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油田钻井废水净化与回用处理系统

中国污水处理工程网 时间:2018-3-13 17:25:48

污水处理专利技术

  申请日2016.03.18

  公开(公告)日2016.07.27

  IPC分类号C02F9/04; C02F103/10; C02F101/10

  摘要

  本发明涉及一种油田钻井废水净化与回用处理系统及工艺,所述处理系统包括依次连接的设有扩容混合段的进水管、混凝过滤器、重力沉降室、活性炭过滤器以及出水管;在扩容混合段之前的进水管上设有依次排列的第一加药口、第二加药口;混凝过滤器包括与进水管连通的混凝室、过滤网和与重力沉降室连通的集水室,集水室设于混凝室外部,过滤网位于混凝室与集水室之间;在连通集水室与重力沉降室的连接水管上依次设有逆止阀和第三级加药口;重力沉降室直接与活性炭过滤器的入口连通,活性炭过滤器的出口与出水管连通。本发明钻井废水化学净化过程包括高效混凝、消毒、脱硫化氢,回用处理过程包括化学除氧、金属离子还原和管道防腐。本发明处理系统结构简单,成本低,处理工艺简单方便,工艺步骤合理,实现了钻井废水一体化处理,净化后的水即可直接排放,经过调质后又可用于油田回注水。

  权利要求书

  1.一种油田钻井废水净化与回用处理系统,其特征在于:包括依次连接的进水管、混凝过滤器、重力沉降室、活性炭过滤器以及出水管;所述进水管设有扩容混合段,在扩容混合段之前的进水管上设有依次排列的第一加药口、第二加药口;所述混凝过滤器包括与进水管连通的混凝室、过滤网和与重力沉降室连通的集水室,集水室设于混凝室外部,过滤网位于混凝室与集水室之间;在连通集水室与重力沉降室的连接水管上依次设有逆止阀和第三级加药口;所述重力沉降室直接与活性炭过滤器的入口连通,活性炭过滤器的出口与出水管连通。

  2.如权利要求1所述的油田钻井废水净化与回用处理系统,其特征在于:所述混凝室的底部设有沉降物出口,混凝室内设有螺旋搅拌器。

  3.如权利要求1所述的油田钻井废水净化与回用处理系统,其特征在于:所述集水室的顶部设有反冲洗孔和吹气孔。

  4.如权利要求3所述的油田钻井废水净化与回用处理系统,其特征在于:所述吹气孔设为360度旋转。

  5.如权利要求1所述的油田钻井废水净化与回用处理系统,其特征在于:所述重力沉降室的底部设有沉降物出口。

  6.如权利要求1至5任意一项所述的油田钻井废水净化与回用处理系统,其特征在于:所述第一加药口、第二加药口、第三加药口的底部设为挡板式逆止阀门。

  7.一种油田钻井废水净化与回用处理工艺,采用如权利要求1所述的油田钻井废水净化与回用处理系统,其特征在于:其处理工艺步骤为:

  (1)钻井废水以10-30m3/小时的速率进入进水管,在第一加药口加入硫化氢抑制剂和杀菌剂,在第二加药口加入硫酸铝和聚丙烯酰胺,在扩容混合段初步混合;其中,硫化氢抑制剂的加入量为钻井废水中硫化氢含量的4-7倍,杀菌剂的加入量为保持出水管流出的钻井废水中杀菌剂的残留量不小于0.4mg/L,硫酸铝的加入量为300-800mg/L,聚丙烯酰胺的加入量为10-100mg/L;

  (2)经扩容混合段初步混合后的钻井废水进入混凝过滤器中的混凝室内发生絮凝沉淀,经过滤网过滤后进入集水室,集水室中的钻井废水经逆止阀进入重力沉降室;

