带聚并长大后的油滴至筒体顶部，利用油相的浮力，使油相从顶部油相出口排出，且净化水相出口位于筒体底部保证水相出口含油率低。

(3)增强径向松紧螺杆方便亲疏水性颗粒反洗效果。

(4)设备在反洗时，先正向反洗，后反向清洗设备。提高设备清洗的洁净性，保证设备的二次运行。

(5)利用增加滤料高度的方法提高设备处理量，减少设备直径的增加，适用于海上平台紧凑空间的要求。