渦流式旋流器在鉆井廢液處理中的應(yīng)用

《渦流式旋流器在鉆井廢液處理中的應(yīng)用》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《渦流式旋流器在鉆井廢液處理中的應(yīng)用（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、渦流式旋流器在鉆井廢液處理中的應(yīng)用 【摘 要】渦流式旋流器依據(jù)離心分離原理，用于分離液體中可沉淀固體物，可達(dá)到98%的分離效果。本文在分析油田鉆井廢液處理工況的前提下，探討了渦流式旋流器在鉆井廢液處理中的應(yīng)用，設(shè)計(jì)了鉆井廢液處理工藝流程。 【關(guān)鍵詞】渦流式旋流器;鉆進(jìn)廢液;油田 0 前言 由于鉆井施工作業(yè)過(guò)程中會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的鉆井廢液，此過(guò)程中廢棄鉆井液釋放流量比較大、固體顆粒物粒徑較小。渦流式旋流器依據(jù)離心分離原理，用于分離液體中可沉淀固體物，可達(dá)到98%的分離效果。過(guò)濾不需濾網(wǎng)、濾盤，無(wú)需反沖洗水，節(jié)約了排污水，沒(méi)有流量損失，設(shè)備的維護(hù)成本

2、非常低。本文在對(duì)廢棄泥漿粒徑、組分進(jìn)行細(xì)致分析的基礎(chǔ)上，研究了將渦流式旋流器應(yīng)用于大流量鉆井廢液的固液分離的工藝技術(shù)，以滿足現(xiàn)場(chǎng)一體化處理裝備正常使用。 1 旋流器在油田的使用 （1）在聯(lián)合站的應(yīng)用，可代替一級(jí)脫水與一級(jí)沉降。中轉(zhuǎn)站來(lái)液經(jīng)旋流器預(yù)分離處理后，油直接送至電脫水器，水直接送至污水處理站。簡(jiǎn)化了工藝，節(jié)約了占地面積，降低了設(shè)備投資成本。 （2）在中轉(zhuǎn)站采用預(yù)分離旋流器解決中轉(zhuǎn)站就地放水與回?fù)接盟葐?wèn)題。減少外輸液量，節(jié)約水資源，同時(shí)減少了運(yùn)行費(fèi)用。 （3）在邊緣地區(qū)的小區(qū)塊上直接處理油井采出液，將預(yù)分離旋流器及污水處理旋流器用于就地處理

3、與回注系統(tǒng)中，減少管網(wǎng)的鋪設(shè)，大大節(jié)約了投資，降低了開(kāi)采成本。 （4）在井下分離方面，采用預(yù)分離旋流器與雙流泵配合，直接在井下對(duì)產(chǎn)出液進(jìn)行處理，可使采出原油的含水率由90%以上降至50%-80%，降低了原油開(kāi)采成本，簡(jiǎn)化了地面水處理工藝及設(shè)備。隨著產(chǎn)出液含水率的不斷提高，此項(xiàng)應(yīng)用必將迅速得到推廣，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 （5）將污水處理用旋流器制成移動(dòng)式或固定式油一水分離設(shè)備，用于井下工具或其他工具的清洗等，減少油田廢水的排放，對(duì)節(jié)約能源及環(huán)境保護(hù)都具有積極的意義。 2 鉆井廢液處理工況分析 2.1 固體顆粒 通過(guò)分析鉆井廢液

4、的固體顆粒參數(shù)是5―75μm占80%;75μm―5mm占不到20%。同時(shí)有一個(gè)特殊性在于，需要流動(dòng)性的固液分離系統(tǒng)，這就決定了不同地區(qū)地理?xiàng)l件下的顆粒特性發(fā)生變化，如顆粒粒度的分布。這個(gè)變化主要影響儲(chǔ)污室內(nèi)顆粒聚集的快慢，即影響排污口打開(kāi)的頻率和持續(xù)時(shí)間。 2.2 處理能力需求 鉆井一開(kāi)等施工作業(yè)過(guò)程中會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)釋放出大量的廢棄鉆井液，測(cè)算出的指標(biāo)是60m3/h。這個(gè)參數(shù)將決定渦流式旋流器的結(jié)構(gòu)參數(shù)。還有一個(gè)參數(shù)是分離率達(dá)到90%，都將要在參數(shù)匹配中給予滿足。 2.3 注水指標(biāo) 中低滲透層注水指標(biāo)10mg/L，中高滲透層注水指標(biāo)為30mg/

