摘要(yao):分析了(le)油田作(zuò)業廢液(yè)處理站(zhan)中廢液(ye)的化學(xué)性質，具(jù)有♉性質(zhì)複雜，腐(fǔ)蝕性高(gāo)等特點(diǎn)。介紹了(le)廢液處(chù)理🔴站中(zhong)幾種常(cháng)用儀表(biao)☁️的選型(xíng)、參數設(she)置及安(an)裝環境(jìng)，對其它(tā)廢液處(chù)理站的(de)儀表選(xuǎn)用提供(gòng)了一定(ding)的實踐(jiàn)依據。
在(zai)油氣田(tian)生産過(guò)程中，産(chan)生的鑽(zuàn)井廢液(yè)、壓裂廢(fèi)液和酸(suān)化液是(shì)較難處(chu)理的一(yī)類污染(ran)物，油田(tian)作業廢(fèi)液處理(lǐ)站對三(sān)🈲種廢🥰液(ye)分别進(jìn)行接收(shōu)和處理(lǐ)。産生的(de)廢液性(xìng)質複雜(zá)，成分多(duo)樣化，因(yīn)此對現(xiàn)場儀表(biao)的選型(xing)要求🆚較(jiào)高。以某(mǒu)油田作(zuo)業廢液(ye)處理😍站(zhàn)爲例，分(fèn)析其中(zhong)現場儀(yi)表的選(xuǎn)型及安(ān)裝注意(yì)事項。
1油(yóu)田作業(yè)廢液處(chu)理站工(gong)藝流程(chéng)
廢液處(chu)理站采(cǎi)用“機械(xie)破膠+懸(xuán)浮沉降(jiang)”的工藝(yi)方案，把(bǎ)三種廢(fèi)液分質(zhi)接收到(dào)廢液接(jiē)收池中(zhōng)，同時用(yong)堿液中(zhong)和接收(shou)的酸化(huà)廢液。三(san)種處理(li)液通過(guo)加藥處(chu)理後被(bèi)提升泵(beng)🌂提升至(zhi)🏃♀️微泡破(po)膠器，然(ran)後自流(liú)至廢💰液(yè)沉降池(chí)。上清液(yè)被污水(shui)提升泵(beng)吸到污(wū)水池，沉(chen)降👨❤️👨後的(de)污泥則(ze)🐆被污泥(ní)回收泵(bèng)提取到(dào)壓濾機(jī)房。污泥(ni)在壓濾(lü)機房被(bei)壓濾後(hou)拉出交(jiāo)由環保(bao)公司焚(fén)燒處✍️理(lǐ)。污水池(chi)👉裏的污(wū)✊水經過(guo)二次加(jia)藥後被(bei)提升至(zhi)一體化(huà)廢液處(chu)理裝置(zhì)，處理合(he)格的廢(fei)液外排(pái)。油田作(zuò)🐪業廢液(yè)處⚽理站(zhàn)工藝流(liú)程如圖(tu)1所示。
2三(san)種廢液(yè)的主要(yào)性質
2.1酸(suan)化液
在(zai)油氣田(tián)生産過(guò)程中，酸(suan)化是油(you)氣井增(zēng)産、注水(shui)井增👅注(zhù)的主要(yao)手段之(zhī)一，利用(yòng)泵入油(you)層的酸(suān)液與油(you)層中的(de)礦物質(zhi)或膠結(jie)物發生(shēng)化學反(fan)應，生成(cheng)可溶性(xìng)物質改(gai)善油水(shui)井的流(liú)動方🐆式(shi)以增⭕大(da)井眼附(fu)近的滲(shen)流力［1］。酸(suān)化過程(cheng)中常用(yong)的酸化(huà)液主要(yào)有鹽酸(suan)🐅液和土(tǔ)酸液(鹽(yan)酸+氫氟(fú)酸)兩大(dà)類，此外(wai)還添加(jiā)一定♊量(liàng)的緩蝕(shí)劑。酸化(huà)液pH值較(jiào)低，COD濃度(dù)和礦化(hua)度高，有(yǒu)強🌈烈腐(fu)蝕性，直(zhi)接接觸(chu)可能會(hui)造成燒(shāo)傷，排入(ru)土壤後(hòu)❤️會使土(tǔ)壤酸化(huà)，與硫化(huà)物反應(ying)後産生(sheng)有毒氣(qi)體硫化(huà)氫，提高(gao)空氣的(de)酸度［2］。
