射流装置（共5篇）
射流装置 篇1
注聚合物过程中, 水射流分散溶解装置具有计量下料准确、供水精度误差小、配液浓度稳定、不产生鱼眼等特点。与老式水幔式分散装置相比较, 具有结构简单、流程紧凑、价格适宜、安装方便、自动化程度高等优点。
随着聚合物驱油技术的不断进步, 进一步降低地面建设投资与运行成本已经成为一项重要课题。聚合物分散装置是聚合物配制过程的主要设备, 作用是使聚合物干粉和水按照一定配比均匀混合, 是保证配制聚合物溶液质量的关键环节, 直接关系到聚合物驱油效果。多年来, 聚合物分散装置一直采用传统的风力分散流程, 结构和控制逻辑复杂, 造价和运行能耗较大。为进一步降低生产成本, 改善配制质量, 对聚合物水力直接射流分散工艺进行了大量的研究和试验, 大大简化了聚合物分散工艺。
一、水射流分散装置性能特点
聚合物分散溶解装置是注聚装置中的主要设备, 其主要功能是完成聚合物粉剂的上料、储料、计量下料、混合、输出等一系列工艺过程。
水射流聚合物分散溶解系统主要由投料部分、提升部分、储料部分、射流分散部分、下料及计量部分、自控部分等六大部分构成, 其具体结构见图1。
投料部分包括料斗总成和搅拌辅助下料系统。储料部分包括料仓、振动器和上下物位开关。射流分散部分包括喷射器总成和漩流器总成。自控部分包括PLC控制柜和远程监控;并配套提供流程中熟化罐及水罐的进出口电动阀、静压液位计。自控部分完成从分散到熟化整个工艺流程的自动控制。人工将干粉倒入料仓, 经计量下料器精确计量进入水射流器。清水罐中的水由清水离心泵输出, 经电动阀及电磁流量计调节计量, 以一定的压力进入水射流器后高速喷出, 形成局部真空, 产生负压, 携带经精确下料器计量的干粉, 强制混合, 再经提升泵提升, 完成干粉和水的初步混合, 依次流经单向阀、手动蝶阀、电动阀, 再输送到熟化罐中进行熟化, 完成聚合物的溶解输送过程。
水射流分散装置的额定配液浓度为5 000mg/L (最大配液浓度6 000mg/L) , 整机功率18kW, 额定供水量为80m3/h, 每天的额定配置母液量为1 920m3。
二、水射流分散装置工艺原理
1. 工艺流程
根据聚合物分散工艺要求, 必须能够对聚合物干粉和水分别进行计量, 并充分、均匀地混合。因此, 直接射流型分散装置包括供水及计量系统、聚合物干粉下料及计量系统、射流混合系统和自动控制系统。
(1) 供水及计量
为分散装置提供满足压力要求的、流量平稳的水流, 并对水流量进行计量和调节。确保系统检修或出现异常时能及时切断系统水源, 该流程设置手动控制功能。
(2) 聚合物干粉下料及计量
可存储聚合物干粉并根据设定的参数控制下料速度, 对下料量进行计量。可根据用户需求, 提供不同的计量模式, 以满足聚合物母液配制精度, 下料最高精度可达1%。
(3) 射流混合
在水力射流的作用下使经过计量的聚合物干粉颗粒之间相互分离, 干粉颗粒与水充分润湿, 最终使聚合物干粉与水进行充分、均匀的混合。同时在下料前及下料过程中施加旋转水流对过流部件进行冲刷, 防止干粉聚结堵塞。
2. 配置原理
聚合物水射流分散工艺通过独特的射流混合装置、相关的聚合物干粉下料及计量系统、供水及计量系统和配套的自动控制系统来实现。工作时水由射流混合装置的喷嘴高速喷出, 在喷嘴出口处形成负压, 将聚合物干粉吸入装置。在扩散段, 高速水流在管内形成强烈的涡流, 具有剧烈的切割搅拌作用, 保证了聚合物干粉的充分润湿, 可有效防止干粉聚结使配制的聚合物溶液形成“鱼眼”和粘团。
聚合物水射流分散工艺较传统的风力分散工艺减少了溶解罐、搅拌器、超声波液位计、螺杆泵、鼓风机、水粉混合器、液位开关等部件和流程, 大大简化了聚合物分散工艺, 降低了工程投资和运行成本。
(1) 工艺简化及降低投资
聚合物水力直接射流分散工艺较传统风力分散工艺减少了搅拌溶解和螺杆泵输送流程, 大大简化了干粉分散润湿工艺;较老式的水幔式分散工艺流程更简单、占地空间更小、操作更简单, 每套装置最高可节约投资80万元。
(2) 节能降耗
