天然气长输管道安全防范与平稳供气保障论文的参考文献

王荧光

基金项目:国家科技重大专项项目39(2092×05039)资助。国家高技术发展项目“沁南煤层气开发利用高技术产业化示范工程”资助。

作者简介:王荧光,男,工程师,2005年毕业于辽宁石油化工大学,化学工程与工艺专业,硕士学位,现主要从事石油天然气工程设计及研究工作。地址:(124010)辽宁省盘锦市兴隆台区石油大街93号。电话:(0427)7806753,15842701850E-mail:wangyingguang7@126.com.

(中油辽河工程有限公司 辽宁盘锦 124010)

摘要:由于煤层气田“低产、低压、低渗”和地区地形复杂,相对高差较大的特点,不同程度地加大了工程设计与建设的难度,开采与输送成本相当较高。如继续沿用传统技术和石油天然气工程相关标准,将无法大幅度降低工程投资、减少操作成本、节省土地,无法实现煤层气田的效益开发。根据煤层气田集输工艺特点,坚持地面与地下充分结合的原则,研究出了一套先进合理、经济适用并符合中国煤层气特点的煤层气田地面集输技术-“枝上枝‘阀组布站’”工艺技术。并从集输半径、压缩机的选型、管材的选择、节能和水力学等方面进行了研究。结果表明新技术的应用极大地改善了流体流动环境,简化了流程。

关键词:煤层气 地面集输 低压 低产 低渗 节能

Ground Gathering and Transportation Technology of Coal bed Methane (CBM)

WANG Yingguang

(PetroChina Liaohe Petroleum Engineering Co., Ltd., Panjin 124010, Liaoning, China)

Abstract: Exploitation and construction of CBM field has just started up stage in china.Neither specification nor successful experience can be learnt for design of CBM field yet.It is inevitable that copying indiscriminately the Petrleum Industial Standards leads to increase project investment,which Lowers the whole economic benefit of the CBM field.Technologies of independent Innovation are formed in Panhe CBM field in the South Qinshui basin in accordance with the characteristics of low yield, low pressure, low permeability, relative complicated topography and large height difference, etc.The main contribution includes the following aspects: diamond well spacing, run- ning in tandem between two wells,simple measurement at valve block,gas collection under low pressure,cent ral- ized turbocharged, which is called “multi-branch manifold” disposal station to own its special ground const ruc- tion style.The new technology is character by low investment,quick results,convenient for managing and maintai- ning, fewer operators &equipments and less energy consumed, active organization, environmental protection and less land occupation, etc.

Keywords: coal bed methane, ground gathering and transportation, low pressure, low production, low per- meability, energy saving

引言

我国油气资源短缺,2010年中国天然气供需缺口达到(210~250)×108m3,而成分、热值与常规天然气相似,且资源丰富的煤层气自然是目前最现实的天然气接替资源。目前,煤层气地面已实现大规模商业化开采的国家仅为美国和加拿大,其中美国是煤层气商业化开发最为成功、煤层气产量最高的国家。我国由于煤层气田“低产、低压、低渗”和地区地形复杂,相对高差较大的地势特点,如继续沿用传统的集输技术,将无法实现煤层气田的效益开发,减慢了我国煤层气产业进入实质性商业化生产的进程。所有这一切,都说明,要达到煤层气田高效低成本的规模性开发,实现我国煤层气工业自主创新的要求,就必须研究出一套先进的全新工艺技术来指导目前及今后的煤层气田的地面工程建设。因此根据国内煤层气资源和开发情况,以实现大幅度降低煤层气田地面建设工程投资、减少操作成本、节省土地和煤层气田的效益开发为目标。通过对煤层气田集输工艺特点的详尽分析,坚持地面与地下充分结合的原则,紧紧围绕煤层气集输工艺技术开展大量的创新、研究、比选等工程技术攻关工作,研究出了一套先进合理、经济适用并符合我国煤层气特点的煤层气田地面集输技术——“枝上枝′阀组布站′”工艺技术。新技术突破了从我国解放到现在的60多年间标准规范中一直规定的采气管道长度不宜大于5km的限制,极大地降低了投资、能耗和操作复杂程度,多项指标均处于国际先进水平。

1 煤层气地面集输工艺新技术

图1 “枝上枝′阀组布站′”工艺技术原理图

1.1 “枝上枝′阀组布站′”工艺技术的原理[1]

“枝上枝′阀组布站′”工艺技术(图1)是对传统的布站技术的挑战,它将集气计量站改为阀组,而阀组在天然气集气干管与大量采气支线之间形成了结点,通过这个节点将若干条采气管道中的天然气集中到集气干管中。集气站的外输管道就像是树干,阀组到集气站的集气支线就像是树枝,每一个阀组又像树枝上的结点,而所有与结点连接的采气管道就像是小的树枝。新技术与传统技术之间的本质区别在于:传统技术是用一个站(有值班间、仪表、电气、设备、门卫、维修、围墙及大门等有人值守的站),把10~20口采气管道汇集在一起新技术是用一个阀组(通常位于采气井口周边,相当于一个普通管件)把大量的采气管道汇集在一起,理论上讲,新技术的应用取消了传统技术中需要建设的无数个有人值守的站,最重要的是极大地简化了流程和投资。

