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油田注水系统过滤器适用性分析

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油田 注水 系统 过滤器 适用性 分析
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长江大学学报(自科版) 2015年4月第12卷第1工上旬·58· 015,2 0 [引著格式]严艳玲,吴小英,鲁文静,等.油田注水系统过滤器适用性分析[J].长江大学学报(自科版),2015,12(1o):58~60. 油田注水系统过滤器适用性分析 严艳玲,吴小英,鲁文静,吴燕,黄丹 (中石化江汉油田分公司江汉采油厂,湖北潜江4331 24) [摘要]对油田注水系统常用过滤器(纤维束过滤器、核桃壳过滤器、改性纤维球过滤器、石英砂过滤器 和双层滤料过滤器)在江汉油田广华作业区污水处理站点的使用情况进行了分析,指出了使用中过滤器 存在的问题,提出了改进意见,确保过滤后的含油污水能够达到油田地层回注要求。 [关键词]污水处理;过滤器;过滤层;过滤;适用性 [中图分类号] [文献标志码]A [文章编号]1673 1409(2015)10 0058 03 油田注水系统常用过滤器有纤维束过滤器、核桃壳过滤器、改性纤维球过滤器、石英砂过滤器和双 层滤料过滤器,主要通过吸附、絮凝、沉淀、截流等机理去除水中杂质,使经过过滤处理后的污水得到 净化,达到注水水质的要求,然后注入地层 1]。目前江汉油田广华作业区5个污水处理站点在用过滤器 共12台,其中精细过滤器9台(纤维束过滤器8台,双层滤料过滤器1台),粗过滤器3台(核桃壳过 滤器2台,陶粒过滤器1台)。这些过滤器在使用过程中,初期使用效果都较好,但使用一段时间后, 或多或少都存在一些问题,影响注水质量,需要进行相应改进以提高过滤效果。 1纤维束过滤器 纤维束过滤器滤料采用长约1~2扎成束,同定在上滤盘。正常过滤流程采用低进高 出,水中悬浮物自然沉降,不污染滤料;反洗操作流程采用高进低出,滤层表面堆积的泥饼、油污容易 被冲掉。反洗时释放纤维束的压力,并正向、反向交替旋转纤维束以提高反洗的效果。纤维束过滤器水 力冲刷力较强,反洗效果较好。 纤维束过滤器在广华作业区的钟市、广华、高场、严二、浩口污水处理站使用,初期使用效果较好 (见表1)。 表1 高场污水处理站过滤器使用效果调查表 随着截污量的增加,过滤效果逐渐变差。在使用过程中暴露以下不足:①更换滤料不方便,需用吊 车开罐取出滤料;②电磁阀质量较差;③滤料使用寿命短,如广华作业区7台使用周期只有1年1个月,更换滤料平均费用近2万元/台;④部分污水处理站点来水排量较大时过 滤效果不理想;④浩1:3污水处理站的纤维球过滤器投运时间短,投运后过滤效果较差,改装成纤维束过 滤器后过滤效果仍然不理想(见表2)。 2核桃壳过滤器 核桃壳过滤器具有滤料能反洗再生、抗压能力强、过滤通量大、滤料吸附能力强、除油效果好、 [收稿日期]2014—12—10 [作者简介]严艳玲(1978一),女,助理工程师,现主要从事采油管理与注水管理方面的研究工作;E 427790636@qq.第12卷第1艳玲等:油田注水系统过滤器适用性分析 ·59· 反冲洗强度低、效果好等特点,适用于一级过滤。由罐体、搅拌系统、滤料、配套管线等组成,滤料依 靠直接拦截、惯性拦截和表面吸附等机理去除水中含油和机械杂质。反冲洗时当滤罐内反冲洗强度达最 大时,搅拌器开始工作,过滤罐底部水流冲起的滤料被搅拌器充分搅动,上下翻滚,达到充分清洗滤料 的目的。其工作原理类似洗衣机,滤料反冲洗效果相对较好。但该过滤工艺存在一定缺陷,增加了机械 搅拌装置,过滤器相对结构复杂;对悬浮固体的去除效果较差,往往导致滤后污水中悬浮物固体颗粒超 标。该过滤器适合在一级过滤上应用,重点去除污水中含油。 