由于减少了很多动力设备, 比如鼓风机、溶解罐搅拌机、混出泵等, 大大降低了能源消耗, 整机装机功率由原来的35kW减少到18kW, 起到了很好的节能降耗效果。
(3) 降低维修成本
因工艺流程相对比较简单, 减少了很多的大型设备, 所以使用过程中, 设备的维修费用会有很大的节省, 维修的工作量减少, 人工成本降低。
三、水射流分散装置运行中的不足及改进
1. 分散装置接料斗处经常返水
母液配置的过程中, 先打开供水阀, 后打开母液阀, 然后启动提升泵, 最后启动清水泵, 但是一整套程序设定好后, 往往在执行的时候总有几秒钟的偏差, 如阀门未及时全开、流程提前送水, 使清水从接料斗中返出, 造成分散装置返水的现象。分散装置返水就会带着下料器中的干粉一起流到分散装置溢流口处, 返出的水粉混合物由于混合不均匀极易结块堵塞溢流口。而且溢出的水粉混合物流到操作间地面上, 容易污染环境。
2. 母液配置质量较差
与水幔式分散装置相比, 水射流分散装置减少了一个让配置母液初步熟化的一个溶解罐。水幔式分散装置清水与干粉的混合是在一个较小的溶解罐中进行, 并且配置了一个小型的搅拌机, 母液在溶解罐初步混合后经过混出泵排出。水射流分散装置减少了清水与干粉初步混合的环节, 直接用喷射器喷射出来的清水在接料漏斗中形成漩涡, 把下料器下来的干粉以冲刷的形式瞬间带走, 最终到母液熟化罐中经搅拌机搅拌熟化。一旦熟化罐的搅拌机出现问题, 配置母液的熟化程度就会受到很大的影响。
3. 下粉器处干粉易结块
母液配置的过程中, 由于射流出来的清水易产生水汽, 使空气潮湿, 而下粉器内的干粉遇到水汽极易结块, 并粘附到下粉器四壁, 长时间运行, 干粉结块越来越多, 就会造成下粉器堵塞, 下粉困难, 影响母液配置。所以必须定期对下粉器四壁粘附的干粉进行清理, 严重的时候需要3天清理一次, 增加了额外的工作量。
4. 水射流分散装置措施改进
孤东三采中心注聚站在用的6套水射流分散装置中, 选取7#站进行改造, 改造方法如图2所示。
将分散溶解装置的料仓抬高0.4m, 让出一定的安装空间, 在射流器的下粉料斗处增加一台DN50的电动开关球阀, 在冲刷管处增加一个DN15的电动开关球阀, 配合采用程序自动控制, 可以彻底解决分散溶解装置的返水问题。
抬高分散装置意味着增加了下粉器与接料斗中清水的距离, 射流清水产生的水汽不会影响下粉器处下来的干粉, 可解决下粉器结块的问题, 提高聚合物配置质量。
改造的过程中, 去除了原分散装置多余的提升泵。经过试验证明, 为分散装置供压的清水泵所提供的0.8MPa压力, 经分散装置混配, 整个流程损失压力约0.2MPa, 剩余的0.6MPa压力足够把混合液传输到熟化罐中, 所以改造过程中去除提升泵, 减少了1台15kW的动力, 大大减少了分散装置的耗电量, 比改造前日节电260kW·h。
现场改造于2012年7月完成, 同时对分散装置的运行操作程序进行了一定的调整。
分散溶解装置启动后, 首先关闭下粉阀门和冲刷水阀门;阀门关到位后, 启动射流泵进入射流状态;当射流正常后, 再打开下粉阀门和冲刷水阀门;阀门开启到位后, 正常下粉进入工作状态。停止分散溶解装置时, 先停止下粉, 通过振动去除下料口的浮粉, 再关闭两个电动阀门, 隔绝水路, 设备停止运行, 杜绝返水问题的发生。
四、结论与认识
水射流分散装置与水幔式分散装置相比工艺流程较简单、占地面积较小、节省资源, 具良好的推广潜力。
水射流分散装置经改造后, 基本上解决了返水问题, 并去除了多余的动力提升泵, 比改造前更节能, 使用更方便, 提高了聚合物母液的配置质量, 减少了母液结块现象。
水射流分散装置配置的聚合物母液的混合均匀度低于水幔式分散装置, 其配置母液主要依靠熟化罐进行熟化才能达到注入标准, 所以必须提高熟化罐对母液的熟化能力。
摘要：介绍了水射流分散装置的性能特点、工艺原理以及使用中的缺点, 并对水射流分散装置的缺点加以改进。
关键词：聚合物,水射流,分散溶解装置,改进
参考文献
[1]于新哉.聚合物分散溶解装置的特点及应用[M].石油机械, 2003, 31.
