CN104310527A - 一种旋流过滤处理含油污水装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油井油水分离技术领域，涉及一种旋流过滤处理含油污水装置及其方法。本发明将水力旋流器与微孔钛棒的优点集成起来，能高效处理油田含油污水；通过超声波换能器和反冲洗机构，使装置在运行期间，具有自洁功能，可以延长整个装置的运行时间，提高效率；双进液口的水力旋流器内部流场更稳定，过滤处理效果会更好；本发明具有结构设计合理，操作方便，工作效率高的优点。
Description
技术领域
本发明属于油井油水分离技术领域，涉及一种旋流过滤处理含油污水装置及其方法。
背景技术
随着采油技术的发展，油井产出液中的油水分离已日益成为降低原油开采成本、节能降耗、减少地面工程建设投资、提高油田经济效益的重要途径。水力旋流器因其设备具有投资少、能耗小、分离效率高、占地面积小、安装维修及运行费用低等特点，目前已在国内外许多油田得到应用，且获得很好的经济效益。但水力旋流器的应用有一定局限，对乳化液及小于15μm的油滴很难分离，若要求达到深度水处理指标，则需与其它工艺配套使用。
微孔钛棒是一中间空的管道，管道壁为钛粉烧结，管道壁具有微米级（通常是1微米左右）的孔道，可以阻挡水中的微小颗粒进入到钛棒里，可以用于净化水质。钛棒过滤器使用的是钛粉末烧结滤芯，一般用于粗滤或中间过滤，具有质地轻、耐高温、高压、强酸、强碱、耐腐蚀，滤芯可反复再生使用等特点，但是钛棒滤芯在使用一段时间以后，将产生一定程度的堵塞，表现为流量减少，过滤前端压力增高等。对于新使用的滤芯，一般采用清水反冲，气体反吹的方法来进行清洗；对于多次反冲洗后，过滤效果不明显回升的时候，可用5%以下的盐酸溶液，或8%以下的硫酸溶液，或10%以下的NaoH溶液在常温下浸泡，再用清水洗净，而把钛棒拆卸下来清洗操作复杂，费时较长。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种将水力旋流器与钛棒过滤器优点集成起来，能够高效处理油田含油污水，且具有自动清洁功能的一种旋流过滤处理含油污水装置。一种旋流过滤处理含油污水装置，包括：水力旋流器和微孔钛棒；所述水力旋流器包括工作筒体和出液口管，所述出液口管设置在工作筒体最下端；所述微孔钛棒安装在工作筒体内腔；所述微孔钛棒还包括净水出口管，所述净水出口管从所述出液口管横向穿出。
上述方案中，所述工作筒体包括圆柱壳体部分、圆锥壳体部分、溢流管和第一进液口管；所述溢流管设置在圆柱壳体部分的顶部，所述溢流管上设置有溢流管阀门；所述第一进液口管设置在圆柱壳体部分沿圆柱壳面的切线方向，所述第一进液口管上设置有第一进液口阀门。
上述方案中，所述工作筒体还包括第二进液口管；所述第二进液口管设置在圆柱壳体部分沿圆柱壳面的切线方向，所述第二进液口管与所述第一进液口管中心对称分布；所述第二进液口管上设置有第二进液口阀门。
上述方案中，所述出液口管上设置有出液口阀门；所述溢流管与所述出液口管设置在同一轴线上。
上述方案中，所述微孔钛棒包括多个环状结构，所述环状结构的下部汇成U型结构，所述环状结构相对工作筒体的中心轴对称竖直分布。
上述方案中，还包括自动清洁系统；所述自动清洁系统包括工作筒体外壁上布置的若干超声波换能器。
进一步的，所述超声波换能器与工作筒体外壁连接的表面呈圆弧曲面。
进一步的，所述自动清洁系统还包括反冲洗机构；所述自动反冲洗机构包括第一压差变送器、第二压差变送器、第三压差变送器和净水出口阀门；所述第一压差变送器设置在所述第一进液口管上；所述第二压差变送器设置在所述第二进液口管上；所述第三压差变送器和净水出口阀门分别设置在所述净水出口管的不同位置上。
本发明还提供一种旋流过滤处理含油污水装置的过滤方法，具体步骤包括：
步骤A：自动或手动打开所述第一进液口阀门、第二进液口阀门、溢流管阀门、出液口阀门和净水出口阀门，待过滤液体从所述第一进液口管和所述第二进液口管沿所述圆柱壳体部分壳面的切线方向进入工作筒体内腔；
步骤B：待过滤液体进入工作筒体内腔后，受到壳体的限制，迫使液体做自上而下的双旋转运动；
步骤C：待过滤液体的轻相介质向轴心聚集并由所述溢流管排出；
步骤D：待过滤液体的重相介质在做旋转运动的同时，经过所述微孔钛棒进行深层过滤；
步骤E：过滤后的净水由所述净水出口管排出；含固体颗粒污水受离心作用移向边壁并由底部出液口管排出，完成过滤过程。
上述方案中，还包括自动清洁系统的自洁方法，具体步骤包括：