1.2 “枝上枝′阀组布站′”工艺技术的理论验证

1.2.1 按允许压降计算出的采气半径

采用国内公认的《油气集输设计规范》中规定使用的威莫斯(Weymouth)公式,根据实际压降计算得:“枝上枝”阀组布站中采气井口至阀组部分长度8.3km,阀组至集气站23.5km,采气管道总长31.8km传统布站中采气管道总长11.3km(图2)。

图2 不同布站方式采气半径计算示意图

1.2.2 “枝上枝”阀组布站采气半径较传统布站方式增加的原因分析

(1)阀组布站与传统分散增压布站非共有管段的采气管道长度之比Y/Z的理论推导。管道共有段根据《油气集输设计规范》的威莫斯(Weymouth)公式:

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将其两侧平方并变形得到如下公式:

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在本计算中两种布站方法管道共有段的5033.112(P12-P22)/△ZT可看成常数,因此根据实际计算数据得“枝上枝”阀组布站(d8/3)1/传统布站(d8/3)2为

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“枝上枝”阀组布站(1/qv)1/传统布站(1/qv)2得

(1/qv)1/(1/qv)2=(2/24)=1/12

最后得[(d8/3/qv)1/(d8/3/qv)2]2=(35.63/12)2=8.8,即Y/Z=8.8。

(2)“枝上枝”阀组布站阀组至集气增压站采气管道长度与共有段采气管道长度之比Y/X的理论推导。

管道共有段根据《油气集输设计规范》的威莫斯(Weymouth)公式:

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将其两侧平方并变形得到如下公式:

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在本计算中取决于(d8/3/qv)2与

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Y=(263.58/3/24)2[5033.112(0.92-0.72)/275△Z]

X=(698/3=2)2[5033.112(1.32-0.92)/283△Z]

得Y/X=3.3

解方程组:

图3 “枝上枝”阀组布站与传统分散增压布站采气半径计算示意图

Y/X=3.3,Y/Z=8.8得(X+Y)/(X+Z)=3.13

即“枝上枝”阀组布站采气管道长度是传统分散增压采气管道长度的3.13倍。

(3)“枝上枝”阀组布站与传统的集中增压布站之间的比较。

图4 “枝上枝”阀组布站与传统集中增压布站采气半径计算示意图

管道共有段根据《油气集输设计规范》的威莫斯(Weymouth)公式:

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将其两侧平方并变形得到如下公式:

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在本计算中取决于(d8/3/qv)2与

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Y=(263.58/3/24)2[5033.112(0.92-0.72)/275△Z]

X=(698/3/2)2[5033.112(1.32-0.92)/283△Z]

得Y/X=3.3。

则得(Y+X)/X=4.3,即“枝上枝”阀组布站采气管道长度是传统集中增压采气管道长度的4.3倍。

1.3 “枝上枝”阀组布站工艺技术的创新点

(1)新技术极大地简化了流程。与传统的三级布站或二级布站相比,一步简化成一级布站

(2)由节点技术取代了集气计量站,使得工艺得到实质性的简化,取消了所有建筑、容器设备、值班人员,阀组占地小于井口占地,投资得到大幅度降低,新技术与传统技术相比投资降低了55%

(3)采气半径由规范规定的小于5km,延长到3倍以上,不仅进一步简化了采集气系统,投资得到进一步降低,而且产能规模成倍扩大

(4)新技术使气田能耗仅为5431.56MJ/104m3,远低于国内6949MJ/104m3能耗先进指标

(5)新技术使气田占地面积由67.8亩减少到42.3亩,减幅达37.6%

(6)操作人员由63人减少到21人,减幅达66.7%。

1.4 井口集输工艺

煤层气井采用排水降压采气工艺(图5),通过抽油机把地下煤层里的水从油管里抽出,直接排放到井场附近的晾水坑,进行晾晒,自然蒸发煤层气随地下水的采出地层压力降低而不断的析出,当套管压力被节流到0.2mPa(G)时,通过采气管道,进入煤层气采集系统。

1.5 集气阀组工艺

由于目前煤层气中含水量很少,故阀组不设分离器,既节约了占地又节省了投资。

井口来的煤层气到达集气阀组后压力为0.15MPa(G),进入集气阀组的生产汇管,经总计量后进入集气管道在集气阀组设置单井轮换计量,可以根据需要轮换计量每口井的产气量。每口井的采气管道在集气阀组都有放空流程,当采气管道检修时,打开放空阀,进入放空汇管,经放空管排入大气阀组的总流量以及温度、压力参数通过RTU利用无线传输系统传输至增压站。生产阀组汇管上设有安全阀,当采、集气管道压力达到0.4MPa(G)安全阀起跳,将超压部分气体排放至放空管(图6)。

