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开 题 报 告
( 摘 要)

项 目 名 称: 注水井不外排循环洗井技术研究
组织编写单位: 大庆油田有限责任公司技术发展部
编 写 单 位: 第七采油厂工程技术大队
编 写 人: 张 丽
编写单位审核人: 付国太
项目研究起止时间: 6月～ 9月
填 写 日 期: 6月10日

一、 项目概要
当前常规洗井污水处理方法主要是利用罐车拉运集中处理, 这种洗井方式污水处理难度较大。单井洗井污水量一般在80m3左右, 罐车容量一般为12m3～15m3, 由于设备数量有限, 按标准洗好一口井需罐车多次往返, 费时费力, 耗资较大。针对以上问题, 开展注水井不外排循环洗井技术研究, 实现彻底洗井和洗井液不外排的目的。
应用该项技术主要研发制造了可实现循环洗井的专用洗井装置, 在洗井过程中对洗井水进行相应处理, 使其达到注水井注入水质标准后, 直接循环回注井内。洗井时, 油层返吐出的注入水经过油管返排到地面, 首先进入无动力分离器, 同时加药装置启动, 进行点滴加药, 实现杀菌和絮凝。混合液体经多级塔板处理, 实现油水分离和泥砂初步沉降, 再经过二级缓冲沉降, 实现微小絮凝物及残余泥砂的沉降, 处理后的地层水经精细过滤器过滤后重新由套管注入井内, 从而实现连续循环环保洗井, 达到彻底洗井和洗井液不外排的目的。
二、 主要研究内容及关键技术
1、 主要研究内容
(1)研制分离沉降设备, 实现洗井返排液中水、 油污、 泥砂及絮凝后菌类等的分离, 经过对返排液的流态、 杂质分离的边界条件等的理论分析, 对分离沉降设备进行结构尺寸的设计优化。
(2)研制精细过滤设备, 实现经分离沉降设备的洗井返排液中剩余机械杂质的精细过滤, 采用机械式过滤, 无需滤料, 反冲洗简单。
(3)研制点滴加药设备, 对洗井返排液均匀、 持续加药, 经过杀菌、 絮凝等对菌类进行处理, 同时研制优选杀菌、 絮凝剂配方, 优化合理加药量。
2、 关键技术
塔板式油水分离器及不锈钢渗流式反冲洗过滤器的设计
三、 研究目标、 主要技术经济考核指标
1、 研究目标
在洗井过程中对洗井返出液进行相应处理, 直接回注井内, 实现连续循环洗井, 达到洗井液不外排的目的。
2、 主要技术经济考核指标
(1)可实现连续循环洗井, 洗井液不外排, 处理后水质指标: 含油量≤15mg/L; 悬浮固体含量≤10mg/L; 悬浮物颗粒直径中值≤3μm。
(2)洗井装置水处理排量不低于25m3/h。

《注水井不外排循环洗井技术研究》
技术总结报告

编写人: 张 丽 曾志林

大庆油田有限责任公司第七采油厂

二〇〇九年十一月

目 录

1、 项目的目的意义 ……………………………………………… 1
2、 项目主要研究内容及技术指标完成情况 …………………… 1
2.1、 主要研究内容 ………………………………………… 1
2.2、 项目指标及完成情况 ………………………………… 1
3、 技术创新点 …………………………………………………… 1
4、 主要研究内容 ………………………………………………… 2
4.1、 设计思路及结构组成 …………………………………… 2
4.2、 无动力油水分离技术研究 ………………………… 3
4.3、 点滴加药技术研究 …………………………………… 9
4.4、 精细过滤技术研究 …………………………………… 15
5、 现场试验 ……………………………………………………… 16
5.1、 现场洗井工艺流程 …………………………………… 16
5.2、 总体现场试验效果 …………………………………… 16
5.3、 分类现场试验效果 …………………………………… 18