步骤A：过滤器被堵塞时，所述第一压差变送器和第二压差变送器与所述第三压差变送器之间的压差变大，需要对过滤系统进行清洁，关闭所述第一进液口阀门、第二进液口阀门和溢流管阀门；
步骤B：启动所述超声波换能器的电源，所述超声波换能器对所述微孔钛棒表面进行清洗后；
步骤C：启动反冲洗程序，洁净水通过所述净水出口管反冲进入所述微孔钛棒内进行反冲洗；
步骤D：冲洗液从所述出液口管排出，完成反冲洗过程。
有益效果：本发明技术方案与现有技术方案相比，将水力旋流器与微孔钛棒的优点集成起来，能高效处理油田含油污水；通过超声波换能器和反冲洗机构，使装置在运行期间，具有自洁功能，可以延长整个装置的运行时间，提高效率；双进液口的水力旋流器内部流场更稳定，过滤处理效果会更好；本发明具有结构设计合理，操作方便，工作效率高的优点。
附图说明
图1 为本发明的结构示意图。
图2 为本发明的立体示意图。
图中，1、圆柱壳体部分 2、圆锥壳体部分 3、微孔钛棒 4、第一进液口管 5、第二进液口管 6、溢流管 7、出液口管 8、净水出口管 9、第一进液口阀门 10、第二进液口阀门 11、溢流管阀门 12、出液口阀门 13、净水出口阀门 14、第一压差变送器 15、第二压差变送器 16、第三压差变送器 17、超声波换能器 18、导线 。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1所示，一种旋流过滤处理含油污水装置，包括：水力旋流器和微孔钛棒3；所述水力旋流器包括工作筒体，所述工作筒体包括圆柱壳体部分1和圆锥壳体部分2；所述圆柱壳体部分1顶部设置有溢流管6，所述溢流管6设置有溢流管阀门11；所述圆柱壳体部分1还包括第一进液口管4和第二进液口管5，所述第一进液口管4和第二进液口管5分别设置在圆柱壳体部分1沿圆柱壳面切线方向的不同位置上，所述第一进液口管4与所述第二进液口管5中心对称分布；所述第一进液口管4上分别设置有第一进液口阀门9和第一压差变送器14，所述第二进液口管5上设置有第二进液口阀门10和第二压差变送器15；所述圆锥壳体部分2最下端设置有出液口管7，所述出液口管7上设置有出液口阀门12；所述溢流管6与所述出液口管7设置在同一轴线上；所述微孔钛棒3安装在工作筒体内腔；所述微孔钛棒3包括多个环状结构，所述环状结构的下部汇成U型结构，所述环状结构相对工作筒体的中心轴对称竖直分布；所述微孔钛棒3还包括净水出口管8，所述净水出口管8从所述出液口管7横向穿出，所述净水出口管8上分别设置有第三压差变送器16和净水出口阀门13。
本发明还包括自动清洁系统，所述自动清洁系统包括超声波换能器17和自动反冲洗机构；所述工作筒体外壁上布置若干超声波换能器17，所述超声波换能器17包括导线18；所述超声波换能器17与所述工作筒体外壁连接的表面呈圆弧曲面；所述自动清洁系统由计算机自动控制系统控制。
用本发明装置进行过滤的方法，具体步骤包括：
步骤A：自动或手动打开所述第一进液口阀门9、第二进液口阀门10、溢流管阀门11、出液口阀门12和净水出口阀门13，待过滤液体从所述第一进液口管4和所述第二进液口管5沿所述圆柱壳体部分1壳面的切线方向进入工作筒体内腔；
步骤B：待过滤液体进入工作筒体内腔后，受到壳体的限制，迫使液体做自上而下的双旋转运动；
步骤C：待过滤液体的轻相介质向轴心聚集并由所述溢流管6排出；
步骤D：待过滤液体的重相介质在做旋转运动的同时，经过所述微孔钛棒3进行深层过滤；
步骤E：过滤后的净水由所述净水出口管8排出；含固体颗粒污水受离心作用移向边壁并由底部出液口管7排出，完成过滤过程。
本发明装置自动清洁系统的自洁方法，具体步骤包括：
步骤A：过滤器被堵塞时，所述第一压差变送器14和第二压差变送器15与所述第三压差变送器16之间的压差变大，需要对过滤系统进行清洁，关闭所述第一进液口阀门9、第二进液口阀门10和溢流管阀门11；
步骤B：启动所述超声波换能器17的电源，所述超声波换能器17对所述微孔钛棒3表面进行清洗后；
步骤C：启动反冲洗程序，洁净水通过所述净水出口管8反冲进入所述微孔钛棒3内进行反冲洗；
步骤D：冲洗液从所述出液口管7排出，完成反冲洗过程。
本发明虽然已经在此处描述了具体实施方式，但是本发明的覆盖范围不限于此，在相反，本发明涵盖所有在字面上或在等效形式的教导下实质上落在权利要求的范围内的所有技术方案，本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，包括水力旋流器和微孔钛棒（3）；