图5 井口采气原理示意图

图6 阀组工艺原理示意图

1.6 集中增压站工艺

在进站汇管上设有紧急关断和紧急放空阀,当出现事故时立即关闭紧急关断阀,同时打开紧急放空阀,进入火炬系统。在进、出站煤层气管道上设有温度、压力等参数以及压缩机的运行等参数进入仪表间的过程控制系统,进行检测、显示。在集气站的外输管道上设有流量计量装置,煤层气的外输气量进入仪表间的过程控制系统,进行检测、显示。在压缩机的进、出口分离器设有液位计及液体自动排污装置,进入仪表间的过程控制系统,进行检测、显示(图7)。

图7 集气增压站工艺流程示意图

2 煤层气田地面集输其他配套技术

2.1 互换式烟气节能转换技术研究[2]

对燃气发电机的废热利用是通过烟气采集、废热锅炉换热,再配以驱动泵,让水在换热系统中循环来吸收烟气热能这一途径来达到废热利用的目的。完成换热后的热水或者水蒸汽用来采暖或者做功,其实质就是提高燃气的利用率,以达到节约燃气的目的。

互换式烟气节能转换系统主要由两部分组成。第一,采热装置:热交换器。第二,动力设备:循环水驱动泵(如果集气站比较大,可增设能量转换装置,如蒸汽发电机及乏汽回收装置-冷凝塔)。将上述设备利用管路连接,循环水在其间循环流动,构成废热利用系统。完成热交换后的烟气还可以送入吸收式空调(溴化锂空调),完成供暖或制冷。

发动机烟气和循环水同时通过热交换器,进行热交换,达到温度要求后的循环水在动力泵的作用下进入循环,提供采暖和生活用水,在水源缺乏的地区,废水回收处理后可进入系统进行循环利用。换热器内设有换热管,水在换热管内循环,发动机排放的烟气通过换热管间隙,在对流过程中完成换热,对烟气的热能进行利用。

2.2 煤层气增压设备的优选[2]

压缩机的种类有很多、分类的方法各异,按工作原理的不同可分为两大类:容积式压缩机和速度式压缩机。在容积式压缩机中,气体压力的提高是由于压缩过程中气体的体积密度增加所造成的而速度型压缩机是先使气体在动力作用下达到很高的速度(动能),然后在扩散器中急剧降速,使气体的动能转化为压力能(势能),提高被压缩气体的动力。在煤层气矿场集输中,一般经常采用的是容积型的往复式压缩机或速度型的离心式压缩机。

2.2.1 压缩机的比较

从表1可以看出,往复式压缩机与离心式压缩机相比,其特点为:

(1)压力适用范围广:从低压到超高压都可适用,目前工业上使用到350MPa,实验室中使用的压力更高。

(2)效率高:由于活塞两侧高、低压流体间的密封性好,往复式压缩机的效率比离心式压缩机高得多。

(3)适应性强:往复式压缩机的排气量可在大范围内变动,气体的密度变化对压缩机工作的影响不如速度型的显著,对负荷变动和气质变化的适应能力都强。

目前煤层气矿场增压的处理量小,压比波动幅度大,因此多采用往复式压缩机。为了适应矿场的实际工作环境的条件,以天然气为燃料,由燃气发动机提供的一体化活塞式压缩机组在矿场增压中得到了广泛应用。

表1 压缩机优缺点对比表

2.2.2 压缩机原动机的比较

在煤层气田上使用的往复式压缩机,以燃气发动机和电动机为驱动力为宜。

最终采取何种驱动方式应作技术经济对比后才能确定。方案对比应包括设备自身投资、供电线路投资、管理方便等方面。如果外供电条件好,应优先选用电机驱动,电机驱动具有操作简单、管理方便的优点。燃气驱动更适用于无外供电条件或外供电条件差的情况(表2)。

表2 压缩机机驱动方式综合对比表

2.3 管道材质的选用[3]

由于煤层气井产出的煤层气节流后的压力为0.2MPa(最大0.4MPa)、温度≤20℃,因此,合理的选用采气管道的材料对降低工程造价,提高施工速度起着关键的作用,根据目前生产实际情况,采用PE管道和钢制管道在技术上均是可行的。我们在经济上对两种管道材料进行了对比,由PE管、钢管管道投资对比表及管径与管道总投资关联曲线看出,当采、集气管道的公称直径DN≤250,采用PE管道材料等级为PE100更为经济,当公称直径DN>300采用钢制管道更为经济。

2.4 水力学计算的优化选择

(1)根据大量研究数据发现,由于油气集输设计规范(GB50350-2005)中所用Weymouth公式的管内壁粗糙度较大(0.0508mm),且忽略了管线起伏变化过程中压降的加速成分,因此,计算结果较保守。同时,由于管道使用一段时间后,其粗糙度较新管道越来越大,计算结果也会较符合实际情况。

(2)对于计算软件,PIPELINE STUDIO是专业计算调峰和水击计算的,其优势是动态分析,尽管内部具有压降计算方法,但方法有限,且有使用限制。而PIPEPHASE是专业进算管道压降,段塞流和水合物的软件,内置公式较多,通用性较强,且具有经过大量工程验证的校正系数,故本研究最终确定选用PIPEPHASE作为煤层气田水力学计算软件。