[2]罗彤彤, 卢亚平, 潘英民.新型聚合物快速分散溶解装置的研制[J].矿冶, 2007, 4.
无损水射流插桩机压盘装置设计 篇2
水射流无损插桩, 管桩是射流管路的一部分, 其中供水系统和管桩的连接———压盘装置, 一方面构成管路射流的一部分, 另一方面又是设备施工起吊承载的重要部分, 其设计对设备的使用性能起决定性作用。因此, 该部分的结构设计是其核心部件之一。
1 方案设计
压盘装置一方面连接管桩和供水系统管道, 是供水系统的一部分, 另一方面又是吊点布置的位置, 连接起吊机械和供水系统, 使管桩实现整个高度上连续插桩。因此, 压盘装置设计是设备的关键部件之一, 总体方案如图1所示。
1—压盘;2—连接弯管;3—连接法兰;4—吊点
压盘1直接压在管桩的顶部, 通过螺栓与管桩连接在一起, 其形状、孔径和螺孔数量由桩端板结构和端板上螺纹孔数量决定。连接弯头2是由标准弯头和钢管焊接组合在一起, 改变管路射流方向;连接法兰3将管桩和供水系统管路连接在一起, 为了实现在桩高度上连续插桩, 需要连接起吊机械和射流系统的吊点, 该部件的关键点和难点是吊点4的设计、螺栓组强度及密封性要求。
2 压盘和连接弯管的连接方式选择与设计
压盘1与连接弯管2下端部分的连接, 通过直管和压盘, 连接方式有平焊连接、对焊连接、螺纹连接、承插焊连接 (如图2所示) , 由于吊点需要占用较大的空间, 尽可能预留较多的空间, 同时, 使连接弯管也不受力, 选择对焊连接方式合适 (如图2b所示) 。
选择图2b方案, 压盘一方面通过焊接与连接弯管连接, 改变管路的方向, 另一方面与管桩的端板通过螺栓对接, 形成一个相通的供水管路;同时由于吊点也设计在压盘上, 压盘同时承受约16 t的拉伸载荷 (管桩重量、管桩中的水重量、射流装置重量以及供水管路及其管中的水重量等) 。因此压盘和吊点强度必须达到一定的承载能力。同时压盘厚度还要和管桩端板相配合的螺栓通用。综合设计, 压盘结构如图3所示。
3 连接弯管与供水系统的连接方式选择
连接弯管与供水系统的连接, 直接决定供水系统的安全与可靠性、设备操作的灵活性, 同时还具有改变管路液体流向的作用。为了使连接具有通用性和互换性, 将两者采用对接法兰连接 (如图4所示) 。图5a方案, 中间用密封圈, 四周用螺栓连接即可保证连接的可靠性和密封的安全性。法兰具体型号由连接管的型号确定 (DN150型号) 。弯管和供水系统连接处, 除了图1中90°弯头外, 还可以用45°弯头、60°弯头等。
1—供水系统一端钢管;2—下法兰;3—密封圈;4—上法兰;5—弯管出口钢管法兰连接方式
4 吊点方案设计及吊耳形式选择
4.1 吊点方案设计
在设备安装工程的建设过程和施工过程中, 设备吊装始终处在举足轻重的位置。设备吊装过程尤其是大型设备吊装是否能顺利安全进行, 直接决定着工程项目的施工周期和项目投资, 更关系到工程项目管理的成败、企业市场开发与经营运行效果和企业的持续发展。
压盘装置为圆筒形, 理论上设计4个吊点起吊过程中稳定性好 (如图5a所示) , 但是由于连接弯管为弯头形式, 偏向一侧, 使该侧空间受限, 方案a不可取;4个吊点可以如图6b所示布置, 方案b虽然吊点多, 对称及稳定性好, 但压盘和管桩配合螺纹所剩空间所限, 方案b亦不可取;方案如图6c所示, 两个吊点即可, 缺点是起吊时造成设备的不平衡, 偏向弯管供水系统一侧, 可通过辅助设施解决不平衡问题。
