油田作业污水净化装置的制作方法

1.本发明涉及石油技术领域，具体而言，涉及一种油田作业污水净化装置。


背景技术：

2.随着油田的持续开发，用于冲砂、除垢、钻磨的作业井次逐年上升作业周期逐渐缩短，导致作业清水用量逐年增加、产生的作业污水也逐年增加，有井口返出的污水需要利用罐车拉回污水处理厂进行集中处理，导致作业成本增加并加大了后续污水处理压力。
3.因此，需要提供一种油田作业污水净化装置，能够对作业污水进行净化回收利用。但相关技术中的油田作业污水净化装置的过滤器无法在线反洗，需要将整体设备运送至污水处理站对油田作业污水净化装置的过滤器进行反洗再生，再运输回井口重新作业，导致作业成本增加。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种油田作业污水净化装置，以解决现有技术中的油田作业污水净化装置无法对过滤器进行在线反洗的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种油田作业污水净化装置，包括：过滤器，过滤器具有第一接口和第二接口；净水箱，净水箱与过滤器间隔设置；污水箱，污水箱与过滤器间隔设置；作业进液支路和作业出液支路，作业进液支路连通在第一接口和作业井的返液口之间，作业出液支路连通在第二接口和净水箱之间；反洗进液支路和反洗出液支路，反洗进液支路连通在净水箱和第二接口之间，反洗出液支路连通在第一接口和污水箱之间；以通过控制作业进液支路、作业出液支路、反洗进液支路和反洗出液支路的通断使过滤器处于过滤状态或反洗状态。
6.进一步地，油田作业污水净化装置还包括：第一进液阀，第一进液阀设置在作业进液支路上；第一出液阀，第一出液阀设置在作业出液支路上；第二进液阀，第二进液阀设置在反洗进液支路上；第二出液阀，第二出液阀设置在反洗出液支路上；其中，当第一进液阀处于打开状态、第二进液阀处于关闭状态、第一出液阀处于打开状态、第二进液阀处于关闭状态时，过滤器处于过滤状态；当第一进液阀处于关闭状态、第二进液阀处于打开状态、第一出液阀处于关闭状态、第二进液阀处于关闭状态时，过滤器处于反洗状态。
7.进一步地，油田作业污水净化装置还包括：压滤机，压滤机设置在污水箱的下游，压滤机用于对污水箱内的污水进行固液分离；排污管路，排污管路连通在压滤机和污水箱之间；回收管路，回收管路连通在压滤机的滤液口和作业进液支路之间。
8.进一步地，油田作业污水净化装置还包括滤液箱，滤液箱设置在回收管路上。
9.进一步地，油田作业污水净化装置还包括：第一泵体，第一泵体设置在排污管路上；和/或第二泵体，第二泵体设置在回收管路并位于滤液箱的下游。
10.进一步地，油田作业污水净化装置还包括：旋流除砂器，旋流除砂器设置在作业进液支路上；旋流除油器，旋流除油器设置在作业进液支路上并位于旋流除砂器的下游；回收
管路与作业进液支路之间的连通点位于旋流除油器的下游。
11.进一步地，油田作业污水净化装置还包括：溢流管路，溢流管路的一端与作业进液支路连通，溢流管路的另一端与污水箱连通；溢流阀，溢流阀设置在溢流管路上。
12.进一步地，油田作业污水净化装置还包括：空压机；供气管路，供气管路的一端与空压机连通，供气管路的另一端与反洗进液支路连通，以通过气液混合物对过滤器进行反洗。
13.进一步地，油田作业污水净化装置还包括：供液支路，供液支路的一端与净水箱连通，供液支路的另一端与作业井的进液口连通；第三泵体，第三泵体设置在供液支路上；第四泵体，第四泵体设置在反洗进液支路上。
14.进一步地，多个过滤器并联设置，以通过控制与各过滤器对应设置的各作业进液支路、各作业出液支路、各反洗进液支路和各反洗出液支路的通断使多个过滤器中的至少一个处于过滤状态。
15.应用本发明的技术方案，增加了污水箱、反洗进液支路和反洗出液支路，从而可以通过控制作业进液支路、作业出液支路、反洗进液支路和反洗出液支路的通断使过滤器处于过滤状态或反洗状态。具体来说，当作业进液支路和作业出液支路处于导通状态、反洗进液支路和反洗出液支路处于断开状态时，过滤器处于过滤状态；当作业进液支路和作业出液支路处于断开状态反洗进液支路和反洗出液支路处于导通状态时，过滤器处于反洗状态。