1.项目的目的意义
注水井洗井能够清除井筒内的聚集物, 减少炮眼附近油层的污染, 是注水井保持地层吸水能力有效而经济的方法, 是提高注水效果、 减少重新测试调配的重要措施之一。
当前, 油田常见的注水井洗井污水处理方法是利用罐车拉运集中处理, 这种洗井方式污染环境且污水处理难度较高, 且由于设备数量有限, 按标准洗好一口井需罐车多次往返, 费时费力, 耗资较大。
为此, 开展注水井循环洗井技术研究及循环洗井装置的研制, 在洗井过程中对洗井返出液进行相应处理, 使其水质得到改进, 达到回注水水质标准后, 直接回注井内, 实现连续循环洗井、 洗井液不外排的目的, 从而缓解洗井困难的局面, 解决洗井返出液污染环境等问题, 满足洗井要求。
2.项目主要研究内容及技术指标完成情况
2.1 主要研究内容
2.1.1研制分离沉降设备, 实现洗井返排液中水、 油污、 泥砂及絮凝后菌类等的分离, 经过对返排液的流态、 杂质分离的边界条件等的理论分析, 对分离沉降设备进行结构尺寸的设计优化。
2.1.2研制精细过滤设备, 实现经分离沉降设备的洗井返排液中剩余机械杂质的精细过滤, 采用机械式过滤, 无需滤料, 反冲洗简单。
2.1.3研制点滴加药设备, 对洗井返排液均匀、 持续加药, 经过杀菌、 絮凝等对菌类进行处理, 同时研制优选杀菌、 絮凝剂配方, 优化合理加药量。
2.2 项目指标及完成情况
表2-1 项目指标及完成情况
项目计划指标
项目指标完成情况
可实现连续循环洗井, 洗井液不外排, 处理后水质指标: 含油量≤15mg/L; 悬浮固体含量≤10mg/L; 悬浮物粒径中值≤3μm
实现了连续循环洗井及洗井液不外排, 处理后水质指标经化验达到要求指标, 含油量化验均值2.16mg/L; 悬浮固体含量化验均值8.83mg/L, 粒径中值化验均值1.24μm
洗井装置水处理排量不低于25m3/h
洗井装置水处理排量可达到25m3/h
3.技术创新点
3.1 设计并研制了机械式无动力油水分离设备, 经过机械塔板及缓冲沉降实现油水及杂质的无动力分离, 排污及清洗容易, 无需后期维护, 自重轻, 适应井场范围大。
3.2 研究了具有反冲洗功能的机械式精细过滤技术, 无需滤料, 实现了对洗井水中的细小杂质、 被杀死菌类的有效过滤。
3.3 研制了配套加药技术, 在无动力油水分离器的进水口处设计应用点滴加药方式, 使加入的药剂能更均匀有效的与洗井水混合, 有效实现了对洗井水中的细菌、 泥沙、 油水的有效处理;
3.4 研制了四位一体车载式循环洗井装置, 整车重量较轻, 同时减少了洗井所需设备数量, 降低了对井场条件的要求, 并可将洗井污物随时排放到专用罐车中。
3.5 对注水井井口进行改造, 加装专业洗井接头, 简化洗井流程, 缩短洗井准备时间, 减轻工人劳动强度, 提高了洗井工作效率。
4 主要研究内容
4.1 设计思路及结构组成
在对油田洗井现状及无动力油水分离技术调研的基础上, 提出了循环洗井技术思路, 研制了车载式注水井不外排循环洗井装置, 主要由无动力油水分离器、 点滴加药装置、 精细过滤装置、 底盘车及循环泵等组成。
设计思路: 地层返出液首先进入无动力分离器, 同时加药装置启动, 进行点滴加药, 实现杀菌和絮凝。混合液体经多级塔板处理, 实现油水分离和泥砂初步沉降, 再经过二级缓冲沉降, 实现微小絮凝物、 残余泥砂及杂质的沉降, 处理后的地层水经精细过滤器过滤后重新由套管回注井内。如此循环, 从而实现连续循环环保洗井。
多级塔板处理
二级缓冲沉降
地层返出水
混合液
处理后的地层水
注入地层
加药装置启动
进入无动力沉降罐
精细过滤器