5、L。 3 廢液處理系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 目前在實(shí)際使用中有以下整體設(shè)計(jì)的工藝方案及性能[3]： 3.1 “兩級(jí)旋流串聯(lián)”工藝 此工藝的主要流程是采用兩級(jí)旋流器串聯(lián)起來(lái)實(shí)現(xiàn)含油污水的處理，其中第一級(jí)為臥式旋流器，第二級(jí)為立式旋流器，并且將其中的第一級(jí)旋流器作為粗略的分離，第二級(jí)旋流器作為精細(xì)的分離。采用“兩級(jí)旋流串聯(lián)”工藝，可以將1000mg/L左右的含油污水處理到30mg/L左右，達(dá)到了中、高滲透層的注水指標(biāo)，從而具有良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。 3.2 “單級(jí)旋流+過(guò)濾”工藝 此工藝流程是分別采用立式或臥式單級(jí)旋流器與過(guò)濾器相連接，廢液

6、經(jīng)一級(jí)旋流后，進(jìn)入過(guò)濾器裝置，進(jìn)行過(guò)濾處理。采用“單級(jí)旋流+過(guò)濾”工藝，可以將1000mg/L左右的含油污水處理到10mg/L以下，達(dá)到了中、低滲透層的注水指標(biāo)，同樣有更加良好的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，該工藝簡(jiǎn)單，運(yùn)行成本得以降低，且操作管理方便、快捷、靈活，可在不同地點(diǎn)建成不同規(guī)模的污水處理裝置，甚至可實(shí)現(xiàn)橇裝化或車裝化，實(shí)現(xiàn)污水的就地處理。 3.3 “兩級(jí)旋流串聯(lián)+過(guò)濾”工藝 此工藝是將廢液中的含油污水經(jīng)過(guò)臥式和立式兩級(jí)串聯(lián)的旋流器處理后，進(jìn)入過(guò)濾器裝置，過(guò)濾后的液流由底流口排出。過(guò)濾設(shè)備僅能將30mg/L左右的含油污水處理到3mg/L以下，這同“單級(jí)旋流+過(guò)濾”工藝相

7、比，處理指標(biāo)相差不是十分明顯，但卻增加了一級(jí)旋流設(shè)備的投資，顯然是不夠經(jīng)濟(jì)的。 綜上所述，選取“旋流器+過(guò)濾”的方案是最合適的。 但是，針對(duì)60m3/h的處理量需求，采用后過(guò)濾的措施顯然達(dá)不到這個(gè)處理量的需求。根據(jù)顆粒特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出以下方案，如圖1所示。 圖1 廢液處理系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)示意圖 第一級(jí)過(guò)濾是分離掉鉆井過(guò)程中產(chǎn)生的泥塊等大顆粒，第二級(jí)過(guò)濾是分離掉一些小的大顆粒級(jí)微粒，因?yàn)?00μm以上的顆粒都可以通過(guò)通過(guò)篩選方法去除，所以第三級(jí)過(guò)濾篩的孔徑選取300μm。 渦流式旋流器的主要顆粒處理范圍是10―300μm，基本包含了油田給的參數(shù)

8、范圍，對(duì)于5―10μm的顆粒會(huì)有一部分得到分離。因?yàn)?―10μm顆粒含量比較少且能夠?qū)崿F(xiàn)部分分離，所以整體上來(lái)講本套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)90%的分離率。 這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)同時(shí)考慮了油田現(xiàn)有處理設(shè)備，可以使用現(xiàn)在正在使用了廢水處理系統(tǒng)的一級(jí)過(guò)濾設(shè)備，從而減少了一次性投入。 采用渦流式旋流器的優(yōu)點(diǎn)在于： （1）特殊的接觸室、螺旋槽的入口形式，使得流場(chǎng)軸線與溢出口及分離筒軸線比較接近，分離效果比較好。 （2）分離筒為圓柱狀，分離主要發(fā)生在液流入口，分離筒下部有足夠的長(zhǎng)度，有利于顆粒的沉降。 （3）排污口可以不定時(shí)打開(kāi)，其余時(shí)間是關(guān)閉，顆粒沉降聚集在儲(chǔ)

9、污室，從而能夠滿足不同顆粒含量工況的需求，只需要解決排污口打開(kāi)頻率的問(wèn)題就可以了，比如在儲(chǔ)污室安裝一個(gè)超聲（下轉(zhuǎn)第206頁(yè)）（上接第202頁(yè)）波傳感器，檢測(cè)到污泥儲(chǔ)存將要滿的時(shí)候打開(kāi)排污口。 4 渦流式旋流器結(jié)構(gòu)參數(shù)匹配 圖2 渦流式旋流器結(jié)構(gòu)圖 旋流器主要參數(shù)見(jiàn)表1。 表1 渦流式旋流器主要參數(shù) 5 小結(jié) 本文分析了旋流器在油田的使用情況、鉆井廢液處理系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，然后在分析油田鉆井廢液處理工況后，設(shè)計(jì)了一套廢液處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鉆井生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中大流量廢棄鉆井液排放階段的固液分離問(wèn)題，可滿足現(xiàn)場(chǎng)一體化鉆井液廢液無(wú)害化處理中的大流量廢棄鉆井液處理的實(shí)際需要，具有較大的社會(huì)效益和環(huán)境效益。 【