車載式超導磁分離油田采出水處理系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種車載式超導磁分離油田采出水處理系統，該系統包括預混部件，初步分離部件和超導磁體分離部件；所述預混部件包括預混腔，固體物料槽，液體物料槽，導流槽，不規則擋板；所述初步分離部件包括緩沖隔板，吸水管，浮球，泥板，刮板，污泥泵；所述超導磁體分離部件包括超導磁體，制冷機，室溫孔。本發明車載式超導磁分離油田采出水處理系統每個部件自成一體，各部件占地面積僅1m2左右，整個系統占地面積僅4-6m2，并可靈活拆卸，整個系統可車載式移動，方便快捷。
【專利說明】車載式超導磁分離油田采出水處理系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及油田采出油水分離【技術領域】，更具體涉及一種利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統。
【背景技術】
[0002]我國目前有油井20多萬口，大部分已進入石油開發的中期和后期，采出油中的含水量為70% — 80%，有的油田甚至已高達90%，每天每口井按10噸出油計數，油田每天采出水共達2000萬噸。將其直接用于回注容易造成地層堵塞，加速管線腐蝕，外排造成污染，因此必須經過嚴格處理才能回注或排放。采出水呈現出含油量高、成分復雜、礦化度高、水溫較高、具有放射性、乳化程度高及油、泥、水不易分離等缺陷。除此之外，最為棘手的是油田油井位置分散、路途遙遠、自然環境惡劣，難以建立如此多的處理廠實現采出水的處理，導致油田采出水處理不及時、不達標，造成巨大傷害。從經濟、能源、環保角度出發，應該發展特別適于油田油井采出水的處理技術。
[0003]常規的超導磁分離技術能夠解決一般性造紙廢水、染印廢水等的處理，但是體積過大，不適用于車載式，且其為固定式結構，移動困難，不能夠滿足過于分散的油井采出水處理。
【發明內容】
[0004](一 )要解決的技術問題
[0005]本發明要解決的技術問題就是提供一種處理工藝便捷，可車載移動的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統。
[0006]( 二 )技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種車載式超導磁分離油田采出水處理系統，該系統包括預混部件，初步分離部件和超導磁體分離部件；預混部件經管道與初步分離部件相連，初步分離部件經管道與超導磁體分離部件相連；所述預混部件包括預混腔，固體物料槽，液體物料槽，導流槽，不規則擋板；固體物料槽和液體物料槽安裝在預混腔的上部，物料通過導流槽，不規則擋板進入預混腔；所述初步分離部件包括初步分離腔，緩沖隔板，吸水管，浮球，泥板，刮板，污泥泵；緩沖隔板安裝在初步分離腔的上部，吸水管由浮球固定，泥板安裝在分離腔的下部；所述超導磁體分離部件包括超導磁體，制冷機，室溫孔；制冷機在超導磁體上方，室溫孔安裝在水平方向。
[0008]優選地，所述預混部件還包括觀察孔，液位計，溫度計，PH計，流量計。
[0009]優選地，所述初步分離部件的所述吸水管由所述浮球固定在液位下。
[0010]優選地，所述超導磁體分離部件還包括進水口，吸水管，出水口，排水管。
[0011 ] 優選地，所述進水口與所述吸水管相連接，所述出水口與所述排水管相連接。
[0012]優選地，所述超導磁體分離部件的磁場強度為2-6特斯拉。
[0013]優選地，所述室溫孔孔徑為200-500mm。
[0014]優選地，所述制冷機為1-8臺。
[0015]優選地，所述制冷機為G-M制冷機，脈沖管制冷機或斯特林制冷機。
[0016]優選地，所述系統整體占地為4-6m2，油田采出水日處理量為500-2000噸。
[0017](三)有益效果
[0018]本發明的車載式超導磁分離油田采出水處理系統每個部件自成一體，各部件占地面積僅Im2左右，整個系統占地面積僅4-6m2，并可靈活拆卸，整個系統可車載式超導磁分離移動，方便快捷。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本發明利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的示意圖；
[0021]圖2是本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的預混部件外部結構示意圖；
[0022]圖3是本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的預混部件內部結構示意圖；
[0023]圖4是本發明的處理系統的預混部件中的導流槽示意圖；
[0024]圖5是本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的初步分離部件外部結構示意圖；
[0025]圖6是本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的初步分離部件內部結構示意圖；
[0026]圖7是本發明的處理系統的初步分離部件中的緩沖隔板示意圖；
[0027]圖8是本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的超導磁體分離部件示意圖；
[0028]圖9是本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的超導磁體分離部件的篩板示意圖；
