專利名稱：陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置，具體地說就是將陶瓷膜分離技術應用于薄互層低滲透油田的采出水精細處理，確保薄互層低滲透油田開發過程產生的采出水處理后能穩定達到Al級回注指標。
背景技術：
目前，國內低滲油田采出水回注處理技術要確保處理后的水質穩定達到Al級水質標準，即含油量彡5.0mg/L、懸浮固體含量彡1.0 mg/L、懸浮固體粒徑中值彡1.0ymj均腐蝕速率< 0.076mm/a，但實際上達不到Al級的水質標準，少數水處理技術也只能達到A2級的水質標準。由于缺乏針對小斷低滲區塊就地處理裝置，低滲透區塊的采出水常常管輸至污水站處理后再輸送回低滲區塊回注，這種方式不僅增加了能耗，而且易造成沿程水質的二次污染，使得井口水質依然難以達標。本實用新型針對上述問題研制而成，目的是進一步提升薄互層低滲透油田采出水的處理效果，提高薄互層低滲透油田的注水開發采收率。
發明內容本實用新型的目的是提供一種陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置，克服上述油田現有技術存在的不足。為適應不同水質的處理要求，通過對裝置的核心處理單元一陶瓷膜進行表面改性、優選陶瓷膜孔徑、合理采用陶瓷膜組件的串、并聯方式，提高了處理效率、確保了出水水質、降低了處理成本，拓寬了裝置的應用范圍。本實用 新型的技術方案是通過以下方式實現的:一種陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置，是實施陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置主要由原水罐、清洗水罐、堿液罐、酸液罐、陶瓷膜組件、流量計、循環泵、排污泵、攪拌機、電動閥門和撬塊組成，其特征在于撬塊的后頂面上設有含油污水罐和設有并聯串聯流程的陶瓷膜組件過濾器，在撬塊的前頂面上設有一字排列的清洗水罐、堿液罐和酸液罐；含油污水罐進口與含油污水水管線相連，出口通過循環泵和流量計分別與陶瓷膜組件過濾器的帶壓力傳感器的進口相連，陶瓷膜組件過濾器的濾后凈化水出口通過壓力傳感器和電動閥門并聯后與污水回注系統相連，陶瓷膜組件過濾器濾下得污水出口并聯后與含油污水罐回流進口相連，含油污水罐排污口與排污泵相連，排污泵出口與撬塊以外污油池相連；清洗水罐、堿液罐和酸液罐出口并聯后與循環泵進口相連,上述三罐回流進口通過電動閥門和流量計與陶瓷膜組件過濾器濾下的污水出口并聯后的出水管相連；循環泵和排污泵的控制線路、陶瓷膜組件過濾器的含油污水進口的壓力傳感器和濾凈化水出口的壓力傳感器信號線路及所有的電動閥門控制線路與PLC控制柜相連。陶瓷膜組件過濾器殼體設為圓筒形，含油污水進口設在頂中部，濾后水出口設在圓筒體的中下部，污水出口設在底中部；含油污水罐的含油污水進口設在罐頂部，含油污水出口和排污出口設在下部，回流口設在te頂部；清洗水te、喊液te和Ife洗te的出口設在te下部，回流進口設在罐頂部。工作原理:將薄互層低滲透油田采出含油污水送入含油污水罐中，再通過循環泵將含油污水提升進入陶瓷膜組件過濾器中，根據進水水質和出水要求并聯使用或串聯使用陶瓷膜組件過濾器處理薄互層低滲透油田采出含油污水；陶瓷膜組件過濾器采用錯流過濾的方式，在壓力驅動下含油污水在膜管內側膜層表面高速流動，含油污水沿與陶瓷膜層的垂直方向透過陶瓷膜層生成凈化，將凈化水輸入污水回注系統，大分子物質或固體顆粒被膜截留，在高速流動的含油污水沖刷下重新回到含油污水罐中，與新加入的含油污水混合后重新進入陶瓷膜組件過濾器開始下一次過濾過程，進一步增加凈化水產率，給污水回注系統連續輸送符合含Al級水質的回注水。