图4-2 洗井流程图
4.2 无动力油水分离技术研究
当前, 对含油污水实施除油的主要方法主要有机械分离方法和破除乳化作用的化学处理方法两种。机械分离方法主要有重力法、 离心法、 聚结法、 过滤法、 电场法等。考虑到油田现场洗井的实际情况, 提出应用最基本也是最重要的一种初级处理方法——机械分离法中的重力分离法, 实现洗井液中的油水分离。
4.2.1重力法油水分离技术理论基础
19 Hazne根据重力分离法的实践经验提出了”浅池理论”, 即: 在忽略紊流、 进出口水流的不均匀性、 油珠颗粒上浮等因素的情况下, 认为油珠颗粒是在理想的状态下进行重力分离的。因此, 在重力分离过程中, 分散颗粒的分离效果是以颗粒的运动速度与池子的面积为函数来衡量的, 与池子深度、 运动时间无关。
因此, 有两个途径可提高分离池的处理能力, 一是扩大沉降(上浮)面积; 二是提高水珠下沉(上浮)速度。采取的措施是在容器内设置多层水平隔板或者是波纹板, 或将分离池分成n层就能够把处理能力提高n倍。这一理论为高效快速分离设备的设计奠定了基础, 重力式油水分离设备即是依据该原理进行设计的。
4.2.2无动力油水分离器设计
根据”浅池理论”, 设计无动力油水分离器, 其容积为15m3, 核心部分由多层纵横隔板和塔板组成, 包括分离区和沉降区, 分离区由多层横板和斜板分离部件组成, 分离区主要起分离固体杂质和油污的作用, 而由竖板分隔成的沉降区主要起稳流的作用, 同时, 还具有将在分离区未能除尽的油污除尽的功效, 并设计安装自动除油、 除砂部分, 及时对油污及泥沙进行排除。
在无动力的前提下, 洗井返排液流经油水分离器的瞬间, 油珠借助污水流动时的动能, 连续碰撞, 由小变大, 油珠、 絮凝物等借助装置设计形成的水位落差势能, 作为替代动能, 由此加速不同比重的油与水的分流、 分层和分离, 最终实现油水分离的目的。
自动除油部分采用刮板及螺旋推进器, 由电机带动及减速装置做为动力, 将上浮的污油及絮凝物等随时排放到污油罐车内。
自动除砂部分采用螺旋推进器及斜板配合, 一级除砂直接利用螺旋推进器排放; 二级除砂由螺旋推进器及柱塞泵共同动作, 排放至污油罐车内。
4.3 点滴加药技术研究
大量的水质化验分析表明, 各种菌类、 泥沙及杂质以不同状态和不同粒径范围存在于洗井返出液中, 要实现将洗井水处理至合格水样, 仅依靠油水分离器是不够的, 从上面油水分离器除油率的计算中我们能够看出, 小于临界粒径的油滴及杂质是不能被除去的。为提高处理效果和效率, 需要采取措施将油滴粒径聚集扩大从而被除去, 因此, 研究应用了适合的加药技术, 并优选了药剂。
4.3.1加药技术的理论依据
根据斯托克斯公式:
u —油滴流速, m/s
W, —水及油的密度, kg/m3;
—水的粘度, Pa·s;
g—重力加速度 , m/s2;
dF—油滴半径。
如果将油滴看作小球, 能够由斯托克斯公式得知其上浮速度与水中污油半径的平方成正比; 与水、 油的密度差成正比; 与水的粘度成反比。根据这个关系式来衡量各个污水除油的难易程度, 与生产现场的实际情况基本上是符合的。油滴半径越大、 油水密度差越大、 水的粘度越小, 油水分离过程越容易进行。为了提高油水两相的分离速度, 人们以斯托克斯公式为指导, 发现和创造了一系列行之有效的处理方法和措施:
(1)增大油珠的粒径, 能够添加化学药剂; 对”油包水”型乳化液加高强度电场或者高频电场、 磁场; 使用亲水憎油物质聚结水滴。
(2)扩大油水密度差, 能够向油中掺溶质, 降低油的平均密度; 选择适宜的分离温度; 在水中添加物质, 增加水相的密度。
(3)降低粘度, 能够添加低粘度物质, 加热升温。
因此, 能够经过加入适合的药剂, 使洗井水中油水两相之间出现密度差异, 比水轻的物质漂浮于容器的最上部被刮出, 比水重的物质则沉积于容器的最下部被处理掉, 容器中部则剩下处理后的水。
4.3.2洗井液分析
取七厂现场洗井液, 按照《大庆油田油藏水驱注水水质指标及分析方法》(Q/SY DQ0605- 标准)进行分析。
表4-2 洗井液水质分析结果
分析项目
分析结果
总硬度, mg/L
41.26
总碱度, mg/L
1300.26
氯离子, mg/L
1565.12
钙离子, mg/L
34.74
PH
6.5
总溶固, mg/L
2666.7
固体悬浮物, mg/L
147.6
硫酸还原菌, 106个/mL
2.5
铁细菌, 104个/mL
60
腐生菌, 108个/mL
2.8
污水含油量, mg/L
2268.9