(3)对于水力学计算方法,根据上述对比表明Mukherjee-Brill,Dukler-Eaton,Beggs,Brill &Moody,Beggs &Bril计算结果一样,均可作为煤层气田的水力学计算方法。但使用过程建议首选Beggs,Brill &Moody公式,因为其具有经大量工程验证和被行业普遍采用的管道起伏校正因子,可使结果更接近实际情况,其次在不知道选择何种计算方法时可以选择Mukherjee-Brill,因为该方法适合使用到山区地形变化起伏的管道上,该水力学计算方法是唯一适合所有流体构造的计算流体状态的模型。

3 煤层地面集输工艺技术的应用效果

3.1 应用情况

“枝上枝′阀组布站′”工艺技术已应用推广到我国两大煤层气产业基地建设中,如:沁南煤层气开发高技术产业化示范工程、山西沁水盆地南部煤层气直井开发示范工程、山西柿庄南项目2011年集输系统、柿庄南区块总体开发规划、鄂东气田韩城区块5亿产能建设工程、韩城市煤层气集输工程(二期)。推广速度较快,推广范围较大。其中“十一五”期间国家重大科技专项示范工程项目——沁南煤层气开发高技术产业化示范工程于2009年9月28日全部建成,一次投产成功,年创收入1.6亿元,经济效益显著。通过实际生产运行,各项参数均表明:该工程所采用的“多点接入,柔性集输”地面集输工艺技术已达到国际水平,为国内今后煤层气田的大规模开发提供了良好的经验,同时也对大型天然气气田的开发建设有着十分重要的指导意义。

3.2 经济效益

沁南煤层气开发高技术产业化示范工程及韩城市煤层气集输工程(二期)分别于2009年和2010年建成投产。沁南煤层气开发高技术产业化示范工程年创收入1.6亿元,应用新技术后,节省工程投资1.97亿元,使建设工期提前了6个月,提前投产带来的销售收入达0.8亿元。韩城市煤层气集输工程(二期)应用新技术后节省工程投资0.08亿元,使建设工期提前了3个月,提前投产带来的销售收入达0.063亿元。

4 结论

煤层气“枝上枝′阀组布站′”工艺技术地面技术工艺技术就在经济和社会效益中取得如此成效,其技术优势特别明显[4],为煤层气田实现规模化开发提供了技术保障,在具有明显的经济效益的同时,具有显著的社会效益。此外,煤层气田及页岩气田在我国属于刚刚起步阶段。煤层气田资源总量约为31.46×1012m3,与陆上常规天然气资源量相当页岩气田在我国分布广泛,总资源量可达100×1012m3,相当于天然气储量的3倍。“枝上枝′阀组布站′”工艺技术完全可以在上述各类气田开发建设中发挥作用,应用前景十分广阔。

参考文献

[1]裴红,刘文伟.2010.“枝上枝”集输工艺在大型低渗、低产天然气田及煤层气田建设中的应用,石油规划设计,21(2),12~15

[2]王荧光,裴红,刘文伟等.2010.煤层气田地面集输技术研究.辽宁:中油辽河工程有限公司(研究报告)

[3]裴红,刘文伟.2008.煤层气集输工程设计思想及在潘河项目中的实践.北京:2008年煤层气学术研讨会论文集

[4]王荧光.2009.苏里格气田苏10井区地面建设优化方案,天然气工业,29(4),89~92

胡长朝 党 伟

（中国石化石油勘探开发研究院，北京 100083）

摘 要 国内外大部分油田已进入高含水开发期，原油综合含水率高达90％以上，造成原有地面系统超负荷运行，改造投资、能耗及运行成本急剧增大。针对这一问题，部分油田开始在集输系统的接转站实施预分水，分出的污水就地处理达标后回注地层。本文从技术原理、优缺点等方面对国内外普遍应用的预分水技术进行了评述，并对其未来的发展进行了展望。

关键词 预分水 高含水期 展望

Predewatering Technology for Crude Oil of

High Water－cut Oilfield

HU Changchao，DANG Wei

（Exploration and Production Research Institute，SINOPEC，

Beijing 100083，China）

Abstract Most of domestic and foreign oilfields have entered the high water－cut stage and the comprehensive water－cut of crude oil has reached as high as 90％ or above，which leads to the overload operation of the existing surface system and the rapid increases of the reconstruction investment，the energy consumption and the operating cost.For this problem，some oilfields begin to carry out predewatering at block stations of gathering and transferring systems，and the seperated sewage is treated in situ and reinjected to the ground after reaching the water quality standard.The paper reviews the predewatering technology commonly used at home and abroad from the aspects such as technical principle，advantages and disadvantages，and looks into its future development.