16.本技术提供的油田作业污水净化装置能够实现过滤器的在线反洗，不需要将设备整体运送至污水处理站对油田作业污水净化装置的过滤器进行反洗再生，从而有利于降低作业成本。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本发明的一种可选实施例的油田作业污水净化装置的工艺流程示意图。
19.其中，上述附图包括以下附图标记：
20.10、过滤器；11、第一接口；12、第二接口；20、净水箱；30、污水箱；41、作业进液支路；42、作业出液支路；43、供液支路；51、反洗进液支路；52、反洗出液支路；53、溢流管路；54、供气管路；60、第一进液阀；70、第一出液阀；80、第二进液阀；90、第二出液阀；100、压滤机；110、排污管路；120、回收管路；130、滤液箱；140、第一泵体；150、第二泵体；160、旋流除砂器；170、旋流除油器；180、溢流阀；190、空压机；200、第三泵体；210、第四泵体。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
22.为了解决现有技术中的油田作业污水净化装置无法对过滤器进行在线反洗的问题，本发明提供了一种油田作业污水净化装置。
23.如图1所示，油田作业污水净化装置包括过滤器10、净水箱20、污水箱30、作业进液支路41、作业出液支路42、反洗进液支路51和反洗出液支路52，过滤器10具有第一接口11和第二接口12，净水箱20与过滤器10间隔设置，污水箱30与过滤器10间隔设置，作业进液支路41连通在第一接口11和作业井的返液口之间，作业出液支路42连通在第二接口12和净水箱20之间，反洗进液支路51连通在净水箱20和第二接口12之间，反洗出液支路52连通在第一接口11和污水箱30之间；以通过控制作业进液支路41、作业出液支路42、反洗进液支路51和反洗出液支路52的通断使过滤器10处于过滤状态或反洗状态。
24.在本实施例中，增加了污水箱30、反洗进液支路51和反洗出液支路52，从而可以通过控制作业进液支路41、作业出液支路42、反洗进液支路51和反洗出液支路52的通断使过滤器10处于过滤状态或反洗状态。具体来说，当作业进液支路41和作业出液支路42处于导通状态、反洗进液支路51和反洗出液支路52处于断开状态时，过滤器10处于过滤状态；当作业进液支路41和作业出液支路42处于断开状态反洗进液支路51和反洗出液支路52处于导通状态时，过滤器10处于反洗状态。
25.本技术提供的油田作业污水净化装置能够实现过滤器的在线反洗，反洗水源来自净水箱20，不需要将设备整体运送至污水处理站对油田作业污水净化装置的过滤器10进行反洗再生，从而有利于降低作业成本。
26.可选地，过滤器10为深床过滤器。
27.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括第一进液阀60、第二进液阀80、第一出液阀70和第二出液阀90，第一进液阀60设置在作业进液支路41上，第一出液阀70设置在作业出液支路42上，第二进液阀80设置在反洗进液支路51上，第二出液阀90设置在反洗出液支路52上；其中，当第一进液阀60处于打开状态、第二进液阀80处于关闭状态、第一出液阀70处于打开状态、第二进液阀80处于关闭状态时，过滤器10处于过滤状态；当第一进液阀60处于关闭状态、第二进液阀80处于打开状态、第一出液阀70处于关闭状态、第二进液阀80处于关闭状态时，过滤器10处于反洗状态。这样，当油田作业污水净化装置运行一段时间后，通过控制第一进液阀60、第二进液阀80、第一出液阀70和第二出液阀90的打开和关闭使过滤器10由过滤状态切换至反洗状态，实现过滤器10的反洗再生，操作简单，控制方便可靠。
28.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括压滤机100、排污管路110和回收管路120，压滤机100设置在污水箱30的下游，压滤机100用于对污水箱30内的污水进行固液分离，排污管路110连通在压滤机100和污水箱30之间，回收管路120连通在压滤机100的滤液口和作业进液支路41之间。这样，利用压滤机100对污水进行固液分离，并将分离出的液体回收利用，进一步地减少清水用量，稳定作业液的流量；同时将污物压滤为含水率小于30％的泥饼，定时卸下，便于移运和处置。