根据水质分析结果来看, 洗井液中的悬浮物主要由机械杂质、 悬浮的胶体离子和细菌的代谢产物三部分组成, 其中含有较多的机械杂质悬浮物以及油水分离后的残余油珠。
4.3.3药剂优选
在斯托克斯公式的指导下, 我们在增大油滴粒径及扩大油水密度差两方面进行了有效的试验。主要采取向洗井液中加入杀菌剂和絮凝剂的办法来实现增大油滴粒径和扩大密度差的目的, 并针对葡萄花油田洗井液细菌数、 油含量和悬浮物超标问题, 对6种杀菌和絮凝药剂进行了实验优选, 最终确定效果最好杀菌粘泥抑制剂LF-1和复合絮凝剂LF-2, 同时开展了合理加药量研究。
4.3.3.1合理加药量
所优选的复合型杀菌粘泥抑制剂LF-1及复合絮凝剂LF-2能够协同作用, 达到净水目的。
取现场注水井返出的污水, 在10%的污水含油量情况下, 两种药剂的加入浓度分别在500-1000ppm和1000- ppm情况下的效果最好, 折算为单井洗井液的加药量为20-50kg和50-100kg, 两种药剂的加入浓度比约为1: 2(见下表)。
表4-9 室内实验确定的两种药剂加药量范围
序号
药剂类型
污水含油量(%)
加药浓度(ppm)
加药量范围(kg)
1
杀菌粘泥抑制剂LF-1
10
500-1000
20-50
2
复合絮凝剂LF-2
10
1000-
50-100
4.3.4点滴加药装置研制
点滴加药装置主要由加药泵和加药箱组成, 可实现对洗井水的点滴加药, 而且加药量随时可调, 根据现场实际需要, 设计加药罐容量为480L, 加药泵排量0-50L/h可调。
洗井时, 井筒内的洗井液返出, 在进入无动力油水分离器, 启动点滴加药泵, 经过设计的喷头实现点滴加药和药剂与洗井液的混合, 在洗井液进入无动力油水分离器前, 即实现了杀菌和絮凝, 保证了加药效果。
4.4 精细过滤技术研究
设计应用精细过滤器实现污水的精细过滤, 该精细过滤器由三层不锈钢管精细滤芯组成, 在实现精细过滤的同时, 还可实现除垢、 排污和返冲洗功能。
工作原理: 经过油水分离、 沉降后的污水, 经高压泵泵入精细过滤器, 洗井水中的细小杂质及被杀死的菌类经过精细过滤器内的管孔之间交错搭配形成的环隙被过滤, 经过滤合格的水经过中心管注入井, 内环隙大小可根据水质指标进行选择。
滤芯外套与中心滤管可沿轴向移动, 并做旋转运动, 在内滤管的旋流导向槽的直角边与外滤管套带孔内径产生轴向相对运动, 此时垢质层受到剪切并被拨离与刮屑, 垢层与附着体分离, 达到除垢之目的; 经过调整反冲洗机构, 可使滤芯进水孔与出水孔对位, 反冲洗滤芯通道贯通, 打开排污柄后, 即可将过滤出的污物反冲洗出, 从而实现排污和反冲洗功能。
工作指标: 最高工作压力25MPa; 过滤精度: 2-50μm可调; 过流量: 25-35m3/h。
5.现场试验
5.1现场洗井工艺流程
车载式循环洗井装置现场洗井工艺流程采取井口油管与油水无动力分离器连接, 循环泵进口与油水无动力分离器连接, 循环泵出口与水井套管连接, 从而形成了完整的反洗井循环处理系统。
当井底压力较高时, 能够直接采用井内返吐水进行洗井; 当井底压力较低时, 没有返吐水时, 打开洗井阀门, 将水间来水先引入油套环空内, 再从油管内返出, 进入洗井装置内, 实现循环洗井, 这样能够更好的冲洗井内管柱。因此, 在高、 低压情况下, 均可实现循环洗井。
5.2总体现场试验效果
截至当前, 共完成87井次的现场洗井试验( 其中在采油三厂试验4口井) , 平均单井洗井2.98小时、 排量20.33m3/h, 平均单井洗出污物4.31m3, 统计洗井后, 平均单井日增注8.79m3, 平均单井注水压力降低0.68MPa。在现场试验过程中, 先后摸索了加入不同药剂、 不同加药方式、 不同区块的洗井试验, 并随机抽取21井次水样进行化验, 洗井后的水质有明显改进, 经过循环洗井装置处理后水水质含油量、 悬浮固及和粒径中值均达到了开题计划指标, 能够满足注水井洗井要求。
表5-1 洗井水质化验结果
序号
井号
水质化验结果
备注
含油量(mg/L)
悬浮固体含量(mg/L)
粒径中值
(µm)
1
葡68-70
1.08
22.9
1.025
调整药剂
2
葡76-94
1.96
21.6
1.093
调整药剂
3
葡57-86
1.61
20.3
0.974
调整药剂
4
葡64-94
1.27
25.3
1.34
调整药剂
5
太116-68
11.7
85.3
0.868
单加絮凝剂
6
葡182-126
1.04
13.4
1.499