Key words predewatering；high water－cut stage；prospect

国内外油田开发都经历着产油量上升阶段、油量达到高峰稳产阶段和油井见水、产量递减3个阶段［1］。目前，我国东部主力油田大部分已进入高含水或特高含水开采期，原油综合含水率已超过90％，有的油田甚至高达98％，油田开发已由 “采油” 变为 “采水”。在高含水期，含水率的小幅上升会导致液量的大幅度增加。以胜利油田为例，全油田综合含水率在91％～92％时，含水率每增加0.1％，液量每年就增加约375×104 t，增幅达1.25％。由于地面处理系统利用的是中、低含水期的生产设施，因而不能适应产液量剧增和以水为主的处理需求，主要存在以下问题：

1）集输和污水处理系统处理能力明显不足，超负荷运行，处理效率低下。

2）原有设施需不断扩建，改造工程量和投资费用过大，并且原有流程的改造也十分困难。

3）能耗及成本增大。在油田中、低含水期开发阶段建设的原油脱水站，大多采用两段脱水工艺，高含水原油集输至集中处理站后全部进入加热炉加热，大部分热能消耗在对污水的加热升温上。在一个进站液量为1700×104 m3/a、综合含水率为95％的联合站，将来液升温7℃，仅一次加热炉的燃油消耗就达1.45×104t/a以上，其中污水吸收的热能大约占97％，造成了能量的极大浪费［2］。脱出的污水需返输至注水站，污水往返输送成本、降回压泵能耗、运行管理维护成本等增大。另外，随着含水率的上升，油井排来液的温度越来越低，热量及化学助剂等的消耗进一步增大，导致吨液、吨油处理成本急剧增加。

4）大量污水的循环加速了管道和设备的腐蚀，缩短了设备的使用寿命。

实施预分水，尽早把污水分离出来，减少污水流动环节，可有效解决以上问题，大幅降低能耗、成本和改造投资，提高经济效益。因此，国内外油田一方面加紧研究适应高含水期油田生产需要的预分水技术，成功研制出了末端分相管、水力旋流器等高效预分水装置；另一方面对原有流程进行配套改造，增加预分水环节，由采出液全液在联合站集中加热脱水改为在各井场、分压泵站、接转站进行低温预分水，分出的污水就地处理达标后回注地层，剩余低含水油再送至联合站集中加热处理。目前，国内外常用的预分水技术主要有三相分离技术、旋流分离技术、末端分相技术、斜管预分水技术和低温破乳技术。

1 三相分离技术

三相分离器的技术原理是油水混合液经设备进口进入设备，经进口分气包预脱气后进入水洗室，在水洗室中油水混合液发生碰撞、摩擦等降低界面膜的水洗过程分离出大部分的游离水，没有分离的混合液经分配器布液和波纹板整流后进入沉降室，并在沉降室进行最终的油水分离，达到脱水的目的（图1）。三相分离器综合应用了来液预脱气、浅池布液、水洗破乳、高效聚集整流和油水界面控制等数项技术，在国内外油田得到广泛应用，其中尤以我国应用水平最高［3］。

图1 高效三相分离器原理图

我国陆上油田大多将三相分离器改造为预分水器进行预分水。河南油田规划设计研究院根据高含水期油田原油物化特性，研制出了HNS型三相分离器，其外形尺寸为φ3000mm×10608mm×10mm，分离器内分为预脱气室、稳流室、水洗室、沉降分离室、油室、水室、气相空间、气包等部分。该型三相分离器采用了气体预分离、二次捕雾技术和活性水水洗强化破乳技术，提高了油水分离效率；利用双隔板结构U形管压力平衡原理，实现了油水界面控制；合理配置设备与工艺控制的有机结合，提高了自动化水平。将HNS型三相分离器改造为预分水器，其处理能力为同规格传统设备的4～8倍，针对河南油田密度为0.85g/cm3 的轻质原油，经一次预分水处理，出口原油含水率在0.4％以下，污水含油低于500mg/L［4］。

胜利油田 “十一五” 期间在33座联合站推广应用高效三相分离器152台，处理进站液量67.55×104m3/d，原油含水率从85％～90％降至50％～60％，每天节省加热燃料900t左右，取得了良好的节能降耗效果。以坨三站为例，进站液量为3.5×104m3/d，应用高效三相分离器预分水后，分离器出油含水率由94％降低到15％，加热液量下降了90％，年节约燃料油1068t。对于边远小断块油田，胜利油田将原来的高含水全液外输至较远联合站、注水水源回调改为就地预分水处理后回注、低含水油外输，在15座接转站应用三相分离器32台，分出水6.98×104m3/d，污水就地回注后实现污水替代清水0.6×104m3/d，每天减少3.6×104m3污水往返输送，节约输送电耗3.75×104kW·h，年降低加热能耗7.06×1014J，同时解决了部分油田欠注的问题，缓解了污水回灌压力。

三相分离器用作预分水器，具有处理能力大、分离效率高、运行工况稳定、管理方便、自动化程度高等特点，含水原油经一段处理后获合格净化原油标准；但三相分离器是以出油含水率达到一定指标为目的设计的设备，污水分离净化的有效空间不足，造成除油效率低，分出水含油指标一般控制在1000mg/L以下，实际运行中水中含油在500 ～1000mg/L之间，后续污水处理系统需采用二级除油加过滤的处理工艺，投资、占地和运行费用均较高。

