THS5250TJC3型洗井液處理車的研制與應(yīng)用

徐會娟，吳　娟，于焉君

THS5250TJC3型洗井液處理車的研制與應(yīng)用

徐會娟，吳娟，于焉君

（通化石油化工機械制造有限責(zé)任公司，吉林通化134000）

在油田長期的注水過程中，水中所含的機械雜質(zhì)及油類在井筒周圍附近的地層中聚集，使地層吸水能力下降，導(dǎo)致注水壓力提高，甚至堵塞地層，影響油井產(chǎn)油量。研制了THS5250TJC3型洗井液處理車，利用氣浮沉降、精細(xì)過濾除油工藝對注水井洗井時返出的洗井液進(jìn)行凈化處理，去除懸浮物、油類及其他污染物，然后將凈化的洗井液回注到注水井中進(jìn)行封閉循環(huán)洗井。該設(shè)備具有帶壓循環(huán)洗井、在線反沖洗功能，操作方便及環(huán)保。

洗井液處理車；氣浮沉降箱；過濾器；應(yīng)用

通化石油化工機械制造有限責(zé)任公司利用氣浮沉降、精細(xì)過濾技術(shù)研制了洗井液處理車，該設(shè)備以汽車底盤發(fā)動機為動力，可以隨時單井作業(yè)。與以前的洗井方式相比，洗井效果更徹底、效率更高，而且能及時、快捷地對注水井進(jìn)行清洗，使油層不被污染并確保原油產(chǎn)量。

1　工藝流程

通過汽車底盤動力與車上工藝設(shè)備的匹配計算，設(shè)計了洗井液工藝流程［1］，如圖1。

1） 注水井油管返出的液體首先進(jìn)入減壓系統(tǒng)，去除較大的固體顆粒，并將壓力由35 MPa減至1．0 MPa。

2） 兩級旋流除砂器將小顆粒的泥砂除去。

3） 除鐵器除去含有鐵磁性的懸浮物。

4） 氣浮沉降箱除去其中絕大部分油和懸浮物。

5） 快速過濾器除去小的油滴和懸浮物，處理后的水進(jìn)入清水箱，再由三缸柱塞泵輸送到注水井井口套管，形成封閉循環(huán)洗井作業(yè)。

圖1　洗井液處理工藝流程

2　主要技術(shù)特點

1） 洗井液處理車將氣浮沉降與精細(xì)過濾技術(shù)有機結(jié)合。

2） 以汽車底盤發(fā)動機為動力，解決了井場無電源和設(shè)備的移運性，能靈活快捷地對注水井進(jìn)行清洗作業(yè)。

3） 取代了原來注水井的洗井方式，實現(xiàn)了移動洗井，循環(huán)一體化作業(yè)，減少了配套設(shè)備（水罐車、泵車、固定水處理裝置等），降低了作業(yè)成本，而且節(jié)約了油田地區(qū)有限的水資源，實現(xiàn)了防污減排、環(huán)保作業(yè)。

4） 采用減壓系統(tǒng)對井口返出液減壓處理，實現(xiàn)了帶壓連續(xù)洗井作業(yè)。

5） 精細(xì)過濾器采用PLC控制系統(tǒng)，可以在線對過濾器進(jìn)行反沖洗。

6） 首次把溶氣系統(tǒng)的除油工藝應(yīng)用到移動處理設(shè)備上，它區(qū)別于傳統(tǒng)的氣浮工藝，控制、操作簡單、穩(wěn)定，而且分離效率高，處理效果好。

3　主要技術(shù)參數(shù)

最大洗井流量30 m3／h

最大洗井壓力35 MPa

車載水處理設(shè)備工作壓力：

調(diào)壓閥壓力≤35 MPa

減壓后壓力＜1 MPa

對處理前水質(zhì)的要求：

含油量≤3 000 mg／L

懸浮物含量≤3 000 mg／L

處理后水質(zhì)：

含油量≤10 mg／L

懸浮物含量≤10 mg／L

4　主要部件結(jié)構(gòu)簡介

洗井液處理車主要由汽車底盤、分動箱、氣浮沉降箱、油水箱、三缸柱塞泵、旋流除砂器、過濾器、鏈?zhǔn)焦伟逑到y(tǒng)、電氣系統(tǒng)、液路系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、管匯系統(tǒng)等組成，總體結(jié)構(gòu)如圖2［2］。

圖2　洗井液處理車結(jié)構(gòu)

4．1 氣浮沉降箱

氣浮沉降技術(shù)是整機除油的核心技術(shù)，應(yīng)用該技術(shù)設(shè)計了氣浮沉降箱。氣浮技術(shù)的原理是：利用高度分散的微小氣泡作為載體去黏附含油污水中的油滴和污染物，使其隨氣泡浮升到水面加以去除。在氣浮過程中需要形成大量微小而均勻的氣泡作為載體，因此氣浮效果的好壞在很大程度上取決于水中空氣的溶解量和飽和度，以及氣泡的分散程度和穩(wěn)定性。氣泡量越多、分散度越高，它們與油滴等污染物黏附的機會也越多。氣泡的數(shù)量、大小及均勻性直接與溶氣壓力有關(guān)。