7
葡65-89
未检出
12.4
2.388

8
葡88-61
0.56
4.32
1.331

9
葡CS155
0.12
0.183
2.087

10
葡88-42
0.13
6.67
0.858

11
葡67-87
未检出
5.0
2.273

12
葡79-73
0.5
4.6
0.925

13
太118-68
未检出
0.741
0.865

14
葡54-93
2.41
6.19
0.85

15
葡58-82
1.56
7.06
0.877

16
葡50-92
2.38
8.42
2.305

17
葡59-89
2.15
8.21
0.888

18
葡60-F80
0.42
2.27
0.896

19
葡77-65
0.94
3.3
0.893

20
葡68-CSF66
7.91
2.75
0.896

21
太136-56
1.05
0.9
0.883

平均
2.16
8.83
1.24

5.3分类现场试验效果
5.3.1加入不同药剂试验情况
为检验加入不同药剂洗井水质改进情况, 分别开展了单独加入杀菌剂、 单独加入絮凝剂及不加任何药剂的洗井试验, 并取水样进行化验分析。由于不加药剂及单独加入杀菌剂水样中杂质含量多, 受化验设备条件限制, 未进行化验分析。仅太116-68井进行单加絮凝剂洗井试验, 化验结果显示: 水质悬浮固体含量及粒径中值均未达标, 而且粒径中值也是取水样的上部清水检测才达到指标。
试验结论: 不加任何药剂和单加任何一种药剂, 均难以使洗井水达到注入水质要求。
表5-2 单加絮凝剂水质化验情况表
井号
水质化验结果
洗井时间(min)
含油量
(mg/L)
悬浮固体
(mg/L)
粒径中值
(µm)
太116-68
11.7
85.3
0.868
( 有絮体取上部清液检测)
300
5.3.2不同加药方式试验
一是平稳直线型加药方式。平稳直线型加药方式是在洗井开始后就一直以稳定的排量向洗井液内加药, 直到水质得到改进停止加药。经过现场洗井试验表明, 这种加药方式对处理地层返出液中杂质、 菌类含量较高时较有优势, 但对理井况较好的井存在药剂浪费的现象, 不适用于所有井况。
二是楔形下降型加药方式。楔形下降型加药方式是在洗井初期以最大排量加药, 经过调节加药泵排量逐渐降低加药量, 最后停止加药。经过现场洗井试验发现, 随着洗井的进行, 杂质、 菌类含量也在降低, 逐渐降低加药量也能达到同样的洗井效果, 同时节省药剂用量。
实验结论: 楔形下降型加药方式能够达到同样洗井效果且省药剂用量, 是比较合理的加药方式。
5.3.3不同区块洗井试验
由于各个区块的注入情况有所差异, 采用的注入液也不同, 例如葡北油田和葡南油田采用污水回注和清污混注, 而太南油田则采用清水注入, 因此, 造成了各个区块洗井水水质的差异。为此, 自洗井装置进入现场试验来, 开展了不同区块的洗井试验, 主要包括合理加药量、 合理加药时间段、 不同加药方式, 并抽取不同区块的洗井水样进行化验分析。
表5-3 不同区块水质化验对比表
区块
井号
水质化验结果
洗井
时间
(min)
加药
量
(kg)
加药
方式
含油量
(mg/L)
悬浮固体
(mg/L)
粒径中值
(µm)
葡北　
葡侧斜155
0.12
0.183
2.087
190
150
楔形下降型
葡88-42
0.13
6.67
0.858
190
150
平稳直线型
葡79-73
0.5
4.6
0.925
180
100
平稳直线型
太南
太118-68
未检出
0.741
0.865
180
100
楔形下降型
葡南
葡182-126
1.04
13.4
1.499
210
110
平稳直线型
萨北
B2-3-CZ89
未检出
32.5
未化验
240
250
楔形下降型
萨北油田试验情况: 9月在采油三厂萨北油田进行了4口井现场洗井试验。由于三厂注入水质及地层返出液中杂质、 菌类及油含量都远高于七厂水质情况, 为此, 对洗井药剂进行了重新配制, 并延长了洗井时间, 对比洗井前后水样及注水情况, 取得明显的洗井效果。从现场试验结果来看, 萨北油田洗井所需药剂量和洗井时间均远高于采油七厂的情况, 平均单井洗井需加入药剂约200-300Kg, 单井洗井时间在3-4小时, 但由于洗井数量较少, 还需进一步摸索规律。
不同区块试验结论:
一是在合理加药量方面, 对实施污水回注和清污混注的葡北油田和葡南油田, 加药总量以100-150kg为宜(杀菌剂与絮凝剂配比约为1:2); 而对实施清水注入的太南油田而言, 由于地层返出液中杂质、 菌类较少, 单井合理加药总量在100kg以内, 即可满足洗井要求。二是在合理循环时间控制方面, 各区块总体情况差别不大, 应以180分钟为佳, 个别井需视地层返出液中的杂质含量的多少相应的增减洗井时间。三是在加药方式方面, 以楔形下降型为最佳, 在最后1.0-1.5小时内不宜加药循环, 既保证前期加入的药剂能充分反应, 又可避免后期加入药剂在井筒内继续作用而沉积在井筒内情况的出现, 造成”负作用”——完成洗井后, 残留的絮凝剂、 杀菌剂被注入水推入地层在地层深部发生后续反应造成深部污染堵塞。