2 旋流分离技术

图2 水力旋流器原理图

水力旋流器的工作原理是在油水存在密度差的情况下，使含油污水在水泵或其他外加压力的作用下，从切线方向进入旋流器后高速旋转，在离心力的作用下，水向器壁运动，形成向下的外旋流，通过旋流器底部出口流出（底流）；油向旋流器轴心处运动，形成螺旋上升的内旋流油核，由上端溢流而出（溢流），最终实现油水分离，如图2所示［5，6］。

旋流分离技术是油田高含水期节能降耗行之有效的工艺手段。水力旋流器可以使高含水原油在不加热的条件下实现游离水脱除，节约大量的燃料，欧美国家海上油田广泛用作预分水器，陆上油田基本不单独使用，目前发展方向主要是作为前端预处理器与其他技术组合应用。旋流分离技术在国内尚处于研究开发阶段，未得到大规模应用。胜利油田开展了旋流分离技术试验，研制了以旋流和沉降相结合的试验设备，其工作原理为油、气、水混合液进入旋流筒，靠离心旋转分离和重力作用，脱除90％以上的伴生气，该气体与分水器内的少量气体一起经二次除液后，由压力控制进入气体系统，油水混合液经配流管均匀进入分离区，再经整流迷宫板缓冲整流进入沉降区沉降；在沉降区内，靠加热器进一步激发破乳剂的活性，使乳化液破乳分离，油滴聚结上浮，脱水原油经隔板进入油室，再经液位控制流出分水器。该试验设备的技术关键为：(1)分水器进入端设计了预分离旋流器，采用预分离技术，将混合液中95％以上的气体预先分离；(2)设计了配流管和整流迷宫板，使高效分水器内流场稳定，便于油水分离；(3)分水器内部设有加热器，既能激发破乳剂活性，又能避免对底部污水的加温；(4)设计的水位调节器能自动调节分离器内的油水界面，处理后污水含油基本在500mg/L左右。江汉油田进行了两级旋流分离工艺研究，两台旋流器串联应用，一级进行预分水，二级对一级分出的水进行除油处理。现场试验后，马王庙油田马56站一级旋流器分出污水占总液量的50％以上，二级旋流器除油后污水含油在100mg/L以下［7］。

水力旋流器用作预分水设备，具有质量轻、占地面积小、单位容积处理能力大、分离效率高、分离速度快、投资小、构造简单、本身无活动部件、易于安装和维修等优点，但也存在着许多缺点，如旋流管易磨损、气体影响分离效果、提升和旋流造成原油乳化不易分离、出水水质不平稳、动力消耗较大、可有效分离游离水却对乳化水基本没有分离能力、分出水含油偏高（1000mg/L左右）等，难以得到推广应用。

3 末端分相技术

末端分相管是一段直径加粗了的末端集输管线，长约45m（长度取决于原油的特性和预分水效果），直径1020～1220mm，两端用球盖封堵，主要用于高含水油田原油的预分水和污水净化。末端分相管在管内完成油气水分离的5个过程（流体水力搅拌、质量交换、扩散、重力沉降、在聚结器内使水滴聚集），同时具备多种装置的功能（Ⅰ级分离装置、预分水装置、预净水装置），在前苏联得到较多的应用。西西伯利亚地区的塔什金诺沃油田在丛式井井场或增压泵站上配备了两根直径1020mm、长250m的末端分相管，液体处理能力达30000～32000m3/d，每天可分出7800～9000m3的游离水，游离水分出率达60％，而出口原油含水率仅为9.3％～12.5％。

末端分相管能在油田配套工艺流程中取代造价昂贵、数量众多的Ⅰ级分离装置和脱水装置，大幅度降低投资（可降低总投资25％～40％），具有制造与控制操作简便、液体处理能力大的特点，可用作小型和边远油田的预分水器，缺点是分离效率较低，分出水含油偏高。

4 斜管预分水技术

斜管预分水器的工作原理是自然沉降结合浅池分离，主要用于分出游离水，欧美称之为仰角式游离水脱除器。其是将卧式和立式游离水分离器相结合，采用仰角设计，克服了立式容器内油水界面覆盖面积小、卧式容器油水界面与水出口距离短以及分离时间不充分的缺点。来液进口位于管式容器的上行端，水中油珠能聚集并爬高上行至顶端油出口，而水下沉至底端水出口排出。

斜管预分水器结构简单，造价低，占地面积小，主要用于对分出水含油要求不高的掺水油田，将分出的污水就地回掺，以降低集输系统掺水能耗和管线投资，并减少联合站的运行负荷。俄罗斯在其高含水和特高含水原油集输中广泛采用斜管预分水器（直径为1220mm，倾斜角度在45°左右，液量处理能力为10000～15000m3/d），用于脱除80％的游离水。欧美国家也开发并推广应用了该类设备，但在斜管仰角设计上采取了较低角度，为12°［8］。斜管预分水器目前在国内没有得到广泛应用，仅河南油田1个计量站应用，分出水水质无法控制，出水含油一般在1000mg/L以上，分离效率较低。

