采出水处理罐清砂装置及方法与流程

1.本发明涉及油田采出水处理系统中处理罐的清砂技术领域，特别是涉及到一种采出水处理罐清砂装置及方法。


背景技术：

2.在油田开发过程中，采出液中或多或少的携带着一部分泥砂及杂质。在处理过程中，这些泥沙及杂质逐步自油水中沉降分离出来，并大多积存于采出水处理罐中。日积月累，处理罐底部积存的泥沙及杂质不断增多，不仅占用了部分有效沉降空间，同时也直接影响着采出水沉降处理效果，对生产的平稳运行有着诸多不利因素。
3.目前油田采出水处理系统中处理罐的清砂一般采用人工开罐清砂的作业方式，先将处理罐停运后，打开清扫孔将罐内油泥沙清理至罐外，然后泵输或车运至处理厂进行处理。这种作业方式不仅具有较高的安全环保风险，同时也对生产有较大的影响。研究一种在处理罐正常运行状态下将罐内油泥沙清除的技术，既可避免处理罐停运清砂对生产的影响，又可降低开罐清砂对安全环保造成的风险。
4.在申请号：cn201810352612.5的中国专利申请中，涉及到一种水处理罐以及水处理系统，涉及水处理技术领域，包括罐体、砂浆泵和搅拌装置；搅拌装置位于罐体内；砂浆泵上设置有第一排液口和第二排液口，第一排液口和第二排液口分别设置在砂浆泵的两端部；砂浆泵设置在罐体的外部，且第一排液口上设置有引流管道，第一排液口通过引流管道与罐体的内腔连通；第二排液口通过封堵件封堵设置。
5.在申请号：cn201811571814.5的中国专利申请中，涉及到一种密闭混砂罐的清砂装置及方法，该装置至少包括空压机、密闭混砂罐、补压管线和清砂管线，空压机的出气口与补压管线、清砂管线并联的进气口连接，清砂管线、补压管线并联的出砂口与用于运输的砂罐车的进砂口可拆卸连接，密闭混砂罐固定连接在补压管线上且其底部设置有输砂机构。
6.在申请号：cn201611258181.3的中国专利申请中，涉及到一种重力法处理采油污水装置，其特征在于：外保温单井罐下半段罐壁上的废水出口通过管路与竖式沉砂除油器废水进口连接，竖式沉砂除油器底部的污泥排放口通过管路连接油泥回收箱，竖式沉砂除油器中间为pp滤芯组，pp滤芯组的滤芯出水口通过管路与重力过滤设备连接，重力过滤设备底部的布气房出水口通过管路连接净水安箱的水箱进水口，重力过滤设备底部的反洗口通过回流管路连接净水安箱的水箱回水口，回流管路上布置小反洗泵和大反洗泵。
7.以上现有技术均与本发明有较大区别，未能解决我们想要解决的技术问题，为此我们发明了一种新的采出水处理罐清砂装置及方法。