4.2 吊耳形式选择
吊点的实际表现形式是有吊耳, 吊耳是设备吊装过程中最直接的受力部件, 常用的形式分为耳板式和管轴式, 分别应用在中小型和大中型的设备吊装工程中, 且耳板式吊耳较管轴式应用范围更广泛一些。
相对应如图5c吊点方案时对应吊耳设计如图6a所示。为了增强吊耳和压盘连接的强度, 在耳板两侧分别设计有两个筋板 (如图6b所示) 。吊耳实际使用中, 需要图6c所示卸扣配合使用。
形式除了图7c方案外, 也可以选择图8a所示的吊耳:为了将载荷分散, 在压盘上设计四个小吊耳, 相应的两个吊耳之间通过焊接高强度钢筋, 通过和图8c所示的卸扣配合使用, 形成实际上只有两个吊点的结构。
1—压盘;2—吊耳;3—筋板;4—卸扣
5 螺栓组强度校核和密封性保证
进行螺栓组强度和密封性校核之前, 必须对单个螺栓的强度和预紧力进行校核与计算。
5.1 单个螺栓连接强度和密封性校核
压盘在工作中, 螺栓组既受到轴向拉力的作用, 又受到翻转力矩M的作用。对单个螺栓而言, 既受到预紧力P'又受到轴向载荷P的作用, 设螺栓的最大拉力为P0, 根据文献[3]有
式中, P″———连接螺栓的剩余预紧力, ———相对刚度系数。所加载荷P为静载荷时, 紧螺栓所受最大拉应力计算, 校核公式为
式中, P0———螺栓所受最大拉伸力, N;σ1p———螺栓的许用拉应力, MPa, , 其中σs为材料的屈服强度值, Ss为安全系数。
因所加轴向载荷P为变载荷时, 除了按紧螺栓所受最大拉伸应力计算外, 还要计算螺栓的应力幅, 应力幅为
式中, σap———许用应力幅;CL———连接件刚度;CF———被连接件刚度。
许用应力幅σap
式中, ε———尺寸因数, Kt———螺纹制造工艺因数, Kμ———受力不均匀系数, Kσ———缺口应力集中系数, Sa———安全系数, σ-1t———试件的疲劳极限。
由于管路有密封性要求, 此时, 螺栓预紧力P″= (1.5~1.8) P。
已知, 螺栓组数量n=14, 长度L=60 mm, d1=27 mm, P=16 t=1.6×105N,
由式 (1) 得到
由式 (2a) 得到
所以
由于加在螺栓上的载荷是变载荷, 由式 (2b) 得到
所以
综上所述, 单个螺栓的强度和密封性满足要求。
5.2 螺栓组强度校核
刚开始起吊时, 螺栓既承受弯矩又承受轴向压力载荷;起吊到竖直位置时耳板仅承受轴向拉伸载荷。第一种工况时, 螺栓承受翻转力矩M, 对称轴左侧的螺栓被进一步拉紧, 其螺栓的轴向拉力进一步增大, 对称轴线右侧螺栓受力被放松, 螺栓的预紧力也被减小。因各螺栓的受力与其到对称轴线的距离成正比例, 故距离螺栓组对称轴最远的螺栓所受到拉力最大, 为
式中, M———螺栓组所受到翻转力矩;r———螺栓中心至底板对称轴线的距离。
保证结合面最大受压处不压溃的条件是
保证结合面最小受压处不分离的条件是
式中, A———螺栓组底板结合面受压面积;Z———螺栓组数量;P'———单个螺栓的预紧力, P'的大小为单个螺栓工作载荷的1.5.1.8倍。即P'= (1.5-1.8) P;W———螺栓组底板结合面的抗弯截面系数;σPP———结合面许用挤压应力。