當(dāng)高壓的溶氣水減壓進(jìn)入氣浮沉降箱后，隨著壓力的降低，溶解在液體中氣體被析出形成微氣泡并向上浮起，在浮起過程中不斷地吸附污水中的油和懸浮顆粒，并將它們帶到水面，通過刮板將上浮的油和懸浮物刮到集油槽。

為了提高油的去除率，在沉降箱中增加了斜板。斜板除油的基本原理是“淺池沉淀”，又稱“淺池理論”。這種理論忽略了紊流、進(jìn)出口水流的不均勻性、油滴顆粒上浮的絮凝等因素，認(rèn)為油滴是在理想狀態(tài)下進(jìn)行中立分離的［3-4］。

4．2 旋流除砂器

本產(chǎn)品中采用3個旋流除砂器進(jìn)行組合除砂，將流量大的旋流除砂器設(shè)置在第1級，用于去除液體中較大顆粒的泥砂。從第1級排液口排出的液體進(jìn)入第2級旋流除砂器，第2級采用2個并聯(lián)的旋流除砂器去除液體中殘余的較小的泥砂。

4．3 過濾器

具有特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得同一體積的過濾單元有更大的過濾面積：

1） 采用特殊集水式水收集器。

2） 采用改性纖維濾料作為過濾材料，懸浮物不會粘附在濾料上，反沖時極易脫除。

3） 通過氣壓機構(gòu)來控制纖維濾料的壓縮和疏松，以達(dá)到高精度的過濾和良好的反沖效果。

4） 氣動控制閥用于控制出水和反沖水的分配，不需要反沖水池和反沖水泵，實現(xiàn)在線自我反沖洗。

5） 全系統(tǒng)有機的結(jié)合，用壓差控制器及PLC來實現(xiàn)全自動控制，包括對于反沖洗需要的識別。

6） 在罐體底部設(shè)有排砂裝置，可以將罐體底部的泥砂排出，提高了反沖洗的效果［5］。

5　現(xiàn)場應(yīng)用情況

遼河油田茨榆坨采油廠于2011-05將THS5250TJC3型洗井液處理車投入使用，截止2013年底，累計洗井756口。隨機抽取了2013年的7口注水井的洗井情況，如表1。

表1　THS5250TJC3型洗井液處理車在遼河油田7口注水井的洗井?dāng)?shù)據(jù)

通過對洗井過程監(jiān)測，對洗井過程中回水、注水壓力和流量變化等各項數(shù)據(jù)分析，以及對洗井液取樣對比，可以得出以下結(jié)論：注水井經(jīng)過洗井作業(yè)后，注水井油套管內(nèi)的污油、泥砂、懸浮物等雜質(zhì)得到了凈化，注水井井筒水質(zhì)得到了根本性的改善，為油田的注水井開發(fā)順利進(jìn)行起到了有力的保障作用，注水量明顯上升，預(yù)計每口井由此減少欠注措施費用￥1．2萬元／a以上。

6　結(jié)語

THS5250TJC3型洗井液處理車自投入油田使用以來，設(shè)備各部件運轉(zhuǎn)正常，數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，完全滿足對注水井洗井的要求。該設(shè)備洗井不需添加藥劑，極大降低了井下污染，屬于保護(hù)性無損洗井。在現(xiàn)場洗井作業(yè)過程中，實現(xiàn)了單井帶壓連續(xù)作業(yè)，污水、油泥等不外排，操作簡單，使用成本低，洗井效果非常顯著，為油田環(huán)境狀況的改善提供了保證，具有廣泛的應(yīng)用前景。

［1］ 李森偉．XJC30型全自動注水井洗井液處理車研制［J］．石油礦場機械，2005，34（3）：84-86．

［2］ 王景昌．油井洗井方法及車載洗井裝置［J］．油氣田地面工程，2009，28（4）：75．

［3］ 肯·阿諾德，毛瑞斯·斯圖爾特．油田地面工程—采出液處理工藝與設(shè)備設(shè)計［M］．北京：中國石化出版社，2010．

［4］ 胡彥青．氣浮技術(shù)應(yīng)用于注水井洗井［J］．油氣田地面工程，2009，28（9）：46-48．

［5］ 趙雷．陶瓷濾料過濾油田污水技術(shù)試驗研究［J］．石油礦場機械，2011，40（7）：66-69．

Development and Application of THS5250TJC3 Fluid Processing Truck

XU Huijuan，WU Juan，YU Yanjun
（Tonghua Petro-chemical Machinery Manufacture Co．，Ltd．，Tonghua134000，China）

In the process of water injection in oil field for a long time，the mechanical impurity and oil of the water are gathered in the stratum near around the wellbore，the stratum water absorption capacity decreased，leading to increased pressure，or even blocking stratum，and affect the well oil production．THS5250TJC3 fluid processing truck，was developed using gas floating down，fine filtering oil removal process returns at the time of the injection well washing，flushing fluid purification treatment，removal of suspended solids，oil and other contaminants，then purify and flushing fluid inject in closed cycle washed well．The equipment is circulation flushing with pressure，online reverse washing function，convenient operation，environmental protection，superior performance．

well washing fluid processing truck；flotation sedimentation tank；filter；application

TE935．03

B

10．3969／j．issn．1001-3482．2015．02．020

1001-3482（2015）02-0087-03