所述水力旋流器包括工作筒体和出液口管（7），所述出液口管（7）设置在工作筒体最下端；
所述微孔钛棒（3）安装在工作筒体内腔；
所述微孔钛棒（3）还包括净水出口管（8），所述净水出口管（8）从所述出液口管
（7）横向穿出。
2.根据权利要求1所述的一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，所述工作筒体包括圆柱壳体部分（1）、圆锥壳体部分（2）、溢流管（6）和第一进液口管（4）；
所述溢流管（6）设置在圆柱壳体部分（1）的顶部，所述溢流管（6）上设置有溢流管阀门（11）；
所述第一进液口管（4）设置在圆柱壳体部分（1）沿圆柱壳面的切线方向，所述第一进液口管（4）上设置有第一进液口阀门（9）。
3.根据权利要求1所述的一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，所述工作筒体还包括第二进液口管（5）；
所述第二进液口管（5）设置在圆柱壳体部分（1）沿圆柱壳面的切线方向，所述第二进液口管（5）与所述第一进液口管（4）中心对称分布；
所述第二进液口管（5）上设置有第二进液口阀门（10）。
4.根据权利要求1所述的一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，所述出液口管（7）上设置有出液口阀门（12）；
所述溢流管（6）与所述出液口管（7）设置在同一轴线上。
5.根据权利要求1所述的一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，所述微孔钛棒（3）包括多个环状结构，所述环状结构的下部汇成U型结构，所述环状结构相对工作筒体的中心轴对称竖直分布。
6.根据权利要求1所述的一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，还包括自动清洁系统；
所述自动清洁系统包括工作筒体外壁上布置的若干超声波换能器（17）。
7.根据权利要求6所述的一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，所述超声波换能器（17）与工作筒体外壁连接的表面呈圆弧曲面。
8.根据权利要求6所述的一种旋流过滤处理含油污水装置，其特征在于，所述自动清洁系统还包括反冲洗机构；
所述自动反冲洗机构包括第一压差变送器（14）、第二压差变送器（15）、第三压差变送器（16）和净水出口阀门（13）；
所述第一压差变送器（14）设置在所述第一进液口管（4）上；
所述第二压差变送器（15）设置在所述第二进液口管（5）上；
所述第三压差变送器（16）和净水出口阀门（13）分别设置在所述净水出口管（8）的不同位置上。
9.根据权利要求1所述的一种旋流过滤处理含油污水装置的过滤方法，其特征在于，包括：
步骤A：自动或手动打开所述第一进液口阀门（9）、第二进液口阀门（10）、溢流管阀门（11）、出液口阀门（12）和净水出口阀门（13），待过滤液体从所述第一进液口管（4）和所述第二进液口管（5）沿所述圆柱壳体部分（1）壳面的切线方向进入工作筒体内腔；
步骤B：待过滤液体进入工作筒体内腔后，受到壳体的限制，迫使液体做自上而下的双旋转运动；
步骤C：待过滤液体的轻相介质向轴心聚集并由所述溢流管（6）排出；
步骤D：待过滤液体的重相介质在做旋转运动的同时，经过所述微孔钛棒（3）进行深层过滤；
步骤E：过滤后的净水由所述净水出口管（8）排出；含固体颗粒污水受离心作用移向边壁并由底部出液口管（7）排出，完成过滤过程。
10.根据权利要求9所述的一种旋流过滤处理含油污水装置的过滤方法，其特征在于，还包括自动清洁系统的自洁方法，具体步骤包括：
步骤A：过滤器被堵塞时，所述第一压差变送器（14）和第二压差变送器（15）与所述第三压差变送器（16）之间的压差变大，需要对过滤系统进行清洁，关闭所述第一进液口阀门（9）、第二进液口阀门（10）和溢流管阀门（11）；
步骤B：启动所述超声波换能器（17）的电源，所述超声波换能器（17）对所述微孔钛棒（3）表面进行清洗后；
步骤C：启动反冲洗程序，洁净水通过所述净水出口管（8）反冲进入所述微孔钛棒（3）内进行反冲洗；
步骤D：冲洗液从所述出液口管（7）排出，完成反冲洗过程。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150128 |