一種旋流過濾處理含油污水裝置及其方法
【專利摘要】本發明屬于油井油水分離【技術領域】，涉及一種旋流過濾處理含油污水裝置及其方法。本發明將水力旋流器與微孔鈦棒的優點集成起來，能高效處理油田含油污水；通過超聲波換能器和反沖洗機構，使裝置在運行期間，具有自潔功能，可以延長整個裝置的運行時間，提高效率；雙進液口的水力旋流器內部流場更穩定，過濾處理效果會更好；本發明具有結構設計合理，操作方便，工作效率高的優點。
【專利說明】一種旋流過濾處理含油污水裝置及其方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于油井油水分離【技術領域】，涉及一種旋流過濾處理含油污水裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]隨著采油技術的發展，油井產出液中的油水分離已日益成為降低原油開采成本、節能降耗、減少地面工程建設投資、提高油田經濟效益的重要途徑。水力旋流器因其設備具有投資少、能耗小、分離效率高、占地面積小、安裝維修及運行費用低等特點，目前已在國內外許多油田得到應用，且獲得很好的經濟效益。但水力旋流器的應用有一定局限，對乳化液及小于15 μ m的油滴很難分離，若要求達到深度水處理指標，則需與其它工藝配套使用。
[0003]微孔鈦棒是一中間空的管道，管道壁為鈦粉燒結，管道壁具有微米級(通常是I微米左右)的孔道，可以阻擋水中的微小顆粒進入到鈦棒里，可以用于凈化水質。鈦棒過濾器使用的是鈦粉末燒結濾芯，一般用于粗濾或中間過濾，具有質地輕、耐高溫、高壓、強酸、強堿、耐腐蝕，濾芯可反復再生使用等特點，但是鈦棒濾芯在使用一段時間以后，將產生一定程度的堵塞，表現為流量減少，過濾前端壓力增高等。對于新使用的濾芯，一般采用清水反沖，氣體反吹的方法來進行清洗；對于多次反沖洗后，過濾效果不明顯回升的時候，可用5%以下的鹽酸溶液，或8%以下的硫酸溶液，或10%以下的NaoH溶液在常溫下浸泡，再用清水洗凈，而把鈦棒拆卸下來清洗操作復雜，費時較長。
【發明內容】
[0004]為了解決上述技術問題，本發明提供一種將水力旋流器與鈦棒過濾器優點集成起來，能夠高效處理油田含油污水，且具有自動清潔功能的一種旋流過濾處理含油污水裝置。一種旋流過濾處理含油污水裝置，包括:水力旋流器和微孔鈦棒；所述水力旋流器包括工作筒體和出液口管，所述出液口管設置在工作筒體最下端；所述微孔鈦棒安裝在工作筒體內腔；所述微孔鈦棒還包括凈水出口管，所述凈水出口管從所述出液口管橫向穿出。
[0005]上述方案中，所述工作筒體包括圓柱殼體部分、圓錐殼體部分、溢流管和第一進液口管；所述溢流管設置在圓柱殼體部分的頂部，所述溢流管上設置有溢流管閥門；所述第一進液口管設置在圓柱殼體部分沿圓柱殼面的切線方向，所述第一進液口管上設置有第一進液口閥門。
[0006]上述方案中，所述工作筒體還包括第二進液口管；所述第二進液口管設置在圓柱殼體部分沿圓柱殼面的切線方向，所述第二進液口管與所述第一進液口管中心對稱分布；所述第二進液口管上設置有第二進液口閥門。
[0007]上述方案中，所述出液口管上設置有出液口閥門；所述溢流管與所述出液口管設置在同一軸線上。
[0008]上述方案中，所述微孔鈦棒包括多個環狀結構，所述環狀結構的下部匯成U型結構，所述環狀結構相對工作筒體的中心軸對稱豎直分布。
[0009]上述方案中，還包括自動清潔系統；所述自動清潔系統包括工作筒體外壁上布置的若干超聲波換能器。
[0010]進一步的，所述超聲波換能器與工作筒體外壁連接的表面呈圓弧曲面。
[0011]進一步的,所述自動清潔系統還包括反沖洗機構；所述自動反沖洗機構包括第一壓差變送器、第二壓差變送器、第三壓差變送器和凈水出口閥門；所述第一壓差變送器設置在所述第一進液口管上；所述第二壓差變送器設置在所述第二進液口管上；所述第三壓差變送器和凈水出口閥門分別設置在所述凈水出口管的不同位置上。
[0012]本發明還提供一種旋流過濾處理含油污水裝置的過濾方法，具體步驟包括:
步驟A:自動或手動打開所述第一進液口閥門、第二進液口閥門、溢流管閥門、出液口閥門和凈水出口閥門，待過濾液體從所述第一進液口管和所述第二進液口管沿所述圓柱殼體部分殼面的切線方向進入工作筒體內腔；
步驟B:待過濾液體進入工作筒體內腔后，受到殼體的限制，迫使液體做自上而下的雙旋轉運動；
步驟C:待過濾液體的輕相介質向軸心聚集并由所述溢流管排出；
步驟D:待過濾液體的重相介質在做旋轉運動的同時，經過所述微孔鈦棒進行深層過濾；
步驟E:過濾后的凈水由所述凈水出口管排出；含固體顆粒污水受離心作用移向邊壁并由底部出液口管排出，完成過濾過程。
[0013]上述方案中，還包括自動清潔系統的自潔方法，具體步驟包括:
步驟A:過濾器被堵塞時，所述第一壓差變送器和第二壓差變送器與所述第三壓差變送器之間的壓差變大，需要對過濾系統進行清潔，關閉所述第一進液口閥門、第二進液口閥門和溢流管閥門；
步驟B:啟動所述超聲波換能器的電源，所述超聲波換能器對所述微孔鈦棒表面進行清洗后；
步驟C:啟動反沖洗程序，潔凈水通過所述凈水出口管反沖進入所述微孔鈦棒內進行反沖洗；
步驟D:沖洗液從所述出液口管排出，完成反沖洗過程。
[0014]有益效果:本發明技術方案與現有技術方案相比，將水力旋流器與微孔鈦棒的優點集成起來，能高效處理油田含油污水；通過超聲波換能器和反沖洗機構，使裝置在運行期間，具有自潔功能，可以延長整個裝置的運行時間，提高效率；雙進液口的水力旋流器內部流場更穩定，過濾處理效果會更好；本發明具有結構設計合理，操作方便，工作效率高的優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明的結構示意圖。
[0016]圖2為本發明的立體示意圖。
[0017]圖中，1、圓柱殼體部分 2、圓錐殼體部分 3、微孔鈦棒 4、第一進液口管 5、第二進液口管 6、溢流管 7、出液口管 8、凈水出口管 9、第一進液口閥門10、第二進液口閥門 11、溢流管閥門 12、出液口閥門 13、凈水出口閥門 14、第一壓差變送器 15、第二壓差變送器 16、第三壓差變送器 17、超聲波換能器 18、導線。
【具體實施方式】
[0018]下面結合附圖對本發明做進一步的說明:
如圖1所示，一種旋流過濾處理含油污水裝置，包括:水力旋流器和微孔鈦棒3 ;所述水力旋流器包括工作筒體，所述工作筒體包括圓柱殼體部分I和圓錐殼體部分2 ;所述圓柱殼體部分I頂部設置有溢流管6，所述溢流管6設置有溢流管閥門11 ;所述圓柱殼體部分I還包括第一進液口管4和第二進液口管5,所述第一進液口管4和第二進液口管5分別設置在圓柱殼體部分I沿圓柱殼面切線方向的不同位置上，所述第一進液口管4與所述第二進液口管5中心對稱分布；所述第一進液口管4上分別設置有第一進液口閥門9和第一壓差變送器14，所述第二進液口管5上設置有第二進液口閥門10和第二壓差變送器15 ;所述圓錐殼體部分2最下端設置有出液口管7，所述出液口管7上設置有出液口閥門12;所述溢流管6與所述出液口管7設置在同一軸線上；所述微孔鈦棒3安裝在工作筒體內腔；所述微孔鈦棒3包括多個環狀結構，所述環狀結構的下部匯成U型結構，所述環狀結構相對工作筒體的中心軸對稱豎直分布；所述微孔鈦棒3還包括凈水出口管8，所述凈水出口管8從所述出液口管7橫向穿出，所述凈水出口管8上分別設置有第三壓差變送器16和凈水出口閥門13。
[0019]本發明還包括自動清潔系統，所述自動清潔系統包括超聲波換能器17和自動反沖洗機構；所述工作筒體外壁上布置若干超聲波換能器17，所述超聲波換能器17包括導線18 ;所述超聲波換能器17與所述工作筒體外壁連接的表面呈圓弧曲面；所述自動清潔系統由計算機自動控制系統控制。
[0020]用本發明裝置進行過濾的方法，具體步驟包括:
步驟A:自動或手動打開所述第一進液口閥門9、第二進液口閥門10、溢流管閥門11、出液口閥門12和凈水出口閥門13，待過濾液體從所述第一進液口管4和所述第二進液口管5沿所述圓柱殼體部分I殼面的切線方向進入工作筒體內腔；
步驟B:待過濾液體進入工作筒體內腔后，受到殼體的限制，迫使液體做自上而下的雙旋轉運動；
步驟C:待過濾液體的輕相介質向軸心聚集并由所述溢流管6排出；
步驟D:待過濾液體的重相介質在做旋轉運動的同時，經過所述微孔鈦棒3進行深層過濾；
步驟E:過濾后的凈水由所述凈水出口管8排出；含固體顆粒污水受離心作用移向邊壁并由底部出液口管7排出，完成過濾過程。
[0021]本發明裝置自動清潔系統的自潔方法，具體步驟包括:
步驟A:過濾器被堵塞時，所述第一壓差變送器14和第二壓差變送器15與所述第三壓差變送器16之間的壓差變大，需要對過濾系統進行清潔，關閉所述第一進液口閥門9、第二進液口閥門10和溢流管閥門11 ；
步驟B:啟動所述超聲波換能器17的電源，所述超聲波換能器17對所述微孔鈦棒3表面進行清洗后；
步驟C:啟動反沖洗程序，潔凈水通過所述凈水出口管8反沖進入所述微孔鈦棒3內進行反沖洗；
步驟D:沖洗液從所述出液口管7排出，完成反沖洗過程。
[0022]本發明雖然已經在此處描述了【具體實施方式】，但是本發明的覆蓋范圍不限于此，在相反，本發明涵蓋所有在字面上或在等效形式的教導下實質上落在權利要求的范圍內的所有技術方案，本發明的保護范圍以權利要求書為準。
【權利要求】
