Результат интеллектуальной деятельности: Установка для очистки нефтепромысловых сточных вод для закачки в пласт

Изобретение предназначено для получения очищенной воды из нефтепромысловых сточных вод и может быть использовано в системе поддержания пластового давления при заводнении нефтяных месторождений

Аналогом изобретения является устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод (Патент РФ №2189360 Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод / А.Б. Адельшин, Н.И. Потехин, А.А. Адельшин; зарегистр. 23.05.2000 г.; Опубл. 20.09.2002. Бюл. №8), которое включает гидроциклон с патрубками подвода исходной воды, отвода верхнего и нижнего сливов в отстойник, снабженный вертикальной перегородкой, не доходящей до верхней его части, патрубками для отвода нефти, очищенной воды и выпуска осадка, при этом на выходе верхнего и нижнего сливов гидроциклона установлены цилиндрические камеры.

Недостатком данного устройства является низкий эффект очистки нефтепромысловых сточных вод.

Известно устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод (Патент РФ №2248327 Устройство для очистки нефтесодержащих сточных вод / А.Б. Адельшин, Н.И. Потехин, А.А. Адельшин; зарегистр. 11.09.2003 г. Опубл. 20.03.2005 г.; Бюл. №8), которое содержит трубопровод подачи исходной нефтесодержащей сточной воды, напорный гидроциклон, на выходе из нижнего слива которого установлена цилиндрическая камера, отстойник, распределительные устройства. Отстойник имеет разделительные перегородки, нефтесборники, устройство для отвода очищенной воды, нефти, а также осадка.

На этом устройстве предусмотрено тангенциальное закручивание потока в гидроциклоне с целью разрушения бронирующих оболочек капель нефти и гидродинамическая обработка в цилиндрической камере для интенсификации коалесценции частиц нефти.

Недостатком данного устройства является низкий эффект очистки нефтепромысловых сточных вод.

Задачей изобретения является усовершенствование конструкции установки для очистки нефтепромысловых сточных вод (НСВ) для закачки в пласт, обеспечивающее ее высокие эксплуатационные характеристики.

Техническим результатом изобретения является повышение степени очистки НСВ за счет снижения содержания нефти и механических примесей в очищенной сточной воде, используемой в системе поддержания пластового давления при заводнении нефтяных месторождений.

Технический результат достигается тем, что установка для очистки нефтепромысловых сточных вод для закачки в пласт состоит из гидроциклона с патрубками подвода исходной нефтепромысловой сточной воды, отвода верхнего слива и отвода нижнего слива, сообщенного с входным патрубком отстойника, снабженного также патрубками отвода нефтяной эмульсии, очищенной воды, выпуска осадка, при этом патрубок отвода нефтяной эмульсии сообщен посредством трубопровода с патрубком подвода исходной нефтепромысловой сточной воды, гидроциклона, вертикально установленного относительно отстойника, разделенного на четыре сообщающиеся камеры тремя верхними и тремя нижними вертикальными перегородками, при этом каждая камера отстойника снабжена коническим днищем с патрубком выпуска, а патрубок отвода очищенной воды отстойника сообщен с входным патрубком дополнительно установленного самопромывного песчаного фильтра, также оснащенного патрубком отвода очищенной воды и патрубком отвода промывочной воды, сообщенным с патрубком подвода исходной нефтепромысловой сточной воды вертикально расположенного гидроциклона.

Снижение содержания нефти в очищенной сточной воде достигается частичным ее выведением из патрубка отвода верхнего слива вертикально расположенного гидроциклона и из патрубка отвода нефтяной эмульсии отстойника. Под действием центробежных сил в вертикально расположенном гидроциклоне происходит разрушение бронирующих оболочек на каплях нефти и промежуточного слоя грубодисперсной фазы на границе нефть - вода. В результате происходит высвобождение из нефти механических примесей. Освобожденные капли нефти коалесцируют, образуя свободно плавающую нефть, которая всплывает на верх вертикально расположенного гидроциклона вследствие меньшей плотности по сравнению с водой. Вертикальное расположение гидроциклона за счет уменьшения диаметра в верхней его части способствует увеличению скорости потока сточной воды, что приводит к разрушению бронирующих оболочек на мелких каплях нефти.

Снижение содержания механических примесей в очищенной сточной воде достигается в вертикально расположенном гидроциклоне путем их высвобождения из промежуточного слоя грубодисперсной фазы и уносом через патрубок отвода нижнего слива, сообщенного с входным патрубком отстойника, потоком воды в отстойник, в котором под действием силы тяжести механические примеси в виде нефтяного шлама оседают в конических днищах, расположенных под каждой камерой отстойника, после чего через патрубки выпуска осадка его удаляют.

Сообщение патрубка отвода нефтяной эмульсии отстойника, разделенного на четыре камеры, посредством трубопровода с патрубком подвода исходной нефтепромысловой сточной воды вертикально расположенного гидроциклона позволяет обеспечить дополнительную очистку нефтепромысловой сточной воды, так как при прохождении нефтепромысловой сточной воды через камеры отстойника происходит разрушение бронирующих оболочек на мелких каплях нефти и коалесценция нефти, а также отделение механических примесей в виде нефтяного шлама, для сбора и отвода которого каждая камера оснащена коническим днищем и патрубком выпуска осадка.