螺栓材料为40 Cr, 抗拉强度抗拉强度σb=750~1000MPa, 屈服强度σs=650~900 MPa, σPP=520~720 MPa。
由式 (4) 得到
由式 (5) 得到
对式 (6) , A= (0.252-0.12) =0.0525 m2,
取较大值P'=1.8×13333=24000 N。Z=12, , D、d分别为管桩端板的外径和内径直径。
由式 (6) 得到
所以, 螺栓组强度满足试验要求。
6 结语
该压盘装置由河南建华管桩有限公司负责加工制造, 并分别在其生产厂区和郑州市花园口南裹头进行30根重复导流桩坝的施工。通过施工发现, 该压盘装置强度和密封性完全满足设计要求, 但是由于螺栓数量 (14个) 太多, 施工中, 压盘装置与管桩连接与拆卸耗时费力, 压盘与管桩之间的密封垫圈容易受损, 同时由于在水中施工, 螺栓容易掉入水中, 需要较多的密封垫圈和螺栓备件。因此, 可以在管桩端板与压盘连接处增加抱箍, 通过减小螺栓受力间接减少螺栓数量, 达到节时省力, 增加施工效率。
摘要：根据水射流无损插桩施工技术要求, 研制了一种与钢筋混凝土预制管桩配合使用的压盘装置。该压盘装置主要作用是连接管桩及供水系统、并起到承载吊具的作用。该压盘装置由压盘、连接螺栓组、吊耳连接弯管等几部分组成。可与直径500 mm或600 mm的管桩配合, 承载不超过16 t。
关键词：水射流插桩机,压盘装置,钢筋混凝土预制管桩
参考文献
[1]吴林峰, 郭飞, 耿明全, 等.射水造孔法拔除混凝土预制桩施工技术[J].人民黄河, 2010, (11) :150~151.
[2]严大考.起重机械[M].北京:水力电力出版社, 2002.
[3]成大先.机械设计手册 (1-5) [M].北京:化学工业出版社, 2008.
[4]《简明管道工设计手册》编写组.简明管道工设计手册[M].北京:机械工业出版社, 1993.
射流装置 篇3
井下排水用的离心泵安装在水仓液面以上, 吸水管引水便成了离心泵启动前的难题。由于吸水管底阀存在阀板关闭不严、漏水等问题, 且离心泵运行时底阀阻力、耗能大, 致使吸水管灌水难度大。为此, 经多次试验, 研制了一套利用钢管自行加工的射流引水装置, 有效地解决了离心水泵的引水问题, 取得了较好的经济效益。
1工程概况
陕西中能煤田有限公司袁大滩煤矿位于陕西省榆林市榆阳区西部, 设计生产能力8 Mt/a。中煤第五建设有限公司第二工程处承建袁大滩煤矿二、三期工程。井下临时泵房安装11台水泵, 其中MD155-67×6型水泵4台, MD100-80×6型水泵4台, MD280-100×8型水泵3台, 最大排水能力约1 100 m3/h。
2射流引水装置工作原理
采用井下压风从 φ60 mm钢管进入, 利用高压气体的横向紊动扩散作用将 φ60 mm钢管内的空气带走, 形成低压区, 在内外压差的作用下, 将水仓的水压入钢管内[1]。高压气体及吸入管内的水体在混合段及喉管中混合并进行动量交换后, 高压气体的速度降低, 被吸入流体的速度增加, 直至喉管出口, 两股流体的速度逐渐趋于一致。在锥形管中, 混合后的流体进行能量转换, 把大部分高压气体变为水压力能而最后排出, 实现管内及水泵内无空气[2]。