注水井循环洗井装置
施工操作规程

大庆油田有限责任公司第七采油厂

注水井循环洗井装置施工操作规程
1 范围
本标准规定了注水井循环洗井装置的使用范围、 施工准备、 施工工序、 施工操作等要求。
本标准适用于大庆油田注水井洗井施工。
2 概述
注水井循环洗井装置是在解放CA1241P2K14T二类底盘车上改装而成的石油专业特车。底牌基座上安装有构架、 全功率取力器、 三缸柱塞泵、 无动力油水分离器、 加药泵、 加药箱、 精细过滤器、 大泵吸入管系、 大泵排出管系及井口连接管系等部件, 上述部件经研制改装成为油田注水井洗井专用特种车辆。

3 各部件工作参数
3.1 大泵: 工作参数: 最大承压35 MPa, 最大排量50m3/h。洗井装置循环洗井、 清水回注及排污的动力源。( 图2)
3.2 小发电机: 是刮油器、 加药泵的动力源。( 图3)
3.3 加药泵: 2台加药泵分别将杀菌剂和絮凝剂加入到无动力油水分离器内, 实现杀菌、 絮凝。( 图4)
3.4 加药箱: 设计容量480升, 中间由隔板分成各自容量为240升的两部分, 分别盛装杀菌剂和絮凝剂。( 图5)
3.5 无动力油水分离器: 主要包括缓冲、 一级分离沉降、 两级分离沉降、 自动除油与除沙等部分, 有效容积为15m3, 洗井最大排量25m3/h。
3.6 精细过滤器: 实现杂质、 悬浮物与洗井水的精细过滤, 同时还可实现排污和返冲洗功能。( 图6)
3.7 刮油器: 由刮油片、 螺旋推进器组成, 小发电机驱动, 可将污油及杀死后上浮菌类、 漂浮的杂质刮掉, 经过上部排污管线排放到罐车内。( 图7)
3.8 螺旋推进器: 在无动力油水分离器上、 下端各设有一个, 由小发电机驱动, 经过爪式离合器控制上下螺旋推进器的起停。上端螺旋推进器启动后可将污油及杀死的菌类、 漂浮的杂质经过上部排污管线排到罐车内; 下端螺旋推进器启动后可将沉降到分离器底部的泥沙等杂质经过底部排污管线排到罐车内。
3.9 控制箱: 用于控制加药泵和刮油器的起停。( 图8)
3.10 观察视窗: 洗井装置上共有4个圆形玻璃观察视窗, 分别安装在无动力油水分离器前箱和后箱的上下端, 用于观察分离器内液体液面高度和水质情况。( 图9)
3.11 流量计: 洗井装置上共有2个液体流量计, 分别安装在安装在油水分离器进水口及精细过滤器出水口处, 能够记录、 显示进出口处液体的总流量和洗井瞬时流量。( 图10、 11)
3.12 阀门组
a) 1号阀门: 循环洗井阀门, 与大泵出水口、 精细过滤器进水口相连。( 图12)
b) 2号阀门: 排污阀门, 同时是精细过滤器反冲洗阀门, 与精细过滤器出水口、 大泵出水口相连。( 图13)
c) 3号阀门: 循环洗井和清水回注阀门, 与无动力油水分离器前箱、 大泵进水口相连。( 图14)
d) 4号、 5号阀门: 无动力油水分离器后箱清水回注阀门, 与无动力油水分离器后箱中间层、 大泵进水口相连。( 图15)
e) 6号阀门: 无动力油水分离器前箱排污阀门, 与无动力油水分离器前箱、 大泵进水口相连。( 图16)
f) 7号阀门: 无动力油水分离器后箱排污阀门, 与无动力油水分离器后箱、 大泵进水口相连。( 图17)