29.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括滤液箱130，滤液箱130设置在回收管路120上。这样，滤液箱130的设置可以起到调蓄节能的作用，即可以稳定可靠地对作业液的流量进行调控。
30.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括第一泵体140，第一泵体140设置在排污
管路110上。这样，在过滤器10反洗过程中，控制第一泵体140启动，利用第一泵体140将污水箱30内的污水泵送至压滤机100内进行固液分离。
31.如图1所示，第二泵体150，第二泵体150设置在回收管路120并位于滤液箱130的下游。这样，在过滤器10反洗过程中，控制第二泵体150启动，利用第二泵体150将滤液箱130内的污水泵送至作业进液支路41内。
32.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括旋流除砂器160和旋流除油器170，旋流除砂器160设置在作业进液支路41上，旋流除油器170设置在作业进液支路41上并位于旋流除砂器160的下游；回收管路120与作业进液支路41之间的连通点位于旋流除油器170的下游。这样，在油田作业污水净化装置在过滤作业时，先利用旋流除砂器160对由作业井的返液口排出的污水进行砂水分离，将分离得到的砂排出，将分离得到的污水排入旋流除油器170中，利用旋流除油器170对由作业井的返液口排出的污水进行油水分离，分离得到的油集中回收处理，分离得到的污水排入过滤器10中，去除小颗粒固体杂质和油，得到净水流入净水箱20中。
33.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括溢流管路53和溢流阀180，溢流管路53的一端与作业进液支路41连通，溢流管路53的另一端与污水箱30连通，溢流阀180设置在溢流管路53上。这样，利用溢流管路53和溢流阀180在油田作业污水净化装置中起到安全保护的作用，当作业进液支路41中的压力超过规定值时，溢流阀180打开，污水通过溢流阀180和溢流管路53排入污水箱30内，参与过滤器10的反洗，从而避免油田作业污水净化装置因压力过高而发生事故。
34.在具体实施时，油田作业污水净化装置的过滤器10处于过滤状态时，大量污物被过滤器10拦截，导致过滤器10的作业进液口的压力逐渐上升，当该压力达到设定压力时，控制过滤器10由过滤状态自动切换至反洗状态。
35.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括空压机190和供气管路54，供气管路54的一端与空压机190连通，供气管路54的另一端与反洗进液支路51连通，以通过气液混合物对过滤器10进行反洗。这样，利用空压机190提供的压缩空气与净水箱20提供的净水联合对过滤器10进行反洗，一方面可以增加反洗强度、提高过滤器10对滤料的清洗效率，另一方面可以节省反洗用水量。
36.可选地，过滤器10反洗结束后静置，等待进入下一个过滤阶段。
37.如图1所示，油田作业污水净化装置还包括供液支路43、第三泵体200和第四泵体210，供液支路43的一端与净水箱20连通，供液支路43的另一端与作业井的进液口连通，第三泵体200设置在供液支路43上，第四泵体210设置在反洗进液支路51上。这样，在油田作业污水净化装置在过滤作业时，控制第三泵体200启动，利用第三泵体200将净水箱20中的净水泵送至作业井的进液口中，实现污水的循环利用，有利于节约作业井的用水量；在油田作业污水净化装置在反洗作业时，控制第四泵体210启动，利用第四泵体210将净水箱20中的净水泵送至过滤器10中，对过滤器10进行反洗。
38.可选地，多个过滤器10并联设置，以通过控制与各过滤器10对应设置的各作业进液支路41、各作业出液支路42、各反洗进液支路51和各反洗出液支路52的通断使多个过滤器10中的至少一个处于过滤状态。为了保证油田作业污水净化装置能够循环不间断地为作业井提供作业液，设置多个过滤器10，保证至少一个过滤器10处于过滤状态。