3射流引水装置的制作及使用
3.1射流引水装置的制作
射流引水装置如图1所示。
加工材料及工艺说明:
件1为长100 mm的DN60×3无缝钢管, 左端根据具体情况焊接2只 φ25 mm高压接头或 φ40 mm方阀, 作为进气管。
件2为长150 mm的DN60×3无缝钢管, 下端根据卧泵的扬程, 焊接DN50高压法兰盘。水泵扬程400 m以下时, 选用4 MPa、DN50高压闸阀及配套法兰盘。水泵扬程400~640 m时, 选用6.4 MPa、DN57高压闸阀及配套法兰盘。水泵扬程640~1 000 m时, 选用10 MPa、DN50高压闸阀及配套法兰盘。
件3选用 φ60 mm圆钢加工, 先使用车床, 利用直径20 mm钻头钻出内孔, 再利用车刀加工内外壁。
件4、件7为长275 mm的DN89×3.5无缝钢管制作成一体, 件4利用气割缩口而成。件7左端焊接 δ12 mm铁板封堵, 中间挖出φ60 mm孔洞。件3与 δ12 mm铁板焊接在一起, 注意要保证件3与件7的同心度。件3左端焊接件1。
件5为长35 mm的DN38×3无缝钢管, 左端与件4焊接, 右端与件6焊接。
件6为长10 mm的DN89×3.5无缝钢管利用气割缩口而成, 左端与件5焊接。
加工时应保证各部分尺寸准确、焊接部位焊缝质量良好、喷嘴内壁光滑和组装位置正确, 以保证喷射负压的效果。
3.2射流引水装置安装使用
4套射流引水装置分别安装于1台MD155- 67×6型和3台MD100-80×6型水泵上。射流引水装置在水泵上安装示意如图2所示。
3.3射流引水装置安装使用过程中注意事项
(1) 安装时, 射流引水装置出水口对着水仓, 或者接一段软管导入水仓。
(2) 使用射流引水装置时, 首先打开压缩空气阀门, 再打开射流引水装置进水闸阀, 直至射流泵真空表指示为0。
(3) 先关闭真空表阀门、射流引水装置DN50进水阀门, 再关闭射流引水装置压风阀门, 启动水泵。
(4) 射流引水装置不出水或长时间真空表不回0, 需检查水泵盘根是否漏气严重或进水管路露出水面部分是否有进气现象。
(5) 射流引水装置各部件要求焊缝质量高, 达到负压引水的效果。
(6) 该装置在使用过程中, 必须将进气管的 φ40 mm方阀关闭, 定期更换方阀, 以防漏气影响泵的正常排水。
4射流引水装置使用效果
实践表明, 利用射流引水装置给水泵灌水, 一是可减少更换底阀次数, 大大降低工人劳动强度。 二是水泵吸水笼头可使用无底阀, 不用担心水泵突然停电时出水端逆止阀不起作用, 出水端高压水经过泵体进入吸水管路冲坏笼头 (蹲笼头) 。三是利用射流引水装置使泵内全部灌满水, 提高水泵排水的性能。
摘要：介绍了射流引水装置工作原理、加工制作和安装工艺, 通过射流引水装置抽空排水泵内的空气, 使排水泵自动充水, 有效地解决了吸水管底阀存在阀板关闭不严、漏水、吸水管灌水难度大的问题, 减少了更换底阀次数, 降低了工人劳动强度, 提高了设备使用寿命, 实现了安全、优质、高效排水, 取得了较好的经济效益。
关键词：井下排水,离心泵,自制射流引水装置,水泵自动充水
参考文献
[1]王晓光, 李和丕, 王维海.矿井离心泵负压与射流引水装置综合应用[J].矿业工程, 2014 (5) :11-13.