  (3)集水室中的钻井废水进入重力沉降室,在第三加药口加入除氧剂NaSO3和D型抗坏血酸,同时在第三加药口加入Na3PO4和Na3PO2;其中,除氧剂NaSO3和D型抗坏血酸的总加入量为150-200mg/L,除氧剂NaSO3与D型抗坏血酸的加入量比为7:3,Na3PO4的加入量为30-50mg/L,Na3PO2的加入量为5-10mg/L;

  (4)进入重力沉降室内的钻井废水发生絮凝沉淀,经絮凝沉淀后的钻井废水进入活性炭过滤器,除去残余的氯和有机沉淀物;

  (5)将活性炭过滤器处理后的钻井废水通过出水管流出,即可获得净化调质后的回注水。

  说明书

  油田钻井废水净化与回用处理系统及工艺

  技术领域

  本发明涉及废水处理及利用技术领域,具体地说,涉及一种油田钻井废水净化与回用处理系统及工艺。

  背景技术

  在油田开发和生产过程中会有大量钻井废水产生,钻井废水是钻井过程中产生的污水。钻井废水的主要来源包括以下几类:泥浆废弃物、岩屑和起下钻作业过程中产生的污水,冲洗地面钻井设备及作业工具产生的污水,以及用于动力设备的冷却水。钻井废水中的杂质和性质与钻井泥浆组成和岩层性质有着密切关系,即不同的油气田、不同的钻探区、不同的井深、不同的泥浆材料,在钻井过程中形成的污水性质不尽相同。总体而言,一般钻井废水中主要含有大量悬浮物、钻井外加剂、有机物、少量硫化物、细菌、油、酚、重金属离子等。钻井过程中产生的污水具有色度深、浊度高、COD值高、往往伴有硫化氢异味。大量废弃钻井废水不经过处理如果进入河流、海洋、农田,会对生态环境造成持续污染,直接影响动植物生长,甚至还会通过食物链直接或间接危及人类身体健康与生命安全。因此不加处理直接排放会对周围环境造成严重危害。

  目前国内外处理钻井废水方法有:直接排放法、生物处理法、坑内密封法、固液分离法等。但上述几种钻井废水的处理方法均不能从根本上解决钻井污水对环境污染问题,存在污染环境的隐患,耗费成本也高,不能二次利用。

  发明内容

  本发明的目的在于针对现有钻井废水处理过程中存在的污染环境、处理成本费用高且不能再次利用等上述问题,提供了一种油田钻井废水净化与回用处理系统及工艺。

  根据本发明一实施例,提供了一种油田钻井废水净化与回用处理系统,包括依次连接的进水管、混凝过滤器、重力沉降室、活性炭过滤器以及出水管;所述进水管设有扩容混合段,在扩容混合段之前的进水管上设有依次排列的第一加药口、第二加药口;所述混凝过滤器包括与进水管连通的混凝室、过滤网和与重力沉降室连通的集水室,集水室设于混凝室外部,过滤网位于混凝室与集水室之间;在连通集水室与重力沉降室的连接水管上依次设有逆止阀和第三级加药口;所述重力沉降室直接与活性炭过滤器的入口连通,活性炭过滤器的出口与出水管连通。

  进一步的,在根据本发明上述实施例提供的净化与回用处理系统中,所述混凝室的底部设有沉降物出口,混凝室内设有螺旋搅拌器。在混凝过滤器的混凝室内絮凝沉淀产生的沉降物过多影响过滤出水时,开启螺旋搅拌器,通过螺旋搅拌器压实后将沉降物从沉降物出口排出。

  进一步的,在根据本发明上述实施例提供的净化与回用处理系统中,所述集水室的顶部设有反冲洗孔和吹气孔。当在混凝过滤器的混凝室内絮凝沉淀产生的沉降物过多影响过滤出水时,通过反冲洗孔对混凝过滤器进行反冲洗,并用吹起孔反吹,实现混凝室内沉降物的清洗。