39.如图1所示，过滤器10采用两台并联，每台过滤器10设置4个自动控制阀门进行控制，一个过滤器10处于反洗状态时，另一个过滤器10处于过滤状态，反洗完成的过滤器10静止等待，当另一个过滤器10由过滤状态切换至反洗状态时，使该反洗完成的过滤器10处于过滤状态，采用一用一备的工作方式，确保作业液循环处理流程不间断，保障作业液连续循环。过滤器10在线反洗，不影响正常处理流程。
40.在图1示出的具体实施例中，旋流除砂器160、旋流除油器170、两台并联的过滤器10、净水箱20和第三泵体200依次通过管道连接，形成作业液循环处理流程；具体地，作业井的返液口返出的作业污水首先进入旋流除砂器160，将大颗粒固体物分离后进入旋流除油器170进行油水分离，油集中回收，污水经过过滤器第一进液阀60进入过滤器10，滤后净水经过第一出液阀70进入净水箱20，再由第二泵体150注入作业井的进油口，如此循环，形成作业液循环处理流程。第四泵体210、空压机190、两台并联的过滤器10和污水箱30通过管道连接，形成过滤器反洗流程；第一泵体140、压滤机100、滤液箱130、第二泵体150依次通过管道连接，形成污物压滤浓缩流程。作业液循环处理流程与过滤器反洗流程通过两台并联的过滤器10和净水箱连接；过滤器反洗流程与污物压滤浓缩流程通过污水箱30连接；污物压滤浓缩流程与作业液循环处理流程通过过滤器10的进口管线连接。具体地，当过滤器10的进口压力逐渐上升，直至达到设定压力时，该过滤器10自动进入反洗状态，同时另一台过滤器10进入过滤状态。过滤器10反洗时，第一进液阀60、第一出液阀70关闭，第二进液阀80和第二出液阀90打开，开启第四泵体210，反洗水源来自净水箱20，同时开启空压机190，反洗出的污水进入污水箱30，反洗达到设定时间时，先关闭空压机190，30s～40s后再关闭第四泵体210，该过滤器10进入停止状态，等待进入下一个过滤工作状态。污水箱30里的污水经过第一泵体140泵送到压滤机100进行固液分离，污物被压滤成含水率小于30％的泥饼，定时卸下，液体进入滤液箱130，再经过第二泵体150注入过滤器10的进口端，进入循环处理流程，稳定作业液流量。
41.本技术提供的油田作业污水净化装置能够对污水即作业废水进行循环净化处理，不需要消耗清水，没有污水排放，污物被及时浓缩成含水率小于30％的泥饼，便于移运和处置；两个深床过滤器并联交替过滤或反洗，使过滤器及时得以清洗并恢复工作能力，确保作业过程连续不中断，同时使油田作业污水净化装置的整体处理流程得以简化，克服因纳污量不足引起的大量设备串联现象，从而大幅度地减少了运行成本和设备投入成本。
42.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
43.本技术提供的油田作业污水净化装置一方面解决了现场清水用量多、污水不能在线循环处理的问题，另一方面解决了现有技术流程较长、单元设备较多、工作连续性较差、运行及投资成本较高的问题。
44.本技术提供的油田作业污水净化装置对作业液进行处理并使之循环使用，一方面大大减少作业清水的用量，节省作业成本，另一方面可便于对污染物进行不落地在线处理，将污染物进行最大程度浓缩(以干泥饼呈现)，减少对环境的污染破坏，对油田实现节约化、清洁化生产有着深远的作用。本技术提供的油田作业污水净化装置能够对一口或多口井进行连续作业，设备的整体纳污量较大，具有作业流程简短、作业的运行成本低和设备的投资少的优点。
45.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根
据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
46.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
47.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
48.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
49.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
50.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。