射流式污油污水回收环保处理装置 篇4
关键词：射流式,污油污水回收,环保处理,节能降耗
1 问题提出。
大庆油田一年井下作业工作量非常大 (一年几千口井) , 油田地面污染也非常严重, 如何解决这一问题, 油田科技工作者经过多年的研究和探讨, 采取多种措施, 也见到了一定的成效。如:井下作业井出来的污油、污水及杂质, 都是在井下作业时尽可能将污油、污水及杂质, 通过井口密封装置将其不出地面, 但效果一直不理想, 仍靠人工清理现场, 既浪费了人力, 又污染了环境。近几年井下作业井出来的污油污水及杂质, 通过密闭装置处理, 将其油水打入输液管线, 但该装置有其局限性, 即装置是密闭真空的, 很容易将部分胶管连接抽瘪。但都没有从跟本上解决问题。因此我们所设计的射流式污油污水回收环保处理装置, 该装置即节能又环保, 同时又降低成本减少作业工人的工作量。
2 射流式污油污水回收环保处理装置结构与工作原理。
2.1结构:该装置主要由增压泵系统、控制系统、射流泵、污油污水回收罐、固液分离罐、电加热系统、油井热洗清蜡系统七部分组成。2.2工作原理:将射流式污油污水回收环保处理装置进口污油污水管线同作业油井出口进行连接。当油井有压力时, 采用排液, 污油通过进液阀进入过滤器过滤, 后经单流阀进入沉淀箱进行二次过滤沉淀。当油和水高于沉淀箱溢流板, 分离出的油和水进入主体储液箱, 由加热器进行加热。当温度到达指定温度时, 启动离心泵将油和水打入外排输液管线或进入储液罐。当油井无压力时, 采用射流泵吸液, 打开进液阀并启动离心泵, 使之产生负压。将液体吸入环保处理装置, 经射流器进入沉淀箱中的过滤器进行过滤。后续过程与采用排液过程相同。当油井需要热洗清蜡时, 连通井与装置管线, 启动三注塞泵, 开进出口阀门, 即可进行反洗井清蜡。
3 主要参数、技术指标。
3.1电机功率:18.5KW。3.2加热器总功率:2套X15KW。3.3排液泵排量:15m3/h排液扬程:2.5MPa。3.4工作环境:-40℃~50℃。3.5抽吸流量:7.5 m3/h。3.6抽吸扬程:0.08MPa抽吸排量:4 m3/h。3.7加热器热效率95%;3.8油水分离率95%;3.9地面无污染率100%。
4 射流式污油污水回收环保处理装置主要技术特点。
4.1工艺技术方面:该装置跟据井下作业井有、无压力, 采用排液、吸液一体化工艺, 一台泵代替两台泵工作。使之达即节能又环保。特别吸液采用开式工艺, 解决了原来吸液利用装置密闭真空存在的弊端。, 利用物理沉淀原理经过两次过滤沉淀充分分离后, 保证油水进入输液管线。针对井下作业野外施工士实际, 操作采用简单工艺, 操作灵话方便。4.2为了减少热洗设备, 我们在装置上安装三注塞泵用装置内分离出的热水对油井进行热洗清蜡。4.3供电系统方面:针对现场普遍存在变压器容量小、负载大的情况, 采用软启动器控制。软启动器具有过载、短路、欠载等功能, 降低起动电流, 对电网冲击小, 延长泵的使用寿命。使用自动、手动互相连锁, 能自动识别相序并转换, 不用人为来改变相序。液面控制采用液位开关, 并有声光报警指示。操作简便, 易于安装调试, 便于检修。4.4加热器为防爆节能型、电机为防爆型, 产品在充分考虑防爆要求的条件下, 与电热转换智能数字调节仪配套, 自动控制温度, 换热平稳, 热效率高, 温度控制精度高, 防爆性能好。从而降低了成本, 提高了生产效率, 减轻工人的劳动强度。
5 现场试验及经济效益评价。
射流装置 篇5
1 双管射流采油结构组成
双管射流采油主要由三部分组成 (图1) :井口装置、井下双管柱采油装置和水力射流泵。
1.1 井口装置
针对双管采油设计的专用井口装置既连通井筒内动力液管柱, 又连通油套环行空间, 在油井生产过程中可起到平衡压力作用, 原水力射流泵井口则不能。
1.2 井下双管采油装置
主要由动力液管、混合液管、油管锚等组成。
1.3 水力射流泵