[0029]附圖標記:1、預混部件，2、初步分離部件，3、超導磁體分離部件，4、預混腔，5、固體物料槽，6、液體物料槽，7、觀察孔，8、不規則擋板，9、導流槽，10、液位計，11、溫度計，12、PH計，13、流量計，14、初步分離腔，15、緩沖隔板，16、吸水管，17、浮球，18、泥板，19、超導磁體，20、制冷機，21、室溫孔，22、篩板，23、管道，24、管道，25、管道，26、管道，27、管道，28、管道；29、管道。
【具體實施方式】
[0030]下面結合附圖和實施例對本發明的實施方式作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不能用來限制本發明的范圍。
[0031]本申請要達到車載可移動式結構，系統結構的整體設計相比于常規非車載式就要達到更高效率和高優化結構。
[0032]所述預混部分，此部分難題既是如何控制磁種加料的種類和效率。為了解決滿足不同種類的磁種進行加料，我們在其頂部設計特殊結構的兩個添加機構，分別為固體物料槽和液體物料槽，體積分別達到40L，這一容積設計是針對于每口油田油井的采出水量進行設計，確保物料滿足每口井采出水的處理需求。固體物料自動化采用螺桿進料方式，設計特定螺桿，既能保證固體物料均勻分散，又能夠精確控制物料加入的速度和散度，此外還能有效保證物料自身的干燥性。液體物料采用特定流速控制，能夠確保濃度不同液體物料的自動化順利加入。而后，為了保證物料與采出水的均勻混合，設計有導流槽結構。物料從加料槽流出后，在投入槽中的導流槽中與采出水第一次混合，再經過攪拌進行充分混合，在攪拌過程中為保證混合更加均勻。由于車載式結構必須完全控制結構的整體大小，物料與采出水的混合就一定要高效，我們又在箱壁上設計不規則加擋板，此部件能夠保證流動狀態為紊流，使達到采出水與物料良好的深度混合效果。觀察孔的加入既方便進行觀察，又能進行罐體的清理。同時，液位計、溫度計、PH計、流量計的設計能夠實現實時監測。該部件占約地 Im20
[0033]所述初步分離部件，此部分難題是使經過反應后的物料與采出水快速高效的進行初步分離，保證較大體積絮團的快速沉降和分離，為此我們設計幾個特殊結構。水流進入罐體后先利用緩沖隔板將水流分散，減緩水流沖擊力，并將水流分割出一個靜態水域，在此水域設計蓄水罐吸水，盡可能使污染物留在底部。吸水管采用浮球固定在液位下的固定位置，保證吸入的污水較為潔凈，又不吸入未反應漂浮油污。自動化泥刮板的底部為齒狀結構，定刮板的運動周期和運動速度可控，一方面刮板使底部污泥松動，又能使污泥沿底部斜坡經刮板流入下方的污泥泵中并排到外部。初步分離部件系統底部另加設污泥外排泵，與污泥刮板配合使用，檢測和及時處理初步分離部件內部存積污泥，提高系統分離效果。同時，此部分也有液位計、流量計、觀察孔等設計能夠實現實時監測。該部件占約地lm2。
[0034]所述超導磁體分離部件，是系統連續化運行過程中的關鍵部件，超導磁體的磁場強度直接影響處理效果，超導磁體的室溫孔徑影響采出水的處理量，超導磁分離系統的結構大小直接影響占地面積，因該設計的目的為車載可移動式，故此要在達到磁場要求，滿足處理量需求的基礎上，嚴格控制超導磁體部件的體積。此外，可移動車載式的超導磁體必須滿足操作上的方便可行性，保證磁體運行過程中系統的穩定性。為此，我們獨家將這種制冷機直接冷卻的NbTi超導線材繞制磁體應用于車載式超導磁分離油田采出水處理中。在應用超導技術中，我們設計磁場強度在2-6T，可調，能夠滿足處理效果要求；超導磁體的室溫孔徑在200-500mm，能夠滿足日處理量在500-2000噸的處理量要求；超導磁體采用制冷機直接冷卻，滿足操作過程中的方便可行性；超導磁體總占地面積在0.5-lm2，滿足車載式要求。處理過程中，設計聯動化裝置，利用捕獲器的連續化運行依靠室溫孔兩邊的電磁捕獲和空氣驅動來實現，此連續化運行帶動處理過程的連續化。較低進水口和較高出水口設計能夠確保采出水的深度凈化。進水口出水口液位計、流量計確保水樣的順利運行。
[0035]磁性物料回收是一項能夠循環利用和產生經濟效益的部分。所加入磁性固體物料或者磁性液體物料經過反應后將采出水中污染物吸附，經過初步分離的成為污泥和經過超導磁分離部件深度分離后的污泥，進行后續處理，設計有磁鼓式分離機，將污泥中的磁性材料部分分離收集，以供再次使用。
[0036]圖1是本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統示意圖。如圖1所示，本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統主要包括預混部件1，初步分離部件2，超導磁體分離部件3。預混部件I完成油田采出水與絮凝劑的混合，油與泥沙等懸浮物經過初步分離部件2的初步分離，最后經過超導磁體分離部件完成深度分離，加上電控部件，系統裝置整體占地6m2，各部件可自成一體，實現快捷拆卸和車載式靈活移動。
[0037]圖2，圖3分別是本發明利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的預混部件外部和內部結構示意圖。如圖2，圖3所示，本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的預混部件結構主要包括頂部添加機構的固體物料槽5和液體物料槽6，油田采出水流入腔體時在導流槽9和不規則擋板8等共同作用下混合充分，觀察孔7、液位計10、溫度計11、PH計12、流量計13等實現實時監測。預混部件占地面積Im2左右，自成一體，方便整體拆卸。
