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油田水处理系统过滤器性能研究

时间:2014-12-26 09:46来源:网络 作者:admin 点击:
随着我国油田事业的快速发展,对油田水处理系统过滤器的研究越来越重视。本文介绍了油田水处理的现状,阐述了油田水处理系统过滤器的重要性,同时对双滤料过滤器、核桃壳过滤器以及改性纤维过滤器等的性能进行了探讨。
油田水处理系统过滤器性能研究
【摘要】随着我国油田事业的快速发展,对油田水处理系统过滤器的研究越来越重视。本文介绍了油田水处理的现状,阐述了油田水处理系统过滤器的重要性,同时对双滤料过滤器、核桃壳过滤器以及改性纤维过滤器等的性能进行了探讨。 
中国论文网 http://www.xzbu.com/1/view-5172976.htm
  【关键词】油田 水处理系统 过滤器 性能 研究 
  目前我国油田的生产方式大部分以注水开发为主,但是油田已经进入了高含水期,为了保证油田的安全、稳定的生产,就必须要将污水处理完毕后返回到注地层,这样才能在不破坏地层平衡的前提下继续生产。过滤器是油田水处理中重要的设备,也是污水处理的关键步骤,所以油田和相关的设计单位将过滤技术作为研究的重点,用以提升水处理系统过滤器的性能。 
  1 油田污水处理的现状 
  在油田的生产中产生的污水主要包括钻井污水、油田采出水以及其他的含油污水等。在目前的油田的开采中一般使用注水开采的方式,在采油井中原油与水的混合物会被重新返回到地面,虽然使用了水处理的技术,但是由于油田开采的年限比较长,部分地区的含水率已经达到90%以上,为了满足油田注水水质的要求就必须采用新的水处理技术或者过滤器。由于油田污水的种类过多,同时受到地层以及处理技术等限制,给油田水处理带来很大的困难。油田污水处理后返回到地层,要对水中的油、悬浮物等多项指标进行严格的把控,避免对地层产生污染,如果油田污水处理后进行排放,也要满足污水排放的标准,这样才能做到高效、安全的生产。我国水资源匮乏,将油田污水处理后变为饮用水这是以后水处理研究的重要方向。 
  2 油田水处理系统过滤器性能研究 
  2.1 双滤料过滤器 
  双滤料过滤器在油田水处理中对悬浮物有着明显的效果,该过滤器的上层是采用核桃壳轻质的滤料,下层是石英砂等重质的材料,主要的工作原理就是在双滤料过滤器中有不同的空隙和多层过滤设备,油中的水分和悬浮的颗粒在不同大小的空隙下逐层的被拦截和筛除,污水从上层轻质滤料中过滤后大颗粒的悬浮物都会被留在过滤层上,剩下的污水再次经过下层的重质滤料将小颗粒的悬浮物滤去,经过多层的过滤就能够满足污水处理的要求。在实际的使用当中,含油污水的含油量为30mg/L,悬浮物在40mg/L的情况下,经过双滤料过滤器处理后的水质含油量小于6mg/L,悬浮物小于4mg/L。 
  2.2 核桃壳过滤器 
  核桃壳过滤器就是采用核桃壳的滤纸层作为主要的过滤材料,核桃壳本身的亲水性很强,经过特殊的处理,自身的吸附能力得到很大的提升。使用核桃壳过滤器过滤完毕后还可以进行反洗,这样就能够将滤料逐层分离出来。在反洗的过程中使用搅拌器可以加速核桃壳之间的摩擦运动,同时在深床过滤的共同协同下将悬浮物与油全部的去除。经过对性能的实际测试,在来水含油50mg/L,悬浮物25mg/L的情况下,经过核桃壳过滤器的过滤后,悬浮物和含水油量均小于10mg/L,近年来随着石油生产的要求的不断高,使用了体外搓洗式核桃壳过滤器,但是该设备结构比较复杂,而且操作上比较麻烦,在过滤的过衡中滤料容易受到磨损,甚至出现漏失滤料的现象,所以还需要进一步的完善该过滤设备的性能。为解决筛管被核桃壳堵塞的问题,对筛管进行了改造,在筛管外表面包覆 20 目不锈钢丝网,并用不锈钢带捆扎固定,这样可以有效地防止或减缓粒径较小的核桃壳和其它杂质进入筛管,确保核桃壳滤器正常操作,延长滤料使用寿命,降低操作费用。以上只是临时解决方法,要从根本上解决筛管堵塞的问题,需要对进水管和出水管进行重新设计。目前比较先进的方法是:进水管和出水管采用防堵型水管取代普通的出水筛管,避免了过滤器在运行过程中因搅拌摩擦产生的核桃壳碎屑、鹅卵石碎屑、脱落漆皮和其它悬浮杂质等与污油粘附在一起堵塞筛管。 
  2.3 改性纤维球过滤器 
  改性纤维球过滤器是一种新型的过滤分离技术,过滤完成后采用机械搅拌的方式进行反洗,可以实现自动化的操作。改性纤维球去除油及有机物的机理为:直接拦截、惯性拦截和电化吸附。滤前水质含油≤15mg/ L,悬浮物≤10mg/L;滤后水质含油≤5mg/ L,悬浮物≤2mg/L。改性的纤维丝具有亲水疏油性,反洗再生性能好,是目前较理想的适合于含油污水处理的精细过滤设备。对于低渗透的油藏的注水处理非常的理想。改性纤维球因为进行了特殊的化学处理,所以亲水疏油特征很明显,在过滤的过程中水分直接进入到改性纤维的表面,这个样就可以将油中的水分分离开来。在反洗阶段的是从上到下对滤料进行冲洗,将改性纤维表面的原油彻底的清洗干净,实现了良好的污水处理。经过实际的测试,来水含油在40mg/L,悬浮物在40mg/L的情况下,使用改性纤维球过滤器可对污水处理的结果为:悬浮物小于3mg/L,含水油量小于4mg/L。为了满足油田的生产要求以及高精度处理的需求,对过滤器的内部进行了特殊的改造,主要是移动搅拌器的位置,安装在底部,然后在过滤器的上端安装滤料压紧装置。在对污水处理的过程中首先将滤料进行压紧,然后污水就能够流进下层的过滤器,在这种改造的过程中更加有利于悬浮物的彻底清除,提高了纤维球过滤器的精度。 
  3 总结 
  总而言之,随着我国现代科技的不断进步,在油田水处理过滤器设备的研究上已经小有成就,基本能够满足油田污水处理的要求。但是在实际的运行中还是存在一定的问题,主要表现在漏失滤料、反洗效果差等问题,所以在今后的油田水理过滤器设备的研究中要要借鉴国外先进的过滤技术不断提升自身的性能,满足污水处理高标准的要求,同时要将油田企业发展的理念融合进去,提高我国油田水处理过滤器的技术水平,给企业带来更多的经济效益。 
  参考文献 
  [1] 赵军凯,谭耀模,谭家祥,张春建,张晓冬.渤海曹妃甸11-1/2油田生产水处理和注水系统的改进[J].石油工程建设,2007,(01) 
  [2] 王义新,魏国强,安红梅,陈文,韩飞船.信钢连铸浊环水系统高速砂滤器改造为核桃壳过滤器的实践[J].连铸,2004,(02) 
  [3] 王福贵.油田采出水常规处理工艺出水中颗粒物粒径分布及分析[J].特种油气藏,2006,(03) 
  [4] 海洋石油开发工业含油污水排放标准.GB4914―85
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