该泵因携砂采油装置有动力液管和混合液管, 油层不被阻挡, 可测取液面, 监控压力变化。原水力射流泵利用油管传递动力液, 利用油套环行空间为混合液通道, 不能监测液面。该泵主要由喷嘴、喉管、尾管、密封环、工作腔等组成。
2 双管携砂射流泵管柱设计
平行双管柱结构主要针对7英寸以上套管设计。常规7″套管最小内径Φ159.4mm, 目前油田稠油储层平均埋藏深度900-1400m, 平均下泵深度1100m左右, 采用27/8″平式油管 (壁厚5.5m m) 即可满足作业与生产的要求。因此, 出液管采用1.90″油管, 其节箍外径55mm, 可以实现在套管内平行下入, 考虑管柱的自由下入, 则要求27/8″油管节箍上下端面加工3*45°倒角 (表1) 。
3 射流泵油井生产系统设计步骤
依据油井的流入动态, 即IPR曲线, 确定设计产液量下的井底流压Pwf。
从井底向上计算井筒压力分布, 由泵的吸入口压力Ps确定下泵深度Hp。
确定井筒温度系统的计算。
确定井筒温度系统的计算。
在泵的特性曲线上, 找出最高泵效下所对应的扬程f (M) 。
由混合液井口压力, 求出泵的混合液出口压力p2, 推导出p1, 然后沿井筒向上求出动力液井口压力。
( (7) 求出泵在此工作条件下的工况参数。
4 双管携砂射流采油工艺特点
双管射流采油工艺与原水力射流泵采油工艺有着本质的区别, 具有独到的优越性。
(1) 具有很强的携砂排砂能力。在地层流体被举升过程中, 由于采油装置的特殊结构, 使地层流体进入尾管开始, 在井筒内的任何部位上升速度都大于砂子沉降速度的2倍。因此它具有阻止地层砂下沉将地层流体顺利排至地面的功能, 原水力射流泵则不能。由于原水力射流泵携砂能力差, 在泵下安装的封隔器不可避免地被砂埋甚至损坏。
(2) 井下不设封隔器, 可正常录取套压、动液面等油井动态资料, 以便及时掌握井下工况。而原水力射流泵采油工艺则无法进行上述工作。
(3) 所设井口及井下采油装置, 无运行件, 现场检泵只需更换喷嘴、喉管及一个密封环即可, 减少了维修工作量, 使维修费用降至最低。
(4) 对油层无污染、无堵塞性伤害, 采用动力液起下泵, 调整工作参数方便, 施工作业简便可靠, 费用低, 油井免修期长, 具有良好的综合经济效益。
(5) 液流稳定, 不像抽油泵抽汲采出液具有脉冲, 因而地下压力场相对稳定, 减少了地层出砂量。
5 双管携砂射流采油的配套工艺
油层结构疏松, 出砂严重, 在制定措施方案时, 结合以往稠油井的生产实践, 针对单井开采状况、地质特点、原油物性、出砂情况, 配套应用相应的地层化学处理剂及防砂工艺。对于新投产稠油井, 井筒和近井地带常有稠油及泥浆等污染物堵塞给施工带来困难, 也严重影响供液能力, 为此采用地层化学处理剂处理近井地带, 达到降粘及疏通地层的目的。视其出砂情况和泥质含量的高低, 采取混排解堵、挤粘土稳定剂抑制粘土膨胀、抑砂剂胶结骨架砂、化学防砂封口形成井壁挡砂屏障、下绕丝管等不同组合的复合防砂措施。为确保措施的成功, 先期在动力液中掺入适当浓度的降粘剂降低原油在管柱和地面流程中的流动阻力。
6 完井管柱施工要求
双管携砂射流采油工艺的工作原理要求管柱结构具有良好的密封性和耐压性, 对完井管柱施工要求符合Q/SL0460—90标准, 要求具体如下:
(1) 下管柱过程中, 每根油管接头必须涂高压厌氧密封脂, 上满扣并按规定力矩拧紧。
(2) 动力液管柱采用Φ6 2倒角油管 (3*45°) , 泵工作筒以上至井口及短节必须用Φ60x1200mm油管规逐根通过。
(3) 混合液管柱采用φ48m m倒角油管 (3*45°) 。
(4) 动力液管柱试压, 须从油管打压至20 MPa, 稳压5min, 压降小于0.5 MPa为合格。
(5) 井口采油树高压部分承压25 MPa, 低压部分承压2.5 MPa, 不渗不漏为合格。
(6) 投泵前彻底循环清地面管线及井筒, 确保下泵畅通。
7 工艺效果评价