Сообщение патрубка отвода очищенной воды отстойника с входным патрубком дополнительно установленного самопромывного песчаного фильтра позволяет осуществить дальнейшее движение частично очищенной сточной воды в песчаный фильтр, в котором происходит доочистка сточной воды от нефти и механических примесей. В самопромывном песчаном фильтре отсутствует спрессованность песка во времени в результате его постоянного движения вверх и вниз, отсутствует продувка воздухом и нет засоряющихся насадок. Фильтр способен удерживать высокое содержание взвешенных частиц. Промывочная вода с уплотненными твердыми частицами выходит через патрубок отвода промывочной воды, который сообщен с патрубком подвода исходной нефтепромысловой сточной воды гидроциклона, сбрасывается в вертикально расположенный гидроциклон, а очищенную сточную воду отводят через патрубок отвода очищенной воды.

Таким образом, совокупность существенных признаков позволяет достичь желаемого технического результата.

На чертеже представлена установка для очистки НСВ для закачки в пласт, состоящая из гидроциклона 1 с патрубками подвода исходной нефтепромысловой сточной воды 2, отвода верхнего слива 3 и отвода нижнего слива 4. Патрубок нижнего слива 4 сообщен с входным патрубком 5 отстойника 6. Отстойник 6 снабжен также патрубками отвода нефтяной эмульсии 7, очищенной воды 8 и выпуска осадка 9. Патрубок отвода нефтяной эмульсии 7 отстойника 6 сообщен посредством трубопровода с патрубком подвода исходной нефтепромысловой сточной воды 2 вертикально установленного относительно отстойника 6 гидроциклона 1. Отстойник 6 разделен на четыре сообщающиеся камеры тремя верхними 10 и тремя нижними 11 вертикальными перегородками. Каждая камера отстойника снабжена коническим днищем 12 с патрубком отвода шламового осадка 9. Патрубок отвода очищенной воды 8 отстойника 6 сообщен с входным патрубком 13 дополнительно установленного самопромывного песчаного фильтра 14. Самопромывной песчаный фильтр 14 оснащен патрубком отвода промывочной воды 15, сообщенным с патрубком подвода исходной нефтепромысловой сточной воды 2 вертикально расположенного гидроциклона 1, и патрубком отвода очищенной воды 16.

Работает заявляемая установка для очистки НСВ для закачки в пласт следующим образом.

НСВ подают через патрубок подвода исходной нефтепромысловой сточной воды 2 в гидроциклон 1. В гидроциклоне 1 происходит предварительная очистка исходной НСВ путем частичного выведения концентрированных нефтепродуктов и выделившихся газов через патрубок отвода верхнего слива 3. Стадия обработки НСВ заключается в разрушении под действием центробежных сил бронирующих оболочек на каплях нефти и промежуточного слоя грубодисперсной фазы на границе нефть - вода. В результате происходит высвобождение из нефти механических примесей. Освобожденные капли нефти коалесцируют, образуя свободно плавающую нефть, которая всплывает на верх вертикально расположенного гидроциклона 1 вследствие меньшей плотности по сравнению с водой. Уменьшение диаметра в верхней части гидроциклона способствует увеличению скорости потока сточной воды, что приводит к разрушению бронирующих оболочек на мелких каплях нефти. Под действием центробежных сил в гидроциклоне 1 также происходит интенсивная турбулизация НСВ, приводящая к высвобождению газов и их выведению из патрубка отвода верхнего слива 3 гидроциклона 1. Снижение содержания механических примесей в очищенной сточной воде достигается в гидроциклоне 1 путем их высвобождения из промежуточного слоя грубодисперсной фазы и уносом через патрубок отвода нижнего слива 4, сообщенного с входным патрубком 5 отстойника 6, потоком воды в отстойник 6 закрытого типа, разделенный на четыре камеры вертикальными перегородками 10 и 11, способствующими дальнейшему разрушению бронирующих оболочек на мелких каплях нефти и коалесценции нефти. В отстойнике 6 под действием силы тяжести механические примеси в виде нефтяного шлама оседают в конических днищах 12 каждой камеры отстойника 6, после чего их удаляют через патрубки отвода выпуска осадка 9. Скоалесцированная нефть поднимается в верхнюю часть отстойника бив виде уловленной нефти через патрубок отвода нефтяной эмульсии 7 посредством трубопровода поступает в патрубок подвода исходной нефтепромысловой сточной воды 2 в вертикально установленный гидроциклон 1. Частично очищенная от механических примесей НСВ далее через патрубок отвода очищенной воды 8 отстойника 6 по трубопроводу поступает через входной патрубок 13 в самопромывной фильтр 14, где происходит доочистка сточной воды от нефти и механических примесей. В самопромывном песчаном фильтре 14 отсутствует спрессованность песка во времени в результате его постоянного движения вверх и вниз, отсутствует продувка воздухом и нет засоряющихся насадок. Самопромывной песчаный фильтр 14 удерживает высокое содержание взвешенных частиц. Из самопромывного песчаного фильтра 14 промывочная вода с уплотненными твердыми частицами выходит через патрубок отвода промывочной воды 15 и далее через патрубок подвода исходной нефтепромысловой сточной воды 2 сбрасывается в вертикально расположенный гидроциклон 1. Промывку песчаного фильтра 14 осуществляют периодически очищенной водой. Через патрубок отвода очищенной воды 16 очищенную воду, соответствующую показателям качества по нефтепродуктам и взвешенным веществами, отвечающим требованиям ОСТ 39-225-88, подают для закачки в пласт.