陶瓷膜組件是經三次涂膜、三次燒結改性而制成圓柱形，從上至下均勻設有豎孔，每個豎孔外周設有納米級微孔，強化陶瓷膜的“親水憎油”性能，提高水通量；陶瓷膜采用高速多流道過濾體系，減少油珠和懸浮固體集中固著在膜表面的機率，加快油、水、固體顆粒的分離，增加凈化水產率。采用串并聯陶瓷膜組件過濾器凈化水單元，增加凈化水的產率，減少污水的排放量；當陶瓷膜通量下降到一定程度時，需排空含油水罐的污水，加入新的含油污水進行處理，以提高膜通量；而當膜通量減小到不能處理含油污水時，即使排污也不能使通量恢復時，通過對陶瓷膜組件過濾器進行循環化學清洗劑使之恢復。本實用新型不受來水水質的影響，可應用于污水站的任一工藝段，也可應用于邊遠、小斷塊低滲油田的采出水就地處理，且均可確保處理后出水水質達到Al級指標要求。本實用新型可使油田回注水處理工藝流程大大縮短，設備占地面積減小，經測算，IOOOmVd的污水處理規模可節省一次性投資300 400萬元；此外，本實用新型屬純物理過濾，在過濾過程當中不需添加任何化學藥劑，不產生含油污泥，且與傳統方法將油和懸浮物分開處理不同，該技術可將懸浮物和污油一次性去除，經測算，IOOOmVd的污水處理規模可節省運行費用約80萬/年。該技術實施后，可確保含油污水處理后的出水穩定達到Al級注水指標，滿足薄互層低滲透油田的開發需求，提高薄互層低滲透油田的采收率，促進薄互層低滲透油田的長期穩產增產。
圖1 一陶瓷膜過濾流程示意圖；圖中1-含油污水罐，2、3_陶瓷膜組件過濾器，4、5_流量計，6-循環泵7、8、9、10、11-壓力傳感器，12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22-電動閥門，23-排污泵；圖2 —陶瓷膜清洗流程示意圖；圖中2，3-陶瓷膜組件過濾器，4、5-流量計，6-循環泵，7、8、9、10、11_壓力傳感器，13、14、15、16、18、19、20、21、22、27、28、29、30、31、32、33-電動閥門，24-清洗水罐，25-堿液
罐，26-酸液罐。圖3 —裝置平面布置圖；圖中1-含油污水罐，2、3_陶瓷膜組件過濾器，4、5_流量計，6-循環泵，7、8、9、10、11-壓力傳感器，12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、27、28、29、30、31、32、33、34_ 電動
閥門，24-清洗水罐，25-堿液罐，26-酸液罐。
具體實施方式
為進一步公開本實用新型的技術方案，下面結合說明書附圖通過實施例做詳細說明:如圖3所示一種陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的方法，其特征在于將薄互層低滲透油田采出含油污水送入含油污水罐中，再通過循環泵將含油污水提升進入陶瓷膜組件過濾器中，根據進水水質和出水水質要求并聯使用或串聯使用陶瓷膜組件過濾器處理薄互層低滲透油田采出含油污水；陶瓷膜組件過濾器采用錯流過濾的方式，在壓力驅動下含油污水在膜管內側膜層表面高速流動，含油污水沿與陶瓷膜層的垂直方向透過陶瓷膜層生成凈化水進入污水回注系統，大分子物質或固體顆粒被膜截留，在高速流動的含油污水沖刷下重新回到含油污水罐中，與新加入的含油污水混合后再進入陶瓷膜組件過濾器開始下一次過濾過程，進一步增加凈化水產率，給污水回注系統連續輸送符合含Al級水質的回注水。