g) 8号阀门: 无动力油水分离器后箱排沙阀门, 将洗井后沉降在无动力油水分离器底部的泥沙、 杂质排出。( 图18)
h) 排污阀门: 位于无动力油水分离器后箱顶端, 与排污管线相连, 经过刮油器启动后将漂浮的污油、 菌尸等杂质排到罐车内。( 图19)
i) 取样阀门: 洗井装置上共有3个取样阀门, 分别安装在分离器进水口处、 分离器出水口处及精细过滤器出水口处, 用于取样对比地层返出水、 分离器后、 精细过滤器后水质变化情况。( 图20、 21、 22)
4 洗井操作流程
4.1 洗井施工前准备
4.1.1 落实待洗井井场情况, 要求井场能够较方便的停放本洗井装置和一台罐车, 并落实井口状况, 要求井口能进行进、 出水管线的连接;
4.1.2 录取待洗井洗前各项生产数据;
4.1.3 在井口套管处安装一个闸门, 便于与洗井装置连接及洗井过程中的水量控制;
4.1.4 检查洗井装置设备是否完好, 发动机及大泵是否能正常启动;
4.1.5 上井之前向加药箱内加杀菌剂和絮凝剂, 运输过程中保证药剂不外流、 不泄漏、 不污染环境。
4.2 洗井施工过程中
4.2.1 关闭计量间来水阀门, 井口总阀门, 连接高压洗井管线。
4.2.2 关死环空阀门, 打开油管阀门及总阀门, 向油水分离器内放水, 取样观察水质情况, 记录流量计流量, 同时加药泵启动开始加药;
4.2.3 当液面在刮油器工作范围内并有大量菌尸、 悬浮物和污油漂浮时, 启动刮油器, 使杂质经过排污管线排入罐车内;
4.2.4 当无动力油水分离器前箱内液面高度达到0.5m时, 启动大泵, 开始将洗井液循环回注井内, 并时刻注意观察大泵压力表上压力读数变化情况;
4.2.5 随着洗井过程不断取样观察水质情况, 逐一对比, 水样逐渐变清澈, 则证明洗井效果较好, 当水质清澈透明时, 停止加药, 再打一个循环后, 关闭油管阀门, 停止进水, 将剩余清水回注到井内;
4.2.6 回注结束后, 将环空阀门关死, 将回注管线连从井口端卸下, 与罐车连接, 启动大泵和搅笼将分离器内污物和底部泥沙经过排污管线排入罐车内。
4.2.7洗井过程中各项数据: 平均洗井排量: 控制在15～25m3/h范围内; 洗井总量: 每口井洗井总水量控制在50-60m3, 循环洗井约4-5次, 为避免药剂反应不彻底而堵塞地层, 在最后一个洗井循环时停止加药; 加药量: 平均每口井加杀菌剂50kg( 2×25kg/桶) , 絮凝剂100kg( 4×25kg/桶) , 可视每口井返出水水质情况适当加减药量; 洗井压力控制在20MPa以内。
4.3 洗井施工收尾
4.3.1 排污结束后, 将洗井管线装车收好, 清点工具, 恢复井口注水流程, 同时通知计量间恢复注水;
4.3.2 做好各项收尾工作, 罐车将洗井排放的污染物送到污水排放站统一排放处理;
4.3.3 将每口井洗井药剂用量、 洗井时间、 洗井排量、 洗井总方量等数据记录在《洗井现场施工记录卡》上, 录取注水井洗后各项生产数据。
5 注意事项
5.1 车辆上井前必须配带灭火器, 以防火警事故的发生。在有伴生气等易燃、 易爆气体存在的场所施工时, 有安全预案, 使用单位要给汽车排气管加装防火装置, 并采取相应的防火措施。
5.2 使用前, 施工人员必须对整车进行全面检查, 严禁在有故障或缺陷的情况下进行操作, 符合规定后方可允许开工。