2.2壓(yā)裂液
壓(yā)裂液是(shì)壓裂技(ji)術的重(zhòng)要組成(chéng)部分，油(you)田壓裂(liè)就是利(lì)用壓✂️力(lì)将地層(ceng)壓開，形(xing)成裂縫(feng)，并用支(zhī)撐劑将(jiāng)它支撐(chēng)起來，以(yi)減小流(liú)體流動(dong)阻力的(de)增産、增(zeng)注措🌏施(shi)，所用🔴的(de)試劑就(jiu)是壓裂(lie)液［3］。壓🈲裂(lie)液是一(yi)個總稱(chēng)，根據不(bú)同的階(jie)段大緻(zhi)分爲前(qián)置液、攜(xié)砂液和(hé)頂替液(yè)📐。現階段(duàn)的壓裂(lie)液主要(yao)類型是(shì)水基壓(ya)裂液、油(yóu)基壓😄裂(lie)液、酸基(jī)壓🈚裂液(yè)、泡沫壓(ya)裂液，其(qí)中水基(ji)壓裂㊙️液(ye)成📱本低(dī)、安全性(xìng)能較高(gāo)、使用✔️最(zui)爲廣泛(fàn)［4］。工程中(zhong)使用的(de)是水基(ji)壓裂液(ye)，水基壓(ya)裂液含(han)有多種(zhǒng)化學添(tiān)加劑成(cheng)分，爲改(gǎi)善壓裂(lie)液的各(ge)種性能(neng)指标還(hái)會添加(jiā)pH調節劑(jì)、高溫穩(wěn)定劑等(deng)多種化(hua)學添加(jia)劑［4］，具有(yǒu)穩定性(xing)好、濁度(dù)高、COD濃度(dù)高和石(shi)油類含(han)量高等(děng)特點。
2.3鑽(zuàn)井廢液(yè)
在石油(you)開采、鑽(zuàn)探及修(xiu)井過程(chéng)中會産(chan)生大量(liang)的鑽井(jǐng)廢液，主(zhu)㊙️要由鑽(zuan)井液、鑽(zuan)屑及各(ge)種作業(ye)産生的(de)廢液等(děng)組成［5］。鑽(zuàn)井廢液(yè)組成複(fu)雜，一般(bān)呈堿性(xìng)，粘稠流(liú)體或半(ban)流體狀(zhuang)，含有各(ge)種有機(ji)和無機(jī)類化學(xué)處理✨劑(ji)，重金屬(shu)、COD、含油和(hé)表面活(huo)性劑🔅等(deng)有害物(wù)質濃度(dù)較🌈高［5］。
3儀(yí)表選型(xing)及安裝(zhuang)要求
3.1液(yè)位變送(sòng)器
根據(jù)工藝要(yao)求，需要(yao)在廢液(yè)接收池(chí)、廢液沉(chén)降池、污(wu)❓水池等(deng)工🌈藝場(chang)所進行(háng)液位監(jiān)測，低液(yè)位報警(jing)并連✍️鎖(suo)停相應(ying)的螺杆(gǎn)泵，同時(shí)液位信(xin)号就地(di)顯示并(bing)遠🆚傳至(zhì)值班室(shi)。以酸化(huà)廢液接(jie)收🔆池爲(wei)例，池體(ti)尺寸爲(wei)4.2m×4.2m×2.5m，低液位(wei)報警并(bing)連鎖停(tíng)廢液提(ti)升泵。由(yóu)于液體(tǐ)化學性(xing)質較複(fu)雜，腐蝕(shí)性高，選(xuan)♊用非接(jiē)觸式🏃🏻♂️儀(yi)表，不跟(gēn)液🤩體直(zhi)接接觸(chu)，因此選(xuǎn)用超聲(shēng)波液位(wèi)變送器(qi)。
超聲波(bō)液位變(biàn)送器