5 低温破乳技术

利用低温破乳技术来进行预分水是比较经济的。加拿大研制的原油声波破乳设备，可安装在高含水油井管径小于4in的集油管线上，使处理后的稠油含水率最低降至1％，节省药剂投加量50％。美国的微波破乳MST模块化撬装设备在现场试验中也取得了成功，效果显著［8］。

近些年来，随着注聚等3次采油工艺的应用，采出液物化性质发生了较大变化，且乳化现象十分严重，导致预分水难度加大。各油田为了弥补机械方法的不足，普遍开始重视高效设备和化学助剂的综合应用，即在原有预分水工艺的基础上，投加预脱水剂，使高含水期大量污水在较低温度和较低化学药剂加入量条件下得到有效分离。H1联原油黏度高，污水含油量高，乳化严重，采用机械方法进行预脱水有诸多不便，通过选用高效预脱水剂，在进站温度下，采出液中80％以上的污水实现预分离，分出的污水含油在100mg/L左右，可直接进入污水处理系统，节省了大量的天然气和破乳剂，并且工艺改动量小、投资少、易推广应用［9］。辽河油田通过大量室内试验，研制出了预脱水剂，在原有设备基础上优化工艺流程，在进站不加热的条件下分出游离水，再进行后续处理，取消一段加热，节省了大量破乳剂，经济效益明显，全公司推广后，每年可节省操作费用4000万～5000万元。

化学药剂的引入，导致预分水费用增加，后续污水处理难度加大，如何趋利避害，有待深入研究。

6 预分水技术的发展方向

目前各油田采用的预分水技术在一定程度上起到了预分水的效果，但这些技术的主要控制指标是原油含水，对分出水中含油则限制较少，造成分出污水含油高达1000mg/L左右，这样污水处理系统需要进行一级除油、二级沉降加过滤的复杂处理工艺才能使污水水质达标，污水系统占地、设施投资和运行费用很高。预分水技术未来主要向以下方向发展：

1）加速高效油水分离设备、分离技术的研制和推广。

2）在研制高效预分水设备时，更加注重降低分出污水中含油指标的研究。

3）向各种技术的集成化、一体化、小型化、低投资和低成本方向发展，如旋流、气浮、沉降、聚结等的优化集成，物理、化学和生物方法的综合应用等，以发挥不同技术、手段的优点，扩宽预分水技术的使用范围，提高预分水设备的稳定性和处理效果。

基于此，笔者正在开展新型一体化预分水除油技术研究，通过综合应用旋流、气浮、聚集和三相分离等技术，将预分水与污水除油功能有机结合，形成一体化装置，在高效预分水的同时，强化污水除油功能，改善出水水质，使出水含油降到15mg/L以下，从而简化后段处理工艺，减少投资和运行费用等。该项研究目前进展顺利，室内试验已达到预期效果，现场试验正按计划进行，专利成果也正在申报中。

参考文献

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超声波检测技术是现代科学技术发展的产物，其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能，这是我为大家整理的超声波检测技术论文，仅供参考!

关于超声波无损检测技术的应用研究

摘要：超声波无损检测技术是现代科学技术发展的产物，其检测的过程会很好的保护试件的质量和性能，从而获取物品的性质和特征对其进行检测。超声波无损检测技术通过结合高科技的技术来完成检测的过程，检测的结果真实可靠，可以体现出超声波无损检测技术的应用性，同时超声波无损检测技术在检测时，也存在一些缺点。

关键词：超声波无损检测脉冲反射式技术检测技术

中图分类号：P631 文献标识码：A 文章编号：1009-2374(2014)05-0029-02

超声波无损检测技术在检测的过程中，会使用到很多的技术，这些技术既满足了检测的需要，又能有效的解决检测中出现的问题。经过技术人员的不断探索，通过人工神经网络的技术来减少检测的缺陷，并实现了降低噪音的效果，满足了超声波无损检测的更高要求。在检测的过程中，要合理科学的利用技术手法，来提高检测结果的准确性。

1 超声波无损检测技术的发展趋势和主要功能

1.1 超声波无损检测技术的发展趋势

在超声波无损检测技术应用的过程中，需要很多理论知识的支持，检测时也对检测的方法和工艺流程有严格的要求，这些规范的检测方式使超声波无损检测的结果可以更准确。发现检测缺陷时，技术人员应用非接触方式的检测技术，运用激光超声来提高检测的效果，所以未来超声波无损检测技术一定会向着自动化操作的水平去发展。自动化的检测方法可以简化检测工作，实现专业检测的目标，扩大超声波无损检测技术应用的范围，同时随着超声技术的应用，在检测的过程中，也会实现数字化检测的目标，利用超声信号来处理技术的应用，使检测技术可以实现统一使用的要求，同时数字化操作的检测过程也会提高检测的准确性，有利于检测技术的发展。所以超声波无损检测技术将会实现全面的现代化操作要求，利用现代化科学技术的发展，来规范超声波无损检测的检测行为，也具备了处理缺陷的功能，提高了检测的效率。