[0038]圖5，圖6分別是本發明利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的初步分離部件外部和內部結構示意圖。如圖5，圖6所示，本發明的利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的初步分離部件結構主要包括緩沖隔板15，將采出水分散，分割出一個靜態水域；吸水管16用浮球17固定在液位下的固定位置，保證吸入的污水較為潔凈，又能不吸入油污；泥板18使底部污泥松動，污泥沿底部斜坡經刮板流入下方的污泥泵中并排到外部。腔體占地面積Im2左右，可自成一體，方便整體拆卸。
[0039]圖8是本發明利用超導技術的車載式超導磁分離油田采出水處理系統的超導磁體分離部件示意圖。如圖8所示，所述超導磁體19采用NbTi超導線材繞制而成，NbTi超導磁體特征是更加穩定，比較適用于工業應用，另一方面NbTi超導磁體比一般永磁體和電磁體產生的磁場強度大且占地面積小，能夠確保本發明油田采出水的處理效果和車載式移動；采用單臺1.5wi4.2K GM制冷機20直接冷卻，擺脫了液氦的使用，也是實現超導磁體油田采出水處理工業應用的一個必須環節。磁體能產生6.0特斯拉背景磁場，超導磁體室溫孔21在水平方向，室溫孔孔經200mm，對于油田采出水的處理中能達到日處理量500噸的要求。此部分占地面積Im2左右，結合聯動化裝置，能夠實現處理過程的連續化運行。
[0040]總之，油田采出水經管道23經水泵控制流速后到達管道24，然后流經預混部件1，在預混部件中水流與固體或者液體物料充分混合反應，油污與加入的物料相互作用產生磁性絮團，此時水樣中含有大量磁性絮團；然后經管道25流出，再進入水泵控制流速后經管道26流入初步分離部件2，經過初步分離，較大磁性絮團與水樣分離后沉積在部件2的底部，利用刮板將其排出，含有較小磁性絮團的水樣又經過管道27流出；再經過水泵調節流速，通過管道28進入超導磁體部件3，在超導磁體部件的聯動化裝置結構中進行深度分離，不論大小的磁性絮團，再經過2-6T的超導磁體后被徹底捕獲在聯動化裝置中的篩板22上，最后，被處理干凈的水樣經管道29排出。
[0041]以上實施方式僅用于說明本發明，而非對本發明的限制。盡管參照實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，對本發明的技術方案進行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
【權利要求】
1.一種車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，該系統包括預混部件，初步分離部件和超導磁體分離部件；預混部件經管道與初步分離部件相連，初步分離部件經管道與超導磁體分離部件相連；所述預混部件包括預混腔，固體物料槽，液體物料槽，導流槽，不規則擋板；固體物料槽和液體物料槽安裝在預混腔的上部，物料通過導流槽，不規則擋板進入預混腔；所述初步分離部件包括初步分離腔，緩沖隔板，吸水管，浮球，泥板，刮板，污泥泵；緩沖隔板安裝在初步分離腔的上部，吸水管由浮球固定，泥板安裝在分離腔的下部；所述超導磁體分離部件包括超導磁體，制冷機，室溫孔；制冷機在超導磁體上方，室溫孔安裝在水平方向。
2.根據權利要求1所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述預混部件還包括觀察孔，液位計，溫度計，PH計，流量計。
3.根據權利要求1所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述初步分離部件的所述吸水管由所述浮球固定在液位下。
4.根據權利要求1所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述超導磁體分離部件還包括進水口，吸水管，出水口，排水管。
5.根據權利要求4所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述進水口與所述吸水管相連接，所述出水口與所述排水管相連接。
6.根據權利要求1所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述超導磁體分離部件的磁場強度為2-6特斯拉。
7.根據權利要求1所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述室溫孔孔徑為200-500mm。
8.根據權利要求1所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述制冷機為1-8臺。
9.根據權利要求8所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述制冷機為G-M制冷機，脈沖管制冷機或斯特林制冷機。
10.根據權利要求1-9其中任一項所述的車載式超導磁分離油田采出水處理系統，其特征在于，所述系統整體占地為4-6m2，油田采出水日處理量為500-2000噸。
【文檔編號】C02F9/12GK104478154SQ201410708919
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月28日 優先權日:2014年11月28日
【發明者】楊慧慧, 張 浩, 劉強, 徐向東, 李來風 申請人:中國科學院理化技術研究所