射流泵去除油田沉降罐污泥研究.doc

射流泵去除油田沉降罐污泥研究.doc 射流泵去除油田沉降罐污泥研究 第一章绪论 1.1课题背景及意义 油田沉降罐主要用于油田采出液经过预处理后的含油污水进行重力沉降。沉积在沉降底部的污泥源于钻井开采和生产，主要包含沙粒、机械杂质、重金属盐类、泥土以及岩屑和浙青等杂质?，进入处理系统后随含油污水一起被储存、泵送。在重力沉降过程中，为增加沉降效果污水在进入沉降罐之前会加入净水剂和絮凝剂等处理药剂，净水剂形成的絮团会利用分子间吸引力及所带电荷作用力吸附污水中悬浮物颗粒[2]，絮凝剂会增加此种吸附能力，此过程中污水中的悬浮物相互碰撞、吸附、结合，污水中含有的污油在重力作用下上浮到沉降罐顶部，污水中密度较大的泥砂、絮凝后的悬浮物絮体沉降到沉降罐底部。经过长期作用，污水中的上述杂质逐渐聚集形成沉降罐底部的污泥层，此污泥层不但会降低沉降罐的有效沉降高度，当污泥层高度高于1m后，污泥层极容易在罐内流场扰动作用下通过出水口进入下级系统，严重影响沉降罐出水效果。国内石油行业中，平均每年产生的罐底泥、池底泥超过80万吨f3]，若罐底沉积的污泥无法被及时排出则会造成沉降罐罐底污泥层逐渐升高，还会影响沉降罐的沉降效果，导致出水的水质变差。在保证正常生产的情况下如何快速持续地将此类含油污泥排除罐外一直都是困扰各大油田难题。统计 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明，对于有效沉降体积为90000m3的沉降罐，运行过程中将会产生超过2000m3的含油污泥[4]。油田正常生产过程中，很多传统的除泥 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 即使达到了规定的排泥流量，但排出的污泥中固相含量较低，也就是说有效排泥量大大降低，导致罐底污泥层进一步升高，过高的污泥层会继续降低排泥效率而形成恶性循环。从目前的油田现场生产技术水平来看，遇到这种情况通常采用的是人工清罐。即当罐内污泥层达到一定高度后则必须停工进行开罐人工清理，影响生产的同时还会大大增加成本。人工清罐所需时间较长，效率比较低。除了要排空罐体内的剩余液体所花费的时间外，还要单独使用助排液冲击清理。一般2000m3每隔三个月就要清理一次，每次清理都要在半个月左右[5]。停产清罐期间，相关的生产工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 都会受到影响。同时，由于近年来国家加大了油田企业生产作业过程中的环境监测，对这种含油污水的处理排放有了严格的 要求 对教师党员的评价套管和固井爆破片与爆破装置仓库管理基本要求三甲医院都需要复审吗 ，拉长了人工清罐前排空罐体液体的作业时间，更进一步增大了作业成本。 .. 1.2国内外油田沉降罐排泥技术现状 国内大型油田最多使用的是传统自压排泥[6]，该方法在现场实际应用过程中暴露出排泥效率低、污泥固含量底等缺点，且随耀底污泥聚集时间增长，污泥中水体积分数进一步降低，更不利于排泥操作的完成。高温加热法的主要原理是依靠加热介质或直接加热污泥增强油泥的流动性，再使用外力将其排出罐外。通常根据加热方式不同可将其分为加热介质循环法和加热油泥法。加热介质循环法所釆用的介质通常是原油，将加热的原油注入沉降耀后，使用机械搅拌促使其充分溶解油渣，最后将热油抽出。整个过程要注意把握溶解油渣的温度，一旦原油温度过低会造成新的结錯;温度过高则会导致爆燃。加热油泥法是直接加热油泥，其工艺流程的主要难点是控制加热温度和投放化学制剂的剂量。它的主要原理是在加热的油泥中加入一定剂量的稀释剂，通过不断搅拌促使稀释剂发挥作用增强油泥的流动性，最后将这种混合液抽出耀外做后续的处理。高温加热法主要的缺点是能耗高，而且加热过程中产生的油蒸汽会向大气释放，易对大气造成污染，油蒸汽浓度达到爆燃点还有安全隐患。但高温加热法操作起来相对简便，清理效果也较人工处理效果好，所以部分油田会在局部使用。 .. 第二章射流排泥技术在油田沉降罐上的应用 2.1油田沉降議工作原理 油田沉降罐以重力沉降为原理[14]，在地球引力作用下实现不同密度物质的分离，油田用于污水处理的沉降罐主要利用悬浮物颗粒与液体的密度差，使固体颗粒发生相对运动沉降到罐体底部。重力沉降是油田最为常用的液固分离、油水分离工艺，具有设备简便、操作简单、运行成本下等优点，但在现场实际应用过程中为增加沉降时间而达到较好的沉降效果往往增大沉降罐体积，导致污水在沉降罐内停留时间相应增加，例如体积为5000m3的沉降罐在入，污水停留时间约为50h，污水在沉降罐内长时间储存容易导致水质发生变化。净水剂作用过程中需要加入少量的絮凝剂使污水中颗粒发生更为剧烈的絮凝作用[19]，絮凝是指已经吸附微小颗粒的中等直径的絮团在分子间作用力作用下凝聚成直径更大的絮团。现场最常使用的絮凝剂主要成分为聚丙稀酰胺，其原理是通过降低污水中带 点絮团的电势，使其处于不稳定状态，同时加强净水剂的聚合能力，在压缩双电层的作用下污水中的絮团聚结在一起，获得更大的沉降速度后从水相脱离而从污水中分离，从而达到水处理的效果。