技术实现要素：

8.本发明的目的是提供一种采出水处理罐在不停产、不开罐的情况下，清除内部油泥沙的清砂装置及方法。
9.本发明的目的可通过如下技术措施来实现：采出水处理罐清砂装置，该采出水处理罐清砂装置包括斜面罐底板、积砂腔、绞龙排沙装置和冲砂水管线，该斜面罐底板的两端靠近罐壁一端稍高，靠近该积砂腔一端稍低，以使罐内油泥砂有稳定的流向，该积砂腔上设有进砂口，便于罐内油泥砂进入积砂腔，该冲砂水管线在该斜面罐底板高端上沿布置，分左右两路进水并环绕罐壁一周，以使积存在该斜面罐底板上的油泥沙均能受到有效冲洗，该绞龙排沙装置将该积砂腔内的油泥沙排出罐外。
10.本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
11.该绞龙排沙装置包括绞龙和出砂管线，该绞龙安置在该积砂腔内，其外侧设有该出砂管线，该出砂管线前端部为敞开式，与罐内油泥砂接触，后端为管柱状，使油泥砂在绞龙旋转过程中，不断进入该出砂管线直至外输至罐外。
12.该绞龙排沙装置还包括电动机和传动轴，该电动机设置在罐外，为该绞龙的旋转提供动力；该绞龙与该电动机之间通过该传动轴连接，该传动轴设在该出砂管线中。
13.该绞龙排沙装置还包括轴承，该传动轴与该出砂管线的连接端安装有该轴承，该轴承两端采用轴端密封。
14.该绞龙排沙装置包括多个绞龙和齿轮传动机构，所述多个绞龙与该传动轴的连接部位设计安装该齿轮传动机构，该传动轴上安装主动齿轮，各个绞龙上安装从动齿轮，通过该传动轴上的主动齿轮带动从动齿轮旋转，从而带动所述多个绞龙工作。
15.该绞龙排沙装置还包括出砂口，该出砂管线罐外部分设有该出砂口，该出砂口连接砂罐车，装车外运。
16.该绞龙排沙装置还包括出砂口控制阀，该出砂口控制阀为该出砂口的控制阀门。
17.该出砂管线及该冲砂水管线与采出水处理罐清扫孔密封盖连接，其连接方式为采用法兰连接，即清扫孔密封盖内外均安装法兰，其分别与该出砂管线、该冲砂水管线罐内外部分连接。
18.该采出水处理罐清砂装置还包括冲砂水控制阀，该冲砂水控制阀位于罐外，连接于该冲砂水管线，为该冲砂水管线的控制阀门。
19.本发明的目的也可通过如下技术措施来实现：采出水处理罐清砂方法，该采出水处理罐清砂方法采用了采出水处理罐清砂装置，包括：
20.步骤一，将出砂口与砂罐车连接；
21.步骤二，低频启动电动机，带动绞龙旋转，罐底积存的油泥砂在绞龙的带动下，随同部分采出水被推入出砂管线；
22.步骤三，观察出砂口含水情况，随含水量的逐步增大，逐步调整绞龙转速至稳定转速；
23.步骤四，打开冲砂水管线控制阀，调整冲砂水压力；斜面罐底板上积存的油泥砂在冲砂水的作用下，沿罐底斜面流向积砂腔；
24.步骤五，观察出砂口含沙量较低，且水质清晰后，停运电动机；
25.步骤六，关闭冲砂水控制阀和出砂口控制阀，断开出砂口与砂罐车的连接，清砂完成。
26.在步骤二，电动机的初始转速不大于10r/min。
27.在步骤三，逐步调整绞龙转速至50r/min稳定转速。
28.在步骤四，调整冲砂水压力在0.4-0.6mpa之间。
29.本发明中的采出水处理罐清砂装置及方法，改变了原有的采出水处理罐清砂作业方式，大幅度降低了采出水处理罐清砂作业周期，由原来的15-20天的清砂作业周期改为随时清砂，达到采出水处理罐内部油泥沙的随产随治。采出水处理罐在正常运行的状态下即可进行清砂作业，避免了长时间停罐清砂对生产的影响。不需要对采出水处理罐停运放空，减少了采出水处理站二次循环水的处理量，降低了采出水处理站处理负荷。所清理出的油泥砂直接装车外运，降低了安全环保风险。只需开罐罐外冲砂水及出砂口控制阀，操作简单方便。不需要人工打开清扫孔进入罐内清砂，大幅度降低了作业人员劳动强度，避免了罐内有毒有害介质对人员身心的伤害。
附图说明
30.图1为本发明的采出水处理罐清砂装置的一具体实施例的结构图；
31.图2为本发明的图1中的a-a向局部断面图；
32.图3为本发明一具体实施例中绞龙排砂装置结构示意图。
33.图中，1、处理罐壁板；2、处理罐底板；3、积砂腔进砂口；4、积砂腔；5、中心筒布水孔；6、收油槽；7、出水水箱；8、中心筒进水腔；9、中心筒出水腔；10、处理罐出水管线；11、处理罐收油管线；12、处理罐进水管线；13、冲砂水管线；14、出砂管线；15、冲砂水控制阀；16、出砂口控制阀；17、冲砂水喷口；18、绞龙；19、传动轴；20出砂口；21、轴端密封；22、变频电动机；23、清扫孔密封盖板；24、轴承；25、轴承端盖。
具体实施方式
34.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
35.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。
36.本发明中的采出水处理罐清砂装置包括斜面罐底板、积砂腔、绞龙排沙装置、冲砂水管线；其中所述绞龙排沙装置为成套装置，包括绞龙、出砂管线、出砂口、传动轴及配套动力设备。
37.所述斜面罐底板的两端靠近罐壁一端稍高，靠近积砂腔一端稍低，保证了罐内油泥砂有稳定的流向。
38.所述积砂腔上设有进砂口，便于罐内油泥砂进入积砂腔。