參看圖1，在含油污水處理前，關閉原水罐I的放空電動閥12和陶瓷膜組件過濾器放空電動閥22，檢測含油污水罐I內含油污水水質，以確定陶瓷膜組件過濾器2、3的膜孔徑及運行方式。若進水水質好，為提高裝置的處理量，陶瓷膜組件過濾器2、3可采用并聯運行的方式，此時開啟電動閥門13、14、15、16、18、19、20、21、34，關閉電動閥門17，含油污水在循環泵的作用下高速通過陶瓷膜組件過濾器2、3，小分子物質的液體透過陶瓷膜層過濾成為凈化水通過電動閥門16、19、21進入與本裝置相連的污水回注系統，大分子物質或固體顆粒被膜截留，在高速流動的含油污水沖刷下通過陶瓷膜組件過濾器底部出口電動閥門18和電動閥門20重新回到含油污水罐中，使流體達到分離濃縮和純化的目的；若進水水質較差，為確保裝置的出水水質，陶瓷膜組件過濾器2、3可采用串聯運行的方式，同時陶瓷膜組件過濾器2可采用孔徑較大的膜，而陶瓷膜組件過濾器3可采用孔徑相對較小的膜，此時開啟電動閥門13、14、16、17、19、20、21、34，關閉電動閥門15、18，含油污水在循環泵的作用下依次高速通過陶瓷膜組件過濾器2和陶瓷膜組件過濾器3，小分子物質的液體透過陶瓷膜層過濾成為凈化水通過電動閥門16、19、21進入與本裝置相連的污水回注流程，大分子物質或固體顆粒被膜截留，在高速流動的含油污水沖刷下通過電動閥門18和電動閥門20重新回到含油污水罐中。流量計4和流量計5分別計量陶瓷膜組件過濾器的進水量和濾下的污水回流量，以通過PLC控制柜計算裝置的產水率。當陶瓷膜通量下降到一定程度時，為重新提高膜通量需排空含油污水罐I的污水，此時應關閉電動閥門13，開啟電動閥門12，含油污水罐的污水在排污泵23的作用下排放置與本裝置相連的污水接收污油池中；含油污水罐I排空后，關閉電動閥門12，然后含油污水罐I中再加入新的含油污水進行處理以進行下一階段的處理。參見圖2，當膜通量減小到一定程度，即使排污也不能使膜通量恢復時，必須進行化學清洗使之恢復，化學清洗一般分為漂洗、堿洗和酸洗三部分。在化學清洗前，需開啟電動閥門18、22以排空陶瓷膜組件過濾器2和陶瓷膜組件過濾器3中殘留的含油污水，之后關閉陶瓷膜組件過濾器2和陶瓷膜組件過濾器3電動閥門16、19、21，開始陶瓷膜組件過濾器清洗流程。陶瓷膜組件過濾器化學清洗步驟如下:①水洗:關閉放空電動閥門33，在清洗水罐24中加入清水，關閉電動閥門22、28、29、30、31，開啟電動閥門13、14、18、20、27、32，清水在循環泵6的作用下在陶瓷膜組件過濾器內進行循環清洗，進一步清除陶瓷膜組件過濾器中的含油污水殘液；②堿洗:在堿液罐25中加入NaOH溶液，關閉電動閥門22、27、29、30、32，開啟電動閥門13、14、18、20、28、31，堿溶液在循環泵6的作用下在陶瓷膜組件過濾器內進行循環堿液清洗；③水洗:堿洗后放空陶瓷膜組件過濾器2和陶瓷膜組件過濾器3內的殘留的堿液，然后重復步驟①，沖洗至清洗水為中性，排空；④酸洗:在酸液罐26中加入HNO3溶液，關閉電動閥門22、27、28、31、32，開啟電動閥門13、14、18、20、29、30，酸溶液在循環泵6的作用下在陶瓷膜組件過濾器內進行循環酸
液清洗；⑤水洗:酸洗后放空陶瓷膜組件過濾器2和陶瓷膜組件過濾器3內的殘留的酸液，然后重復步驟①，沖洗至清洗水為中性，排空；⑥排空:開啟電動閥門33、27、28、29，依次排空清洗水罐24、堿液罐25、酸液罐26
中的廢液至與本裝置相連的廢液收集罐中。在進行步驟⑤時，測試記錄清水膜通量，若達到原始膜通量，則停止清洗；若未達到原始膜通量，則重復以上操作，直到通量恢復為止。
