отстойник для очистки нефтесодержащих сточных вод

Формула изобретения

Отстойник для очистки нефтесодержащих сточных вод, содержащий горизонтальную цилиндрическую емкость, распределитель эмульсии, патрубки ввода сточной воды, вывода нефти, очищенной воды и шлама, отличающийся тем, что распределитель эмульсии выполнен в виде ряда коалесцирующих патронных фильтров и установлен в верхней части отстойника на ложах, расположенных рядами параллельно горизонтальной оси отстойника, при этом ложи патронных фильтров и патрубки ввода сточной воды расположены в противоположных концах отстойника.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам очистки сточных вод, содержащих тонкодисперсную нефть и твердую взвесь, и может быть использовано для подготовки нефтепромысловых сточных вод, используемых в системе заводнения продуктивных пластов.

Известен отстойник для очистки нефтесодержащих вод (авт. св. СССР N 1047842, кл. C 02 F 1/40, 1982), содержащий патронные фильтры, расположенные вертикально на распределителе эмульсии в перфорированных камерах.

Недостаток - перфорированные камеры формируют выходящую из патронов жидкость в виде струй, которые разбивают гидрофобный (нефтяной) слой на крупные капли нефти, увлекают их в отстойную зону, откуда они выносятся с потоком жидкости из отстойника. Кроме того, перфорированные отверстия способствуют диспергированию частиц нефти и недостаточной поверхности фильтрации.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является отстойник для очистки сточных вод (авт. св. СССР N 1057430, кл. C 02 F 1/40, 1982), включающий горизонтальную цилиндрическую емкость с патрубками ввода сточной воды, вывода нефти, очищенной воды и шлама, с распределителем эмульсии, расположенными в противоположных концах отстойника в верхней его части параллельно горизонтальной оси емкости и на расстоянии от нижних образующих до дна емкости, равном 0,8-0,9 диаметра отстойника.

Недостаток - недостаточная поверхность фильтрации. Кроме того, отстойник обеспечивает остаточное содержание примеси в сточной воде более 30 мг/л, что не удовлетворяет требованиям при закачке в продуктивные пласты с низкой (менее 90 мдарси) проницаемостью.

Цель изобретения - повышение эффективности работы отстойника путем увеличения поверхности фильтрации, а следовательно и его производительности.

Поставленная цель достигается тем, что распределитель эмульсии выполнен в виде ряда коалесцирующих патронных фильтров, установленных в верхней части отстойника на ложах и расположенных рядами параллельно горизонтальной оси отстойника, при этом ложи патронных фильтров и патрубки ввода сточной воды расположены в противоположных концах отстойника.

Такое техническое решение, а именно расположение патронных фильтров в верхней части емкости существенно сокращает высоту (продолжительность) всплывания частиц нефти, вышедших из фильтров и, следовательно, повышается степень очистки сточных вод - отстойник обеспечивает содержание примеси в сточной воде менее 20 мг/л, что удовлетворяет требованиям при закачке в продуктивные пласты с низкой проницаемостью. Кроме того, увеличение поверхности фильтрации позволяет увеличить производительность отстойника и сократить продолжительность отстаивания.

На фиг. 1 изображен предлагаемый отстойник, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Предложенный отстойник включает: горизонтальную цилиндрическую емкость 1, коалесцирующие патронные фильтры 1, ложи 3, сборник очищенной воды 4, монтажные люки 5, люк-лаз 6, патрубки ввода сточной воды 7, вывода нефти 8 и шлама 9. Патронный фильтр выполнен в виде "беличьего" колеса, на которой намотан в один-два слоя эластичный листовой пенополиуретан; сверху пенополиуретан обматывается сеткой и закрепляется стяжками; патрон с двух сторон заглушен фланцами с полыми патрубками, которые служат для ввода сточной воды во внутреннюю полость и соединения фильтров друг с другом.

Предлагаемый отстойник работает следующим образом.

Сточная вода, содержащая нефть и твердую примесь, через патрубки 7, расположенные по торцам отстойника, поступает последовательно во внутреннюю полость патронных фильтров, установленных рядами параллельно горизонтальной оси отстойника, что существенно увеличивает производительность отстойника. Далее сточная вода проходит через коалесцирующий гидрофобный пенополиуретан, в порах которого частицы нефти укрупняются, образуя пленочную нефть; последняя, достигнув критической толщины, открывается под действием потока жидкости и выносится в отстойную зону емкости 1.

Ложи 3, выполненные в виде полутрубы, отражают струи жидкости, выходящие с нижней части патрона, и направляет их вверх, придавая дополнительное ускорение частицам нефти, что значительно сокращает продолжительность отстаивания; кроме того, ложи предотвращают загрязнение зоны очищенной воды, что повышает качество очистки. Всплывшая нефть отводится на УПН через патрубок 8, оседающий шлам дренируется через патрубок 9. Очищенная сточная вода выводится через сборник 4 и подается в систему поддержания пластового давления.

Работоспособность предлагаемого отстойника была проведена на пилотной установке, представляющий собой горизонтальную цилиндрическую емкость диаметром 1440 мм и длиной 6000 мм. В отстойнике были установлены патронные фильтры в ряд на противоположных концах емкости на ложах, положение которых меняли в пределах 0,5-0,6 диаметра отстойника от нижней его образующей. Испытания проводились в промысловых условиях на сточной воде, содержание нефти в которой колебалось от 200 до 5000 мг/л, нагрузка жидкости на установку изменяли от 1 до 2 объемов в час.

Испытания показали, что расположение патронных фильтров рядами параллельно горизонтальной оси емкости позволяет увеличить поверхность фильтрации, а ввод жидкости с противоположных сторон делит поток на две части и, следовательно, уменьшает скорость движения жидкости, т.е. позволяет увеличить производительность отстойника. В то же время расположения ложи оказывает существенное влияние на степень очистки сточной воды.

В табл. 1 приведено остаточное содержание примеси в сточной воде в зависимости от высоты расположения ложа от нижней образующей емкости.

В табл.2 приведены основные технологические параметры прототипа и предлагаемого отстойника по данным промысловых испытаний опытного образца ФК-2973 и модели предлагаемого отстойника.

Как видно из табл. 2 предлагаемый отстойник по сравнению с прототипом обеспечивает увеличение производительности в 3 раза и улучшение качества очистки сточных вод в 2-2,5 раза.

Предложенный отстойник позволяет обеспечить допустимые нормы содержания примеси в сточных водах, закачиваемых в нефтяные пласты с низкой проницаемостью.