THS5250TJC3型洗井液处理车的研制与应用

徐会娟，吴　娟，于焉君

THS5250TJC3型洗井液处理车的研制与应用

徐会娟，吴娟，于焉君

（通化石油化工机械制造有限责任公司，吉林通化134000）

在油田长期的注水过程中，水中所含的机械杂质及油类在井筒周围附近的地层中聚集，使地层吸水能力下降，导致注水压力提高，甚至堵塞地层，影响油井产油量。研制了THS5250TJC3型洗井液处理车，利用气浮沉降、精细过滤除油工艺对注水井洗井时返出的洗井液进行净化处理，去除悬浮物、油类及其他污染物，然后将净化的洗井液回注到注水井中进行封闭循环洗井。该设备具有带压循环洗井、在线反冲洗功能，操作方便及环保。

洗井液处理车；气浮沉降箱；过滤器；应用

通化石油化工机械制造有限责任公司利用气浮沉降、精细过滤技术研制了洗井液处理车，该设备以汽车底盘发动机为动力，可以随时单井作业。与以前的洗井方式相比，洗井效果更彻底、效率更高，而且能及时、快捷地对注水井进行清洗，使油层不被污染并确保原油产量。

1　工艺流程

通过汽车底盘动力与车上工艺设备的匹配计算，设计了洗井液工艺流程［1］，如图1。

1） 注水井油管返出的液体首先进入减压系统，去除较大的固体颗粒，并将压力由35 MPa减至1．0 MPa。

2） 两级旋流除砂器将小颗粒的泥砂除去。

3） 除铁器除去含有铁磁性的悬浮物。

4） 气浮沉降箱除去其中绝大部分油和悬浮物。

5） 快速过滤器除去小的油滴和悬浮物，处理后的水进入清水箱，再由三缸柱塞泵输送到注水井井口套管，形成封闭循环洗井作业。

图1　洗井液处理工艺流程

2　主要技术特点

1） 洗井液处理车将气浮沉降与精细过滤技术有机结合。

2） 以汽车底盘发动机为动力，解决了井场无电源和设备的移运性，能灵活快捷地对注水井进行清洗作业。

3） 取代了原来注水井的洗井方式，实现了移动洗井，循环一体化作业，减少了配套设备（水罐车、泵车、固定水处理装置等），降低了作业成本，而且节约了油田地区有限的水资源，实现了防污减排、环保作业。

4） 采用减压系统对井口返出液减压处理，实现了带压连续洗井作业。

5） 精细过滤器采用PLC控制系统，可以在线对过滤器进行反冲洗。

6） 首次把溶气系统的除油工艺应用到移动处理设备上，它区别于传统的气浮工艺，控制、操作简单、稳定，而且分离效率高，处理效果好。

3　主要技术参数

最大洗井流量30 m3／h

最大洗井压力35 MPa

车载水处理设备工作压力：

调压阀压力≤35 MPa

减压后压力＜1 MPa

对处理前水质的要求：

含油量≤3 000 mg／L

悬浮物含量≤3 000 mg／L

处理后水质：

含油量≤10 mg／L

悬浮物含量≤10 mg／L

4　主要部件结构简介

洗井液处理车主要由汽车底盘、分动箱、气浮沉降箱、油水箱、三缸柱塞泵、旋流除砂器、过滤器、链式刮板系统、电气系统、液路系统、气路系统、管汇系统等组成，总体结构如图2［2］。

图2　洗井液处理车结构

4．1 气浮沉降箱

气浮沉降技术是整机除油的核心技术，应用该技术设计了气浮沉降箱。气浮技术的原理是：利用高度分散的微小气泡作为载体去黏附含油污水中的油滴和污染物，使其随气泡浮升到水面加以去除。在气浮过程中需要形成大量微小而均匀的气泡作为载体，因此气浮效果的好坏在很大程度上取决于水中空气的溶解量和饱和度，以及气泡的分散程度和稳定性。气泡量越多、分散度越高，它们与油滴等污染物黏附的机会也越多。气泡的数量、大小及均匀性直接与溶气压力有关。

当高压的溶气水减压进入气浮沉降箱后，随着压力的降低，溶解在液体中气体被析出形成微气泡并向上浮起，在浮起过程中不断地吸附污水中的油和悬浮颗粒，并将它们带到水面，通过刮板将上浮的油和悬浮物刮到集油槽。