實施例本實用新型在勝利油田辛一污水站和樊家沉降站進行了現場應用，裝置處理量為200m3/d，采用孔徑為50nm的陶瓷膜膜組件過濾器，以兩級串聯運行方式，進含油污水含油量200mg/L 300mg/L，懸浮物濃度30 mg/L 50mg/L，經裝置處理后出水穩定達到了Al級水質(平均含油量=0.3mg/L、平均懸浮固體含量=0.58mg/L、平均懸浮固體粒徑中值=0.928 μ m、平均腐蝕速率< 0.076mm/a)。該裝置在運行過程中，平均每運行20h需排濾下污水一次，濾下污水排放量約為含油污水處理總量的2%。；每運行28天 30天需化學清洗一次，化學清洗后,膜通量可100%恢復，總耗水量不足含油污水處理總量的3%。，產生的酸、堿廢液約為含油污水處理總量的I %。，可經中和后進入本裝置重新處理。
權利要求1.一種陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置，主要由撬塊、原水罐、清洗水罐、堿液罐、酸液罐、陶瓷膜組件、流量計、循環泵、排污泵、攪拌機、電動閥門和撬塊組成，其特征在于撬塊的后頂面上設有含油污水罐和設有并聯串聯流程的陶瓷膜組件過濾器，在撬塊的前頂面上設有一字排列的清洗水罐、堿液罐和酸液罐；含油污水罐進口與含油污水水管線相連，出口通過循環泵和流量計分別與陶瓷膜組件過濾器的帶壓力傳感器的進口相連，陶瓷膜組件過濾器的濾后凈化水出口通過壓力傳感器和電動閥門并聯后與污水回注系統相連，陶瓷膜組件過濾器濾下得污水出口并聯后與含油污水罐回流進口相連，含油污水罐排污口與排污泵相連，排污泵出口與撬塊以外污油池相連；清洗水罐、堿液罐和酸液罐出口并聯后與循環泵進口相連，上述三罐回流進口通過電動閥門和流量計與陶瓷膜組件過濾器濾下的污水出口并聯后的出水管相連；循環泵和排污泵的控制線路、陶瓷膜組件過濾器的含油污水進口的壓力傳感器和濾凈化水出口的壓力傳感器信號線路及所有的電動閥門控制線路與PLC控制柜相連。
2.根據權利要求1所述陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置，其特征在于:陶瓷膜組件過濾器殼體設為圓筒形，含油污水進口設在頂中部，濾后水出口設在圓筒體的中下部，污水出口設在底中部；含油污水罐的含油污水進口設在罐頂部，含油污水出口和排污出口設在te下部，回流口設在te頂部；清洗水te、喊液te和Ife洗te的出口設在te下部，回流進口設在罐頂部。
專利摘要一種陶瓷膜精細處理薄互層低滲透油田采出水的裝置，將薄互層低滲透油田采出含油污水送入含油污水罐中，再通過循環泵將含油污水提升進入陶瓷膜組件過濾器中，進行并聯使用或串聯使用陶瓷膜組件過濾器處理薄互層低滲透油田采出含油污水；陶瓷膜組件過濾器采用錯流過濾的方式，在壓力驅動下含油污水在膜管內側膜層表面高速流動，含油污水沿與陶瓷膜層的垂直方向透過陶瓷膜層生成凈化，將凈化水輸入污水回注系統，大分子物質或固體顆粒被膜截留，在高速流動的含油污水沖刷下重新回到含油污水罐中，與新加入的含油污水混合后重新進入陶瓷膜組件過濾器開始下一次過濾過程，進一步增加凈化水產率，給污水回注系統連續輸送符合含A1級水質的回注水。
文檔編號C02F103/10GK203021345SQ201220528478
公開日2013年6月26日 申請日期2012年10月16日 優先權日2012年10月16日
發明者張建, 丁慧, 李毅, 孫廣領, 黃文升 申請人:中國石油化工股份有限公司, 勝利油田勝利勘察設計研究院有限公司, 山東賽瑞石油科技發展有限公司