  作为优选,在根据本发明上述实施例提供的净化与回用处理系统中,所述吹气孔设为360度旋转,有利于堵塞过滤网的沉降物吹净排出。

  进一步的,在根据本发明上述实施例提供的净化与回用处理系统中,所述重力沉降室的底部设有沉降物出口,在重力沉降室中产生的沉降物通过沉降物出口排出。

  作为优选,在根据本发明上述实施例提供的净化与回用处理系统中,所述第一加药口、第二加药口、第三加药口的底部设为挡板式逆止阀门,在进行钻井废水处理的过程中,能够有效防止钻井废水倒流。

  根据本发明一实施例,提供了一种油田钻井废水净化与回用处理工艺,采用上述实施例所述的油田钻井废水净化与回用处理系统,其具体的处理工艺步骤为:

  (1)钻井废水以10-30m3/小时的速率进入进水管,在第一加药口加入硫化氢抑制剂和杀菌剂,在第二加药口加入硫酸铝和聚丙烯酰胺,在扩容混合段初步混合;其中,硫化氢抑制剂的加入量为钻井废水中硫化氢含量的4-7倍,杀菌剂的加入量为保持出水管流出的钻井废水中杀菌剂的残留量不小于0.4mg/L,硫酸铝的加入量为300-800mg/L,聚丙烯酰胺的加入量为10-100mg/L;

  (2)经扩容混合段初步混合后的钻井废水进入混凝过滤器中的混凝室内发生絮凝沉淀,经过滤网过滤后进入集水室,集水室中的钻井废水经逆止阀进入重力沉降室;

  (3)集水室中的钻井废水进入重力沉降室,在第三加药口加入除氧剂NaSO3和D型抗坏血酸,同时在第三加药口加入Na3PO4和Na3PO2;其中,除氧剂NaSO3和D型抗坏血酸的总加入量为150-200mg/L,除氧剂NaSO3与D型抗坏血酸的加入量比为7:3,Na3PO4的加入量为30-50mg/L,Na3PO2的加入量为5-10mg/L;

  (4)进入重力沉降室内的钻井废水发生絮凝沉淀,经絮凝沉淀后的钻井废水进入活性炭过滤器,除去残余的氯和有机沉淀物;

  (5)将活性炭过滤器处理后的钻井废水通过出水管流出,即可获得净化调质后的回注水。

  根据本发明实施例提供的上述净化与回用处理系统及工艺,采用除硫剂脱除钻井废水中残存的硫化氢,可长期有效抑制沉降物脱水存放过程中再次产生硫化氢挥发物污染,保护作业环境安全,防止硫化氢二次污染,采用杀菌剂有效去除钻井废水中的菌类,利用混凝剂去除钻井废水中的大量悬浮物,通过上述三个过程实现了钻井污水的高效净化。

  油田投入生产后,随着开采时间的延长,当油井开发进入中后期,地下原油大量脱气,粘度不断增加,油层自身蕴含的能量将不断地被消耗,致使油层压力不断地下降使油层地压亏空,导致油水采出物中水分含量大幅增加,原产量大幅减产,生产成本增加。为了弥补原油采出后所造成的地层压力下降,保持或提高油层压力,实现油田持续高产稳产,并获得较高的采收率,必须对采区进行回注水,注水增加采收率成为维持油田生产的重要手段之一。通过根据本发明实施例提供的净化与回用处理系统及工艺进行钻井废水的净化与回用处理,净化后的水再采用除氧剂脱除水中溶解氧,可减少管道腐蚀,同时加入还原剂,调节出水pH,处理后的钻井废水达到了回注水水质标准,作为回注水增加原油产出率,提高其利用价值,不仅能解决钻井废水随意排放引起环境污染问题,而且还能降低油田的回注水成本,达到了污水回用的目的,彻底消除了钻井污水产生的潜在危害,变废为宝,具有巨大经济价值和环保意义。

  本发明处理系统结构简单,生产成本低,处理工艺简单方便,工艺步骤合理,经过脱硫、混凝、消毒、调质处理实现了钻井废水一体化处理,净化后的水即可直接排放,经调质处理后还可用于采油回注。