5.3 作业井场必须坚实、 平整, 防止车辆下陷, 并便于车辆进出, 同时必须留出安全通道
5.4 工作时, 柱塞泵的泵头前方及高压排出管线接口5m内属于高压危险区, 严禁站人。
5.5 在使用过程中, 应随时注意分离器内的水是否被吸完, 避免泵空转。
5.6 调整、 检修发动机等传动系统前, 务必先停止发动机。
5.7 操作人员进入井场, 应戴安全帽, 穿戴好劳动保护用品。
5.8 当设备需要电焊维修时, 必须切断车辆电源, 特别是电控系统动力源, 以防止烧坏电气元件。
5.9 洗车时, 应采取必要的防护措施保护好裸露的电气元件, 严禁用水淋湿电气元件。
5.10 管路中各个阀门的开启和关闭应遵守下述原则: 先开启排出管路上的阀门后开启吸入管路上的阀门; 先关闭吸入管路上的阀门, 后关闭排出管路上的阀门。
5.11 非经培训的专业人员, 严禁操作本机, 以免事故发生, 应严格持证上岗操作。
5.12 设备工作时, 非操作人员必须远离本设备。
5.13 洗井作业过程中, 如果要使三缸柱塞泵达到最好的容积效率, 应使三缸柱塞泵的吸入口保证有0.3MPa的吸入压力。
5.14 施工过程中严格按照操作规程操作, 连接洗井管线时做好泄压工作, 确保安全施工, 避免造成人员伤害;
5.15 洗井作业过程中, 必须时刻观察压力变化情况, 建议工作压力不超过20MPa, 若工作压力达到20MPa, 应降低一档或泄压后再使用。
5.16运输过程及洗井现场保证洗井液、 洗井药剂及洗井污物不外排、 不泄漏, 不污染环境, 做好安全环保工作。
6 故障分析与排除
在设备运转出现故障时, 应尽量按故障的特点来查找原因, 下表列举了可能出现的一些故障和排除方法, 可供处理时参考。
故障分析及排除方法
序号
故障现象
产生原因
排除方法
1
泵不上水
1.吸入管路漏气
2.密封填料损坏
3.进口压力偏低
1.检查管路
2.更换密封
3.增大进口水压
2
大泵压力表指针摆动过大
1.吸入、 排出阀泄漏严重
2.进口水量不足
1.检查管路
2.增大进口水压
3
洗井药剂加不进去
1.加药泵堵塞
2.发电机线路故障
1.检查加药泵吸入口和管线, 进行清堵
2.检查发电机及控制箱线路是否断路
4
轴承过热
1.润滑不足
2.油路堵塞
3.油太脏或油变质
4.轴承装配间隙不适合
1.加足润滑油
2.冲洗轴承及有关油孔和润滑管路
3.更换新油
4.调整轴承轴向间隙
5
排污口堵塞
洗井赃物堵塞
卸下接头进行清污
7 维护与保养
7.1 定期向大泵、 发动机及连接件等加注润滑油, 避免出现腐蚀、 锈蚀等, 良好的润滑可延长各部件的使用寿命。
7.2 加药箱内剩余药品应在洗井后及时排出, 装药箱将药剂保存好, 做到不外泄、 外流。
7.3 随时检查进、 出水管系等连接是否良好, 有无漏失现象, 若出现漏失及时修复。
7.4 随时检查各个阀门是否严密, 有无漏失现象, 若有漏失及时修复。
7.5 洗井时注意观察加药泵工作是否正常, 若有药剂堵塞现场出现, 应及时排查修复。
7.6 定期请电工检查车载小发电机及其关联电路连接是否存在短路、 漏电等现象, 做好检查维修记录。
7.7 设备应停靠在干燥阴凉的车库内, 避免雨淋。