油田含油污水精细过滤技术及装置研究

针对现有含油污水精细过滤设备所用滤料对油的过滤及反洗再生能力差,优选出一种新型纤维滤料。通过模拟试验和现场工业试验,确定了该滤料在含油污水条件下的过滤性能、耐污性能和反洗再生性能。新型纤维滤料用于新研制的TCLW15—0.6型含油污水超精细过滤器在江汉油田沙27注水站取得良好试验效果。新型纤维滤料对油和杂质的拦截性能好,反洗再生性能优越,在常温条件下不加任何清洗剂,只用清水便可使含油污水彻底再生,其含油浓度≤10mg/L,悬浮物含量≤3mg/L,粒径≤3μm,总铁含量≤2mg/L,其水质指标完全达到地质注水要求。     

气旋浮高效油水分离器试验研究

为满足在场地空间受限区域含油污水处理的需要,结合水力旋流器分离速度快和气浮分离效率高的优点,设计出新型高效预处理设备——气旋浮油水分离器。针对影响该分离器分离性能的因素(结构参数、操作参数)进行了试验研究。试验确定了带中心绕流柱,导流板的伸展角为180°,与中心轴线夹角为60°为最佳结构;最佳进气量为300mL/min。试验结果还表明,在一定的范围内,分离效率随入口流量的增加而增加,且随分流比的增加而增加,但二者并非越高越好。经过优化的气旋浮油水分离器能够满足油水分离预处理的需要。     

钻井污水处理装置离心分离橇的试验研究

对钻井污水处理装置离心分离橇进行了工业性试验研究,探讨了各处理单元的工作机理和功效,对分离橇的核心处理单元卧螺离心机的工作参数进行了试验优化,对絮凝剂进行了筛选。现场试验结果表明,卧螺离心机适合处理钻井污水的工作参数范围为大长径比、高溢流堰板、分离因数1 314～1 716、差转速5～12 r/min;离心分离橇采用除油缓冲→离心分离→吸附过滤工艺处理钻井污水,出水浊度达到20 NTU以下,色度明显降低,能够达到配钻井液和完钻后的替换钻井液等回用要求,也可作为达标排放处理设备的进水。该处理工艺具有设备结构紧凑,便于移运,人工参与少,能连续运行的特点,适合钻井队的使用工况。     

液压锥形防喷器胶心抱紧力的计算

液压锥形防喷器胶心抱紧力的大小是衡量胶心能否可靠封井的重要参数,它决定防喷器的封井性能。通过建立力学模型,时有关载荷进行处理,得到胶心抱紧力与锥形半角θ的函数关系式,计算确定的值,可作为判断防喷器安全封井的依据。     

径向水平井转向器的技术发展与思考

通过对3种典型径向水平井用转向器的分析,结合现场实际使用情况,列出各种转向器的优缺点,并提出转向器的最优配置。对转向器的技术发展提出4点建议，即将液力转向器与水力锚联接,组成最优径向钻井工具；减小转向器对钢质柔性钻杆的阻力,以增大径向水平进尺；发展小尺寸转向器,减小扩孔成本以及开展转向器的可靠性设计,提高其工作寿命。     

油田注水用纤维过滤器技术水平分析

为了提高油田注水处理精度,进一步提高油田开发效益,对比分析了油田现用几种纤维过滤器的结构及过滤、反洗原理,在此基础上提出一种新型波轮式过滤器的设计方案。该新型过滤器利用波轮的正反转产生水力振荡,提高纤维球滤料的反洗效果,最大限度减轻对滤料的伤害,并可节约大量反洗清水,还实现了过滤、反洗、压紧程度的全自动控制,可完全满足油田采出液精细过滤要求。     

气井排液携砂量动态监测系统的研制

气井排液过程中携砂量的有效监测,可为气井出砂情况和压裂施工效果评价提供可靠的依据。为实现其有效监测,基于无源传感器出砂信号检测技术,研制了一种传感器和相关的出砂监测系统。同时,通过开展全面的室内和现场试验,验证了系统对流速适应性、对粒径的检测灵敏度、砂含量的不确定度、管径适应性以及出砂分辨率等性能参数,最终实现了气井排液过程中砂粒碰撞管壁产生的声学信号的有效拾取、分析、处理及出砂量的准确计算,并确定了关键参数。该监测系统的研制为气井排液携砂量的动态实时监测提供了切实可行的方法。     

径向水平井转向器轨迹优化设计

为了降低径向水平井转向器对柔性钻柱的阻力 ,对转向器的轨迹参数进行了优化设计。根据经验公式 ,建立了转向器轨迹参数优化设计的数学模型 ,并采用内点惩罚函数法处理和运算 ,得出转向器轨迹最优设计参数 :α =2 5 5° ,R =349 9mm ,δ =- 1 4mm ,对应转向器最小阻力Fz=6 1975kN。考虑到摩擦阻力的存在 ,对阻力公式进行了修正 ,修正系数kz 取 1 5～ 1 8,从而预测出优化后的转向器实际阻力Fsz在 9 2 96 3～ 11 15 5 5kN之间     

振动式纤维束过滤器的研制与应用

在分析现有纤维球过滤器和纤维束过滤器存在问题的基础上,研制出振动式纤维束过滤器。过滤器由液压执行机构、容器体、上托盘、下托盘、纤维束滤料和进出水管汇等部件组成。TCLW150/0.6Z型过滤器样机在大港油田采油二厂庄大站的工业运行试验表明,处理后的水质达到了低渗透地层A3级注水水质标准。该过滤器结构简单,反洗原理独特,具有良好的过滤性能和反洗性能,后续处理效果稳定可靠,且具有较强的抗负荷冲击能力。