为了提高油的去除率，在沉降箱中增加了斜板。斜板除油的基本原理是“浅池沉淀”，又称“浅池理论”。这种理论忽略了紊流、进出口水流的不均匀性、油滴颗粒上浮的絮凝等因素，认为油滴是在理想状态下进行中立分离的［3-4］。

4．2 旋流除砂器

本产品中采用3个旋流除砂器进行组合除砂，将流量大的旋流除砂器设置在第1级，用于去除液体中较大颗粒的泥砂。从第1级排液口排出的液体进入第2级旋流除砂器，第2级采用2个并联的旋流除砂器去除液体中残余的较小的泥砂。

4．3 过滤器

具有特殊的结构设计，使得同一体积的过滤单元有更大的过滤面积：

1） 采用特殊集水式水收集器。

2） 采用改性纤维滤料作为过滤材料，悬浮物不会粘附在滤料上，反冲时极易脱除。

3） 通过气压机构来控制纤维滤料的压缩和疏松，以达到高精度的过滤和良好的反冲效果。

4） 气动控制阀用于控制出水和反冲水的分配，不需要反冲水池和反冲水泵，实现在线自我反冲洗。

5） 全系统有机的结合，用压差控制器及PLC来实现全自动控制，包括对于反冲洗需要的识别。

6） 在罐体底部设有排砂装置，可以将罐体底部的泥砂排出，提高了反冲洗的效果［5］。

5　现场应用情况

辽河油田茨榆坨采油厂于2011-05将THS5250TJC3型洗井液处理车投入使用，截止2013年底，累计洗井756口。随机抽取了2013年的7口注水井的洗井情况，如表1。

表1　THS5250TJC3型洗井液处理车在辽河油田7口注水井的洗井数据

通过对洗井过程监测，对洗井过程中回水、注水压力和流量变化等各项数据分析，以及对洗井液取样对比，可以得出以下结论：注水井经过洗井作业后，注水井油套管内的污油、泥砂、悬浮物等杂质得到了净化，注水井井筒水质得到了根本性的改善，为油田的注水井开发顺利进行起到了有力的保障作用，注水量明显上升，预计每口井由此减少欠注措施费用¥1．2万元／a以上。

6　结语

THS5250TJC3型洗井液处理车自投入油田使用以来，设备各部件运转正常，数据显示准确，完全满足对注水井洗井的要求。该设备洗井不需添加药剂，极大降低了井下污染，属于保护性无损洗井。在现场洗井作业过程中，实现了单井带压连续作业，污水、油泥等不外排，操作简单，使用成本低，洗井效果非常显著，为油田环境状况的改善提供了保证，具有广泛的应用前景。

［1］ 李森伟．XJC30型全自动注水井洗井液处理车研制［J］．石油矿场机械，2005，34（3）：84-86．

［2］ 王景昌．油井洗井方法及车载洗井装置［J］．油气田地面工程，2009，28（4）：75．

［3］ 肯·阿诺德，毛瑞斯·斯图尔特．油田地面工程—采出液处理工艺与设备设计［M］．北京：中国石化出版社，2010．

［4］ 胡彦青．气浮技术应用于注水井洗井［J］．油气田地面工程，2009，28（9）：46-48．

［5］ 赵雷．陶瓷滤料过滤油田污水技术试验研究［J］．石油矿场机械，2011，40（7）：66-69．

Development and Application of THS5250TJC3 Fluid Processing Truck

XU Huijuan，WU Juan，YU Yanjun
（Tonghua Petro-chemical Machinery Manufacture Co．，Ltd．，Tonghua134000，China）

In the process of water injection in oil field for a long time，the mechanical impurity and oil of the water are gathered in the stratum near around the wellbore，the stratum water absorption capacity decreased，leading to increased pressure，or even blocking stratum，and affect the well oil production．THS5250TJC3 fluid processing truck，was developed using gas floating down，fine filtering oil removal process returns at the time of the injection well washing，flushing fluid purification treatment，removal of suspended solids，oil and other contaminants，then purify and flushing fluid inject in closed cycle washed well．The equipment is circulation flushing with pressure，online reverse washing function，convenient operation，environmental protection，superior performance．

well washing fluid processing truck；flotation sedimentation tank；filter；application

TE935．03

B

10．3969／j．issn．1001-3482．2015．02．020

1001-3482（2015）02-0087-03