1.一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，包括水力旋流器和微孔鈦棒(3)； 所述水力旋流器包括工作筒體和出液口管(7)，所述出液口管(7)設置在工作筒體最下端； 所述微孔鈦棒(3)安裝在工作筒體內腔； 所述微孔鈦棒(3 )還包括凈水出口管(8 )，所述凈水出口管(8 )從所述出液口管 (7)橫向穿出。
2.根據權利要求1所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，所述工作筒體包括圓柱殼體部分(I)、圓錐殼體部分(2 )、溢流管(6 )和第一進液口管(4 ); 所述溢流管(6)設置在圓柱殼體部分(I)的頂部，所述溢流管(6)上設置有溢流管閥門(11)； 所述第一進液口管(4)設置在圓柱殼體部分(I)沿圓柱殼面的切線方向，所述第一進液口管(4 )上設置有第一進液口閥門(9 )。
3.根據權利要求1所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，所述工作筒體還包括第二進液口管(5)； 所述第二進液口管(5)設置在圓柱殼體部分(I)沿圓柱殼面的切線方向，所述第二進液口管(5)與所述第一進液口管(4)中心對稱分布； 所述第二進液口管(5 )上設置有第二進液口閥門(10 )。
4.根據權利要求1所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，所述出液口管(7)上設置有出液口閥門(12)； 所述溢流管(6 )與所述出液口管(7 )設置在同一軸線上。
5.根據權利要求1所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，所述微孔鈦棒(3)包括多個環狀結構，所述環狀結構的下部匯成U型結構，所述環狀結構相對工作筒體的中心軸對稱豎直分布。
6.根據權利要求1所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，還包括自動清潔系統； 所述自動清潔系統包括工作筒體外壁上布置的若干超聲波換能器(17)。
7.根據權利要求6所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，所述超聲波換能器(17)與工作筒體外壁連接的表面呈圓弧曲面。
8.根據權利要求6所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置，其特征在于，所述自動清潔系統還包括反沖洗機構； 所述自動反沖洗機構包括第一壓差變送器(14)、第二壓差變送器(15)、第三壓差變送器(16)和凈水出口閥門(13)； 所述第一壓差變送器(14)設置在所述第一進液口管(4)上； 所述第二壓差變送器(15)設置在所述第二進液口管(5)上； 所述第三壓差變送器(16)和凈水出口閥門(13)分別設置在所述凈水出口管(8)的不同位置上。
9.根據權利要求1所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置的過濾方法，其特征在于，包括: 步驟A:自動或手動打開所述第一進液口閥門(9)、第二進液口閥門(10)、溢流管閥門(11)、出液口閥門(12)和凈水出口閥門(13)，待過濾液體從所述第一進液口管(4)和所述第二進液口管(5)沿所述圓柱殼體部分(I)殼面的切線方向進入工作筒體內腔； 步驟B:待過濾液體進入工作筒體內腔后，受到殼體的限制，迫使液體做自上而下的雙旋轉運動； 步驟C:待過濾液體的輕相介質向軸心聚集并由所述溢流管(6)排出； 步驟D:待過濾液體的重相介質在做旋轉運動的同時，經過所述微孔鈦棒(3)進行深層過濾； 步驟E:過濾后的凈水由所述凈水出口管(8)排出；含固體顆粒污水受離心作用移向邊壁并由底部出液口管(7)排出，完成過濾過程。
10.根據權利要求9所述的一種旋流過濾處理含油污水裝置的過濾方法，其特征在于，還包括自動清潔系統的自潔方法，具體步驟包括: 步驟A:過濾器被堵塞時，所述第一壓差變送器(14)和第二壓差變送器(15)與所述第三壓差變送器(16)之間的壓差變大，需要對過濾系統進行清潔，關閉所述第一進液口閥門(9 )、第二進液口閥門(10 )和溢流管閥門(11); 步驟B:啟動所述超聲波換能器(17)的電源，所述超聲波換能器(17)對所述微孔鈦棒(3)表面進行清洗后； 步驟C:啟動反沖洗程序，潔凈水通過所述凈水出口管(8)反沖進入所述微孔鈦棒(3)內進行反沖洗； 步驟D:沖洗液從所述出液口管(7)排出，完成反沖洗過程。
【文檔編號】C02F103/10GK104310527SQ201410547031
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】王小兵, 孫然, 趙慶梅 申請人:常州大學