39.所述冲砂水管线在斜面罐底板高端上沿布置，分左右两路进水并环绕罐壁一周，保证了积存在罐底板上的油泥沙均能受到有效冲洗。
40.所述绞龙排沙装置中，绞龙安置在积砂腔内，其外侧设有出砂管线，出砂管线前端部为敞开式，与罐内油泥砂接触，后端为管柱状，可以使油泥砂在绞龙旋转过程中，不断进入出砂管线直至外输至罐外。绞龙排砂装置在罐外设有变频电动机，为绞龙的旋转提供动
力；绞龙与电动机之间通过传动轴连接，传动轴设在出砂管线中；传动轴与出砂管线的连接端安装有轴承，轴承两端采用轴端密封；出砂管线罐外部分设有出砂口，可以在出砂口连接砂罐车，装车外运。
41.所属绞龙排砂装置的出砂管线及冲砂管线与采出水处理罐清扫孔密封盖连接，其连接方式采用法兰连接，即清扫孔密封盖内外均安装法兰，其分别与出砂管线、冲砂管线罐内外部分连接。
42.采出水处理罐清砂方法，具体步骤如下：
43.步骤一，将出砂口与砂罐车连接，连接部位要密封完好无渗漏，打开出砂口控制阀门。
44.步骤二，低频启动电动机，带动绞龙旋转，初始转速不大于10r/min，罐底积存的油泥砂在绞龙的带动下，随同部分采出水被推入出砂管线。
45.步骤三，观察出砂口含水情况，随含水量的逐步增大，逐步调整绞龙转速至50r/min稳定转速。
46.步骤四，打开冲砂水管线控制阀，调整冲砂水压力在0.4-0.6mpa之间。此时，斜面罐底板上积存的油泥砂在冲砂水的作用下，沿罐底斜面流向积砂腔。
47.步骤五，观察出砂口含沙量较低，且水质清晰后，停运变频电动机。
48.步骤六，关闭冲砂水控制阀和出砂口控制阀，断开出砂口与砂罐车的连接，清砂完成。
49.在应用本发明的一具体实施例1中，如图1和图2所示，为本发明的采出水处理罐清砂装置的结构图。
50.本发明的采出水处理罐清砂装置及方法是在采出水处理罐正常运行的情况下来实现处理罐清砂作业的，因此需要明确采出水处理罐的常规运行状态：自来水经处理罐进水管线12进入中心筒进水腔8，然后经中心筒布水孔5进入处理罐内正常沉降处理，处理后的采出水进入中心筒出水腔9，然后进入出水水箱7，经处理罐出水管线10输出罐外；生产过程中所产生的顶部浮油进入收油槽6，经收油管线11排出罐外。
51.本发明的采出水处理罐清砂装置中，处理罐底板2为外圆稍高、内圆稍低的设计，靠近处理罐壁板1一端稍高，靠近积砂腔4一端稍低，其最低边缘与积砂腔4外界边缘向连接；积砂腔4沿处理罐壁板1一周设有多个进砂口3；冲砂水管线13自罐外引入罐内，冲砂水管线13沿罐底板2上沿分为左右两条管路，以增加冲洗效果，其罐外部分设有控制阀15，通过控制阀15进入冲砂水管线13的冲砂水经冲砂水喷口17进入罐内。如图3所示，绞龙18安装在积砂腔内部，其外壳即为出砂管线14，出砂管线14分为罐内、罐外两个部分，其罐内、外部分均通过法兰与清扫孔密封盖板23连接，出砂管线罐外部分设有出砂口20，出砂口20上设有控制阀16；罐外设有变频电动机22，通过传动轴19与绞龙18相连接，为绞龙的旋转提供动力；传动轴19自出砂管线14内部穿入罐内与绞龙18连接；传动轴19两端支撑安装了轴承24，轴承两侧的轴承端盖25采用轴端密封21进行密封。
52.实施例2
53.在采出水处理罐保持正常运行的状态下，先将出砂口20与砂罐车进行连接，打开出砂口控制阀16，启动变频电动机22通过传动轴19带动绞龙18旋转，初始转速控制在10r/min左右，在绞龙18旋转所产生的推力的作用下，积砂腔4内所积存的油泥砂被挤压到出砂
管线14内，随着出砂管线14内的油泥砂不断增多，出砂管线14内的油泥砂自出砂口20通过控制阀16进入砂罐车。打开冲砂水控制阀15，向罐内输送压力较高的冲砂水，在水流冲刷的作用下，处理罐底板2上所积存的油泥砂流动性增大，由于处理罐底板2为斜面底板，处理罐底板2上流动性增大油泥砂沿斜面流向积砂腔4，并经积砂腔进砂口3不断的进入积砂腔4，经绞龙18不断输至罐外，达到清除采出水处理罐内部油泥砂的目的。
54.实施例3
55.该实施例是在实施例2的基础上改进的。由于采出水处理罐所担负的生产任务不同，其内部结构有所不同，部分采出水处理罐内部未设中心筒。根据这种情况，在保留处理罐底板2与实施例1中相同外，原中心筒位置改进为中央积砂坑，其他诸如冲砂水管线13、绞龙18等均与实施例1中相同，其清砂运行方式及操作方法也与实施例1相同，在此不再累述。
56.实施例4
57.该实施例是在实施例2或实施例3的基础上改进的，其不同点是绞龙安装数量上的差异。安装在积砂腔4或改进后的积砂坑内的绞龙，可以根据现场情况设计安装1台或多台，若安装2台以上时(含2台)，需要在绞龙18与传动轴19的连接部位设计安装齿轮传动机构，传动轴19上安装主动齿轮，各个绞龙上安装从动齿轮，通过传动轴19上的主动齿轮带动从动齿轮旋转，从而带动多个绞龙工作。其他的设计及操作方法与实施例1或实施例2均相同，不再累述。
58.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域技术人员来说，其依然可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
59.除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。