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磁性浮子液位计在斜板除油器水相含油问题中的处理方案及实施效果

       摘 要:斜板除油器是油田生产污水处理的关键设备,其处理效果的好坏直接影响到油田的注水水质。斜板除油器在设计时未考虑水室收油需求,故在实际运行中,水室顶部会逐渐积聚自由分离出的污油,随着积聚污油增多,不仅降低了水相出口的水质,同时由于污油粘度较大会造成水室磁性浮子液位计的卡滞,严重影响斜板除油器的稳定运行。根据对斜板除油器内部构造及运行工况的综合分析,锁定原因并针对现场实际提出了加装自动收油管线的改进方案,实施后水质得到显著提升且运行稳定。

引 言

       某油田斜板除油器为污水处理流程的第一级,总共为两台,为双系列运行。

       斜板除油器在运行一段时间后发现,其水室出口的生产污水含油量会从 200~250 mm 逐渐升高,zui高可升至 600~700 μL/L。同时,斜板除油器的收油液位也会从 3 600 mm 设计收油液位逐渐升高,甚至逼近 3 700 mm 的液位高高关断值,严重影响污水处理流程的安全、稳定运行。经过对斜板除油器操作运行条件、药剂注入浓度与质量、入口污水含油量、油井作业影响、斜板除油器内部结构等方面的分析,判断可能是由于斜板除油器水室未设计安装收油装置,长时间运行后水室内自由分离出的污油在水室顶部逐渐积聚增多,造成经过聚结区分离后的清水二次 污染。

1 原因分析及验证

       通过查看斜板除油器内部结构图发现,其收油装置只布置在聚结区,虽然水室内的污水经过了聚结区的 处 理 ,但 含 油 量 正 常 情 况 下 仍 然 在 200 ~300 μL/L。污水中还残存的少量自由油依然会不断上浮至水室液面顶部,长时间运行后积聚的污油会越来越多,直至影响到水室出口的污水水质,使通往下一级的污水含油量逐渐升高。此外,由于污油长时间积聚增多并进入磁性浮子液位计,在聚结区实际收油高度未变化的情况下水室磁性浮子液位计会因污油逐渐增多而使液柱高度增加,从而使磁性浮子液位计数值从 3 600 mm 逐渐上升并逼近 3 700 mm 的高高关断值(图 1)。

斜板除油器临时收油示意图

       为了验证上述原因,操作人员从水室磁性浮子液位计底部排放口连接临时软管,通过降低斜板除油器液位至水室磁性浮子液位计底部排放口高度(2 700 mm),打开水室磁性浮子液位计底部阀门将水室顶部积聚的污油排放至撬内地漏,直至污油全部排除,出液口变污水为止。通过排放后,斜板除油器水室出口污水含油量下降至 200~300 mm 之 间 ,液 位 计 显 示 的 收 油 高 度 也 回 落 至3 600 mm 的设计收油高度左右。由此证明,斜板除油器水室缺乏收油装置造成污油积聚是水室出口污水含油量上升、磁性浮子液位计收油高度上涨的根本原因。

2 斜板除油器水室污油积聚解决方案设计

       要解决斜板除油器水室污油积聚就必须定期或实时收集排除其顶部积聚的污油,避免出现污水的积聚。针对上述问题,油田操作人员从斜板除油器罐体内外部结构出发,提出了两种解决方案。

2.1 方案 1:磁性浮子液位计底部接临时软管定期收油方式

       此方案在问题验证时即实施,证明是有效的且可随时实施。但一次临时收油需 4~6 h,且在临时收油期间斜板除油器由于液位降低无法正常收油,在此期间污水水质是无法保证的。此外,该方式实施一次的有效期一般为一周,一周之后由于污油再次积聚,问题会再次出现,需要定期进行人工操作,费时费力。

2.2 方案 2:斜板除油器罐内安装自动收油管线实时收油方式

       经过对斜板除油器内部结构分析,可以利用斜板除油器zui顶部看样管线(高度约为 3 750 mm)实现罐内 外 联 通 。罐 内 从 看 样 口 罐 壁 出 口 处 连 接 3/4" (19.05 mm)硬管延伸至水室顶部,加弯头后深入水室液面 3~5 cm。罐外延伸看样管线至平台污油罐。利用罐内外 压 差 ( 斜板除油器操作 压 力 280 ~300 kPaG,污油罐常压操作)实现水室顶部积聚的污油自动连续排放至污油罐。

       由于方案 2 具有收油效果好、自动化运行、安全可靠等优点,确定选择实施方案 2 对斜板除油器进行改造。

3 方案实施

       为了彻底解决斜板除油器水室污油积聚问题,操作人员借助斜板除油器清罐作业时,进入罐内实际查看内部结构、确定管线走向、连接固定方式并测量管 线长度数据(图 2)。

斜板除油器加装自动收油管线示意图

       具体方案实施如图 3 至图 8 所示。利用 3/4"钢管连接管线深入斜板除油器水室正常操作液位下3~5 cm,将此管线沿收油槽布置延伸至斜板除油器混合室zui高的备用看样口,在罐外将备用看样口管线延伸至污油罐入口管线,利用斜板除油器与污油罐间280~300 kPaG 压差实现斜板除油器水室自动连续收油。

管线预制罐内管线安装罐内管线连接罐外管线连接

4 方案实施效果分析

       此自动收油管线投用后,斜板除油器水室实现了实时自动收油,斜板除油器水室出口水室明显提升,出口含油量 大 幅 下 降 ,能 够 长 期 维 持 在 150 ~200 μL/L 之间,且水室磁性浮子液位计再未出现因污油积聚造成磁性浮子液位计卡滞及收油液位值不断上涨的情况。

方案实施前后水相出口含油量趋势图

       从图 7 可以看出,在 10 月 18 日、10 月 25 日、 11 月 1 日实施了 3 次临时收油后,斜板除油器水相出口含油量都有了明显的下降,但随后便呈现出一直上涨的状态。自 11 月 7 日加装自动收油管线的方案实施以来,斜板除油器水相出口含油量再次明显下降,且下降幅度比临时收油方式还要大,其后含油量一直在 150~200 μL/L 这个区间小幅波动。

5 结 论

       某油田斜板除油器水室加装自动收油管线后,其水室出口含油量明显下降,且能够长期稳定保持在较低的含油量水平。斜板除油器的运行稳定性也得到了提升,再未出现由于水室污油积聚造成磁性浮子液位计收油数值持续上涨的现象。

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