工(gōng)作原理(lǐ)如圖2所(suo)示，超聲(sheng)波換能(néng)器(探頭(tou))發出高(gāo)頻脈沖(chong)聲波遇(yu)到被測(ce)液位表(biǎo)面被反(fan)射回來(lai)，部分反(fǎn)射回👨❤️👨波(bo)被同一(yī)換能♌器(qì)接收。超(chao)聲波脈(mò)沖以聲(shēng)波速度(dù)傳播💃🏻，從(cóng)發射到(dao)接收到(dao)超聲波(bō)脈沖所(suǒ)需時間(jiān)間隔與(yu)探頭到(dao)被測介(jiè)質表面(miàn)的距離(li)成正比(bi)。H=CT/2，L=TH－H。探頭發(fa)🧡射的超(chao)聲波有(yǒu)一定的(de)寬度，距(ju)離探頭(tóu)比較近(jìn)的一小(xiao)段區域(yu)内🐆反射(she)波與發(fā)射波重(zhong)疊，不能(neng)測量距(jù)離值，這(zhè)個區域(yù)稱爲盲(mang)區。
根(gēn)據工藝(yi)要求，選(xuan)用的超(chao)聲波液(yè)位變送(sòng)器工藝(yì)參數如(rú)表1所示(shi)。
由于各(ge)個廢液(yè)接收池(chi)頂部加(jia)蓋玻璃(li)鋼蓋闆(pǎn)，液位🚩變(biàn)送✏️器㊙️需(xu)要在頂(ding)部開孔(kǒng)安裝，且(qiě)不應安(an)裝在進(jin)料口的(de)上方，信(xìn)号㊙️波束(shu)角内不(bu)應有遮(zhē)擋物［6］，因(yīn)此安裝(zhuang)時的開(kai)孔位置(zhì)距離池(chi)💜壁不少(shao)于500mm，儀表(biǎo)的觀測(cè)面朝🤞向(xiang)操作通(tōng)道，周圍(wei)沒有妨(fang)礙維✔️修(xiu)儀表的(de)物體。
3.2投(tóu)入式溫(wen)度變送(sòng)器
爲了(le)中和接(jie)收的酸(suan)化廢液(yè)，建造了(le)液堿池(chí)。工程施(shī)工地點(diǎn)離海邊(bian)較近，爲(wei)了防止(zhi)溫度較(jiào)低時液(ye)堿析出(chu)，液堿池(chí)中采用(yong)了🔞加熱(rè)盤管，因(yīn)此需要(yào)監測實(shí)時溫度(du)，且溫度(du)信🐆号就(jiù)地顯示(shì)并遠傳(chuán)至值班(bān)室。液堿(jian)池尺寸(cun)爲4.2m×4.2m×4.7m。因池(chi)子較深(shēn)，選用投(tóu)入式溫(wen)度傳感(gan)器。投🈲入(rù)式一體(tǐ)化溫度(du)變送器(qi)
采用溫(wēn)度傳感(gan)器，變送(sòng)輸出4～20mA的(de)标準信(xin)号，防止(zhǐ)電纜出(chu)線，采用(yong)不鏽鋼(gāng)材質，溫(wēn)度探頭(tóu)放置在(zài)前端。其(qí)參數要(yao)求如表(biao)2所示。
投(tou)入式溫(wēn)度變送(sòng)器采用(yòng)的測量(liang)元件是(shi)鉑熱電(diàn)阻
，由純(chún)鉑絲繞(rao)制而成(cheng)，溫度範(fan)圍爲－200～850℃，精(jing)度高、性(xìng)能可靠(kao)、抗氧化(hua)性能好(hǎo)、物理化(hua)學性能(neng)穩定。液(ye)堿池上(shàng)方有💋玻(bō)璃✔️鋼蓋(gai)闆，同樣(yàng)需要打(dǎ)孔安裝(zhuāng)。
3.3電磁流(liu)量計
