Способ подготовки воды

 

Использование: в области промысловой подготовки сточных вод. Сущность изобретения: в воду, транспортируемую по трубопроводу с установки подготовки нефти, подают попутный нефтяной (или природный) газ в количестве, достаточном для ее насыщения. При подаче насыщенной газом воды в отстойный резервуар ее дегазируют, пропуская через суженный участок трубопровода. Газ выделяется в свободную фазу на частицах загрязнений и в их поровом пространстве, при этом плотность частиц резко уменьшается и они в отстойном резервуаре быстро всплывают и сбрасываются с поверхности воды в шламоуловитель. 1 ил.

Изобретение относится к технологии очистки воды и может быть использовано при промысловой подготовке сточных вод для нагнетания их в пласты.

Известны способы подготовки сточных вод, включающие их озонирование и отстой в резервуаре [1] Обработка озоном (или кислородом воздуха) способствует очистке от органических загрязнений, но повышает коррозионную активность воды и может привести к образованию взрывчатой смеси с попутным нефтяным газом.

Наиболее близким к изобретению является способ подготовки воды на установках закрытого типа [2] Способ включает подачу с установки подготовки нефти отстоявшейся воды в емкости, из которых он после отстоя подается на насосные станции для закачки ее в нагнетательные скважины.

Для эффективной очистки от мельчайших частичек загрязнений (песок, глина) требуется длительный отстой воды, что заставляет использовать емкости большого объема.

Техническая задача изобретения повышение степени очистки воды от загрязнений при значительном сокращении времени ее отстаивания.

Для решения поставленной задачи в процессе подготовки воды, включающем транспортировку ее по трубопроводу, подачу в резервуар и отделение примесей, при транспортировке по трубопроводу в воду подают природный или попутный нефтяной газ в количестве, достаточном для ее насыщения, а при подаче воды в резервуар ее дегазируют, пропуская через суженный участок трубопровода.

Изобретение поясняется чертежом, на котором приведена схема реализации способа.

По предлагаемому способу подготовка воды начинается в напорном трубопроводе 1, подающем воду в отстойный резервуар 2. Попутный нефтяной (или природный) газ подают в трубопровод 1 эжектором 3. После эжектора на участке трубопровода длиной до нескольких десятков метров происходит насыщение воды газом и адсорбция газа на частичках загрязнений. Эжектор подбирают из условия подачи газа в количестве 60-90% от его растворимости в воде, а длина участка из условия обеспечения более полного растворения газа.

При дальнейшем движении по трубопроводу вода попадает на участок сужения 4, где статическое давление уменьшается и из перенасыщенного раствора газ начинает выделяться в свободную фазу главным образом на частицах загрязнений, как на центрах дегазации, причем процесс дегазации идет и внутри порового пространства частиц за счет десорбции газа с внутренней поверхности пор, и на внешней поверхности. В результате плотность частиц резко уменьшается и попадая в резервуар 2 они быстро всплывают и легко сбрасываются с поверхности воды в шламоуловитель 5 транспортером 6. Участок сужения выбирают из условия снижения на нем статического давления до 0,2-0,5 атм, а длина его должна быть достаточной для выделения газа на частицах загрязнений, но недостаточной для отрыва образовавшихся пузырьков газа от частиц. Время движения частиц через этот участок должно составлять 1-2 с.

Вода из суженного участка 4 может непосредственно подаваться в отстойный резервуар 2, но может и через расширение (диффузор) 7, длина которого около 1 м, а диаметр больше диаметра напорного трубопровода 1. Наличие расширения сглаживает турбулизацию потока, но для избежания обратного растворения газа при повышении давления время нахождения потока воды в нем должно ограничиваться 1-2 с.

На промысле для обработки воды с расходом 250 м³/ч при наличии взвешенных частиц 20 мг/л в напорный трубопровод диаметром 325 мм с давлением 10 атм эжектором необходимо подавать 250 м³ попутного нефтяного газа. Длина участка между эжектором и сужением 10-20 м. Диаметр сужения 60 мм, а его длина 30-50 м. Длина расширения при диаметре 500 мм не более 1 м.

Способ обеспечивает высокое качество очистки воды без длительного ее отстаивания, что позволяет применять на промыслах компактные установки по очистке воды, подаваемой на насосы в систему поддержания пластового давления.

Природный или попутный газ не нарушает химического равновесия в воде и после отделения от воды возвращается в промысловую систему сбора и подготовки газа.

Формула изобретения

Способ подготовки воды, включающий транспортировку ее по трубопроводу, подачу в резервуар и отделение примесей, отличающийся тем, что при транспортировке по трубопроводу в воду подают природный или попутный нефтяной газ в количестве, достаточном для ее насыщения, а при подаче воды в резервуар ее дегазируют, пропуская через суженный участок трубопровода.

РИСУНКИ

Рисунок 1