由于水处理过程中加入污水处理药剂，且正常情况下总加量在200-300ppm，在药剂作用下产生的絮体虽然直径较大可以较快的沉降到罐底，但絮体的颗粒密度并不大，仅为其密度的十分之一[2"]。该类絮体沉降到罐底后在较短的沉积时间内形成的污泥水含量体积分数可达到50%以上，在排泥过程中具有较好的流动性，较高的水含量更有利于携带污泥中固体颗粒排除罐外。 2. 2油田沉降罐结构部件 油田现场常用的沉降罐一般为圆柱形，其内部结构大同小异，主要结构的特点是为了适合含油污泥的快速、均勾沉降，实现罐体的基本沉降功能。基本的内部结构如图2-1所示:图中1为含泥污水进入管道，2、11、12为耀底均勻排布的配液管及支架，3为原油收集槽，4为原油回收管，5为经过沉降后的排水管，6、7、8、9为油水界面控制装置，10为放空装置。原油收集槽设计为实现沉降罐自动收油，其主要作用就是保障上浮的污油可以排出到罐外。集油槽可以设置在罐顶中心处，此设计可以实现沉降罐中部快速收油，但由于集油槽分布相对集中，对于沉降罐边缘的油滴在上浮过程中达到集油槽所需时间较长而形成一定的“死油区”，“死油区”的存在实际是减小了沉降罐的有效沉降体积与沉降高度，会对沉降罐出水效果产生较大影响。若中心设计型集油槽收油效果不好可以考虑将集油槽设计成环绕罐壁一周的方式，对于环绕罐壁型集油槽可以使油滴排出过程中流动相对平稳，有效的提高油水分离效率。 第三章射流泵固液两相流动研究.........19 3. 1射流泵两相流研究数值模拟方法.........19 3. 2射流泵两相流研究模型选择.........19 3. 3建立射流泵固液两相流湍流模型.........20 3. 3. 1控制方程.........20 3. 3. 2湍流模型.........21 3. 4射流泵边界条件设置及计算方法选择.........22 3. 4. 1边界条件设置.........22 3. 4. 2计算方法选择.........23 3.5小结.........24 第四章射流泵固液两相流场数值 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 .........25 4.1射流泵流场两相流分析.........25 4.2射流泵断面比优化分析.........29 4. 3射流泵扩散管角度优化分析.........35 4.4小结.........40 第五章室内实验与现场应用.........41 5.1射流泵结构室内实验.........41 5. 2射流泵排泥现场应用.........46 5. 3小结.........51 第五章室内实验与现场应用 5.1射流泵结构 室内实验为确保射流录排泥装置现场排泥效果，对射流栗进行室内模拟实验，确定射流罐工作时最佳工艺参数。室内实验过程中助排介质为清水，首先通过对不同尺寸喷嘴蹄选对喷嘴结构进行优化，然后采用一台离心菜改变出口流量以研究组不同流量情况下的排泥效果，沉降罐中的污泥性状是粘铜的固液两相流体，如图5-1所示。实验过程中在助排管线上安装1只压力表，在排泥管线上安装一只真空表，两只压力表用来测量压力和负压值的变化情况。纯梁采油厂首站引入射流罐负压排泥技术后排泥效果得到改善，但负压排泥设计试验一段时间后出现了以下问题:(1)罐内抽排装置安装密度不足，实际控制面积小于设计控制面积，造成污泥残留;(2)排泥频率不够，污泥沉积时间长，流动性变差。通过对现场2000方沉降罐、3000方沉降耀底部射流排泥装置进行改进，确定射流栗在现场应用的最佳工况。 .. 结论 本文为改进沉降耀现场排泥状况，提出射流负压排泥技术并在现 场进行实验，通过数值模拟的方法对探究射流栗结构参数变化对排泥效果的影响，结合室内实验与现场实验提高射流菜在实际生产过程中得出以下结论: (1)使用CFD方法分析射流栗内部流场分布情况对于射流栗实际应用具有较强的指导意义。通过建模分析初步掌握了射流录内流场的特点，吸入段基本上为次低压场分布，入口段为高压场分布，但随着喷嘴截面的不断减小，其速度不断变大，压力不断降低，压力能转化为动能。 (2)通过在实验室对实际工作中用到的五种喷嘴进行检测，映证了本文在使用CFD方法对射流栗内部流场的模拟过程中设置的方程，边界条件，瑞流模型的选取是符合实际应用条件的。在现场实际应用过程中，单个射流菜排泥装置从离心菜处分得的流量应保持在6~8rn3-h-i，且应设法保持流量的均匀分配以保证各个射流栗的排泥效果。 (3)本文重点研究了射流菜的排泥效果，因此引入了固相比和压力比两个参数进行分析。综合考虑压力和固相比，当断面比R为0.54，扩散角角度为6.5时，去污效果最好。 (4)本文在取得了数值模拟结果后，在现场试验过程中又得出了使用结论:单套射流亲排泥装置有效覆盖面积不得小于2m2，否则会因为安装密度不足而导致罐底无法充分排泥。同时，试验证明通过改变加入药剂增大污泥流动性之后，射流罐排泥效果得到显著增加。