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时间:2018-01-08
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1、金刚砂精细过滤技术探析 【摘要】油田采用小颗粒滤料过滤技术可以达到低渗透油田要求的“8.3.2”水质指标,在借鉴油田常规砂滤基础上,应用细小颗粒金刚砂过滤技术,寻求达到特低渗透油田“5.1.1”水质指标的新途径。在xx油田开展了金刚砂过滤技术试验,分析其滤罐结构的配置,调整各项工艺参数,分析了不同工况过滤效果,并提出了认识和建议,为完善油田注入水精细过滤技术提供可借鉴性经验。【关键词】油田注入水;精细过滤;金刚砂;滤料目前,油田注入水质为了达到特低渗透油田要求的“1.1”指标,水质处理基本采用粗滤、精滤、超滤工艺,技术相对成熟。超滤膜分离技术的应用
2、,保证了出水水质可以达到指标要求,但也存在投资及运行维护费用较高、不易管理维护等问题。针对此情况,进行了颗粒细小、比重大、机械强度高的金刚砂滤料过滤技术试验,主要以过滤表面积大来实现水质高精度分离、以砂滤水处理设施结构相对简单、滤料抗污染性能强来达到高性价比的目的。一、金刚砂滤料的特点5金刚砂滤料以铝钒土、焦碳(无烟煤)为主要原料,在电弧炉内经高温冶炼,烧结好之后再经破碎、筛选、整形、水洗处理等工序制成。金刚砂滤料具有化学性质稳定,硬度大,比重大,耐磨,高韧性等优点,是新型的耐磨材料和净水滤料。二、试验情况试验处理工艺为锰砂除铁、精滤工艺。金刚砂过滤
3、器进水为锰砂滤罐出水,处理量为1.5m3/h。为了便于观察滤料及配件的工况,过滤器外壳材质采用透明的有机玻璃,规格为φ500×2000,集水滤帽孔隙0.25mm,滤层厚度660mm,滤料规格为金刚砂粒径0.1~0.2mm、石英砂粒径0.1~0.25mm、石英砂粒径0.3~0.5mm。过滤器连续运行,在试验期间进行了2种工况试验,观察了过滤效果及滤料反洗再生效果。1.不同滤速的过滤效果第一阶段试验的滤速为5.7-6.3m/h(流量1.0-1.1m3/h),滤料的级配及水质处理效果如下。过滤器滤料填装级配表层填料名称及规格(mm)填料高度(mm)1金刚砂
4、0.1~0.21302石英砂0.1~0.253703石英砂0.3~0.51605水质处理效果:在过滤器进水悬浮物含量平均3.1mg/L、粒径中值平均2.1μm、含铁量平均0.9mg/L的情况下,滤后水质为:悬浮物含量平均1.7mg/L,粒径中值平均1.2μm、含铁量平均0.3mg/L。第二阶段试验采取了降低滤速,延长处理水过滤持续时间,并在整体滤层厚度不变的情况下,增加金刚砂滤层厚度的措施,试验的滤速为3.5-4.0m/h(流量0.6-0.7m3/h),滤料的级配及水质处理效果如下。金刚砂过滤器滤料填装级配表层填料名称及规格(mm)填料高度(mm)1
5、金刚砂0.1~0.22602石英砂0.1~0.252803石英砂0.3~0.5120水质处理效果:在过滤器进水悬浮物含量最高5.5mg/L、悬浮物含量最低1.8mg/L、悬浮物含量平均3.6mg/L,粒径中值1.5μm,含铁量1.0mg/L的情况下;滤后水质为:悬浮物含量最高1.3mg/L、悬浮物含量最低0.5mg/L、悬浮物含量平均0.8mg/L,粒径中值最高1.1μm、粒径中值最低0.8μm、粒径中值平均0.9μm,含铁量0.1mg/L。2.反冲洗再生效果试验的反洗水为常温水,用变强度反洗,反洗周期24h,反洗时间25min,每次反洗分为排污、分
6、离再生、冲洗等3个步骤。第一阶段(滤速为5.7-6.3m/h)试验的反洗排污强度为5.2l/m2.s、分离再生为9.85l/m2.s、冲洗为14.5l/m2.s,每次反洗后,试验期间过滤时水头损失基本保持在1m,较为稳定。在第二阶段(滤速为3.5-4.0m/h)调整了滤料级配后,在保持第一阶段其它反洗参数不变的情况下,为了保证滤料膨胀高度,相应调整了反洗强度,提高了2l/m2.s,每次反洗后,过滤时水头损失基本在1.5m,较为稳定。滤料再生效果:在反洗周期24h,反洗时间25min、反洗强度在5.2-16.5l/m2.s时,滤罐经反洗后,在处理量相同
7、时,水头损失稳定,并且出水水质也较为稳定,滤料再生较好;另外,试验期间每次反洗时,为了观察滤料流失情况,在反洗出水取样,水样中未发现滤料。三、结论在现场小型试验中,对金刚砂过滤器不同的滤速及反冲洗工艺参数试验后,出水水质基本达到预期目标,但其稳定性还有待于进一步观察验证。金刚砂过滤器结构相对简单,易于管理,具有应用价值,但是仍需继续摸索过滤器的各项性能参数,为高精度水质处理技术提供新的途径。参考文献[1]刘德绪.油田污水处理工程.石油工业出版社,2001[2]苗承武.高效油气集输与处理技术.北京:石油工业出版社,1997.1[3]大庆油田地面工程技术
8、座谈会论文集.2001-2007作者简介5时来元,2011年毕业于中国石油大学(华东)船舶与海洋工程专业,主
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