作(zuo)爲油田(tián)作業廢(fei)液處理(li)站，需要(yao)統計處(chu)理廢液(yè)的瞬時(shi)流量🌐和(hé)累計流(liu)量。因此(ci)在一體(tǐ)化廢液(yè)處理裝(zhuāng)置的出(chu)口處安(an)裝流量(liang)變送器(qi)，顯示瞬(shùn)時流量(liàng)、累計⚽流(liu)量且流(liu)量信号(hào)遠傳至(zhi)值班室(shì)。因廢液(yè)中含有(yǒu)各種離(li)子如Cl－、Mg2+等(deng)，具有導(dao)電性，因(yīn)此選用(yong)電磁流(liu)量計
，能(neng)夠測量(liang)酸、堿、鹽(yán)溶液以(yi)及帶有(yǒu)固體顆(ke)粒的流(liú)量。
導電(diàn)的流體(ti)介質在(zài)磁場中(zhong)作垂直(zhi)方向流(liu)動而切(qie)割磁力(li)線，會在(zai)兩個電(dian)極上産(chan)生感應(ying)電勢，感(gan)應電勢(shi)與體積(jī)💋流量具(ju)有線性(xing)關系，因(yin)此在管(guǎn)道兩側(ce)各🌈插入(ru)一根電(diàn)極，便可(kě)引出感(gǎn)應電勢(shi)，由儀表(biǎo)指出相(xiàng)應流量(liàng)的大小(xiǎo)［7］。電極🏃♂️一(yi)般由非(fei)導磁的(de)不🏃🏻♂️鏽鋼(gang)材料制(zhi)成，電極(ji)安裝時(shi)宜在管(guan)道水平(píng)方向，防(fang)止沉澱(diàn)物堆積(ji)在電極(ji)上✌️而影(ying)響測量(liang)準确度(dù)。爲了防(fáng)止🈲導管(guan)被腐蝕(shí)并使内(nei)壁光滑(hua)，需要在(zai)測量導(dao)管内壁(bi)塗上絕(jue)緣襯裏(lǐ)。電磁流(liú)量計的(de)參數要(yao)求如表(biǎo)💋3所示。
316L不(bú)鏽鋼比(bi)316不鏽鋼(gang)的含碳(tàn)量低，且(qiě)316L不鏽鋼(gāng)的耐腐(fǔ)蝕能力(lì)和焊接(jiē)性都顯(xian)著優于(yú)316不鏽鋼(gang)，從生産(chǎn)成本來(lái)說，316不鏽(xiu)鋼比316L不(bu)鏽鋼的(de)生産成(cheng)本稍低(dī)，但差異(yi)并不是(shi)特别🔅大(da)，因此電(diàn)極材料(liào)選用316L。
聚(ju)四氟乙(yǐ)烯(PTFE)是由(you)四氟乙(yǐ)烯經聚(jù)合而成(chéng)的高分(fen)子🏃♂️化⛱️合(hé)物，化學(xué)穩定性(xìng)、耐腐蝕(shi)性、密封(fēng)性和電(diàn)絕緣性(xing)較強，具(ju)有♌良好(hao)的抗老(lao)化能力(lì)，因此使(shǐ)用聚四(sì)氟乙烯(xi)做襯裏(lǐ)材料。
電(dian)磁流量(liang)計的安(an)裝要求(qiu)，上遊直(zhí)管段長(zhǎng)度不應(yīng)小于5倍(bèi)管徑🔴，下(xia)遊不應(yīng)小于2倍(bei)管徑［8］，因(yin)此本工(gong)程安裝(zhuang)時前直(zhi)管💞段爲(wèi)5倍管徑(jìng)，下遊爲(wèi)3倍管徑(jìng)。
4總結
以(yǐ)某油田(tián)作業廢(fèi)液處理(li)站的實(shi)際工藝(yì)流程爲(wei)基礎🈚，分(fen)析了其(qí)中的廢(fèi)液性質(zhi)和化學(xué)環境，針(zhēn)對工藝(yì)需求進(jin)行相應(yīng)儀表的(de)選型，設(shè)置參數(shù)要求及(jí)安裝要(yao)求，對實(shí)際作業(yè)廢液處(chù)理站的(de)儀表使(shǐ)用具有(you)一定的(de)理論依(yi)據和實(shí)踐意義(yi)。
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