表2浩口污水处理站过滤器使用效果调查表 广华作业区广华污水处理站使用2台核桃壳过滤器,初期过滤效果好(见表3);但存在滤料更换 周期较短、滤料每年都需要定期填补、费用较高等问题。 表3广华污水处理站过滤器使用效果调查表 3改性纤维球过滤器 改性纤维球滤料是针对含油污水处理研制开发的新型过滤材料,该种纤维球由特种材料经过改性制 成,改性后的纤维丝具有亲水疏油性,反洗再生性能较好,截污能力增强,过滤效果相对较好,适宜污 水的精细过滤。过滤时含油污水从上到下流过核桃壳滤层,经过截留和接触吸附等去除大部分污油和大 颗粒悬浮固体。过滤器运行时,滤层孔隙率沿水流方向逐渐变小,形成比较理想的上大下小的孔隙分布 状态。该装置具有滤速高、处理量大、过滤精度较好、操作方便等特点。 广华作业区在浩口污水处理站曾使用过/0.6(纤维球过滤器,投用时间短, 因过滤效果较差,目前已停用,改为双层滤料过滤器。 4石英砂过滤器 石英砂过滤器滤罐工作时,通过石英砂滤层去除杂质;反冲洗时,将滤料层截留的杂质通过水流的 搅动、冲洗以及滤料之间的摩擦,使杂质从滤料上脱离,达到滤料再生目的。 石英砂过滤器是油田水处理系统应用较广泛的过滤设备。广北污水处理站、浩82污水处理站曾使 用过。该过滤器具有结构简单、维护管理简单、操作简单、运行管理方便、污水处理效果好等优点。石 英砂过滤器属于正向过滤,存在滤层纳污能力小、滤速低等缺点;还存在“表层过滤现象”、下部滤层 发挥过滤作用较小等问题。 5双层滤料过滤器 双层滤料过滤器填加的不是单一滤料,而是填装石英砂、无烟煤等多种滤料,组成不同密度的上下 2层滤料。根据水质要求,滤料采用不同的级配比,由于2种滤料的密度差较大,在水中下降速度也不 同,密度大的下沉快,密度小的下沉慢。其优点是经过多个周期反冲洗后,仍能保持“轻、细”的滤料 在上且“重、粗”的滤料在下的分层,形成滤料粒径自上而下由小到大的粒度阶梯滤层,提高了过滤水 的穿透能力,最大限度地发挥了不同密度、不同级配指标下滤层的截污能力。通过自动装置设定反冲 理工上旬刊*机械工程 2015年4月 洗,使滤料再生彻底,保证其过滤性能。双层滤料过滤器与单一滤料过滤罐相比,具有过滤量大、滤料 再生能力强的特点。 广华作业区浩口污水处理站目前在用的双层滤料过滤器,型号为.6料为陶粒、 无烟煤+石英砂,过滤效果较好(见表4),但易出现滤料表面板结现象。 表4浩口污水处理站过滤器使用效果调查表 6改进意见 针对不同过滤器选用不同污水处理站点进行使用,需要对过滤工艺和设备进行改进。 1)因石英砂易出现板结现象,再生能力差;但其成本低,故障率低。因此,滤料板结后,采油队 可在短期内更换滤料,维修期短。石英砂过滤器适用于含油低、水源较好的注水站(尤其是清水站)。 2)纤维束过滤器故障率较高,但在来水达标情况下,过滤有一定的效果。建议在以下方面进行改 进:①为降低过滤器机械事故(如搅拌电机过载、升降机构失效等问题),建议厂家设置保护装置,在 过载的情况下自动跳闸;②针对滤料使用寿命较短,建议厂家对过滤器的内部结构重新设计改造,设置 保护装置,在来水不达标的情况下自动跳闸;③针对电动蝶阀质量较差、维修较频繁、在一定程度上影 响到过滤器的正常运行等问题,建议厂家搞清失效原因,配备适合油田的电动蝶阀。 7结论与建议 1)完善过滤器前端水质处理工艺,确保来水达标;避免因来水不达标影响过滤器使用效果,大幅 增加维修成本及维修时间。 2)根据处理水质的特点,选用不同类型的过滤器在提高过滤罐过滤速度的同时,努力提高过滤罐 的截污能力,使滤后污水水质得到改善。深入研讨各类污水的过滤特性,按照经济指标对各类过滤器进 行使用效果评价,逐步淘汰不适合目前污水水质处理的过滤器,确保过滤后的含油污水能够达到油田地 层回注的各项指标。 3)建议过滤器生产厂家增加配件库存,提高售后服务意识,尽量缩短维修周期。 [参考文献] [1]陈涛平,胡靖邦.石油工程[M].北京:石油工业出版社,2000. [编辑] 洪云飞
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