1.2 超声波无损检测技术系统的主要功能

目前，我国超声波无损检测主要应用的技术是脉冲反射式的检测方法，这种技术的应用可以准确的定位缺陷出现的位置和形式，具有非常高的灵敏度，简化了技术人员检查缺陷的工作，完善了技术标准。脉冲反射式的检测技术还具有非常高的灵活性和适用性，可以适应超声波无损检测的要求，并实现一台仪器检测多种波形的检测工作。根据脉冲反射式的检测技术要求，可以实现缺陷检查的功能、操作界面切换显示的功能、显示日历时钟的功能，在实际的检测过程中功能键的使用也非常方便，简化了技术人员的操作过程，并且脉冲反射式技术具有灵敏度高的功能，使其可以及时的发现检测过程中出现的缺陷，有利于技术人员进行检修的工作，提高了检测工作的工作效率。

1.3 系统主要功能的技术指标

脉冲反射式技术在使用的过程中有很多的要求，其中要满足功能使用的技术指标，从而实现规范化的操作标准。反射电压的电量要控制在400伏，实现半波或者射频的检波方式，检测的范围要在4000-5000毫米之间，只有满足了这些技术标准才能合理的设置出技术应用的框架。同时在超声波无损检测技术应用的过程中有严格要求的电路设计，如果不能满足技术的指标要求，那么在实际检测的过程中，会存在很大的风险，会对技术人员造成严重的生命安全威胁。所以在检测工作实施之前，必须要按照相关的技术指标来合理的构建检测的环境，提高检测工作的安全性，保障检测工作可以顺利的进行。

2 超声波无损检测技术检测的方法和缺陷的显示

2.1 超声波无损检测技术检测的主要应用方法

超声波无损检测技术的检测方法按照具体的分类可以分为很多种，从检测的原理进行分析，超声波无损检测技术应用的主要方法是穿透法、脉冲反射法、共振法，按照检测探头来分类，检测的主要方法有单探头法、双探头法、多探头法，按照检测试件的耦合类型来分类，检测的主要方法有液浸法、直接接触法。这些具体的方法可以满足很多情况下的检测工作，并且提高了检测结果的准确性，完善了超声波无损检测技术的检测要求，所以技术人员要根据具体的检测环境和试件的类型来选择正确的检测方法，通过方法的应用要提高检测工作的效率，降低缺陷出现的可能。随着我国现代化科学技术的不断发展，人们对检测技术的应用也提出了更高的要求，检测工作的检测范围也越来越广，同时要求在对试件检测的过程中，不可以损坏试件的质量和性能，同时还要保准检测结果的准确性，所以技术人员要严格的按照检测标准，完成检测的工作，要对检测的方法进行改善，使其可以满足时代发展的要求。

2.2 缺陷的显示

在超声波无损检测技术检测的过程中，会出现不同类型的缺陷，主要分为A、B、C三种类型的显示，在工业检测的过程中，A类显示是应用最广泛的一种类型，在显示器上以脉冲的形式显示出来，对显示器上的长度和宽度进行标记，从而当超声波返回缺陷信号时，可以在屏幕上明确的显示出缺陷出现的位置。B类显示是通过回波信号来完成显示的过程，回波信号发出时会点亮提示灯，通过显示器的显示可以观察到缺陷出现的水平位置，这种类型的显示比较直观，有利于技术人员的观察和分析。C类显示是通过反射的回波信号来调制显示的内容，通过亮灯和暗灯来显示接收的结果，检测到缺陷时会出现亮灯，因此技术人员只需要观察灯的变化，就可以判断缺陷出现的情况。所以在实际检测的过程中，技术人员一定要认真观察缺陷出现的位置和内容，从而制定出科学合理的改善方案，来降低缺陷出现的可能，提高超声波无损检测技术检测的效果。

2.3 缺陷的定位

对于脉冲反射式超声检测技术来说，显示器的水平数值变化就是缺陷出现的位置，这时技术人员要对缺陷出现的位置进行定位，从而可以分析在检测过程中出现缺陷的环节。根据反映出的缺陷声波，经过计算，得出准确的缺陷产生的位置。

3 结语

科学技术的发展会带动我国的生产力水平的提高，同时也会促进技术的研发，超声波无损检测技术就是因为科学技术的不断发展，才实现了检测的目标，在检测的过程中，可以结合现代化的技术来提高检测的效率和结果的准确性。超声波无损检测技术实现了无损试件的检测要求，提高了检测的质量和水平，应该得到社会各界的关注，扩大检测的范围。

参考文献

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作者简介：李新明(1992―)，男，湖北人，大连理工大学学生。

长输管道超声波内检测技术现状

【摘要】超声波内检测技术是长输管道的主要检测技术。本文介绍了长输管道超声波内检测的技术优势、国内外的发展现状，以供参考。

【关键词】长输管道 超声波 内检测 优势 现状

一、前言

长输管道是石油、天然气重要的运输手段，要保证管道的稳定运行，就要加强日常的检测和维护，及时发现问题，防止重大事故发生。

二、管道内检测主要技术及优势

管道内检测是涵盖检测方案决策、管道检测、检测数据解释分析和管道安全评价等过程的系统工程。利用智能检测器进行管线内检测是目前较为普遍的方式，该方法是通过运行在管道内的智能检测器收集、处理、存储管道检测数据，包括管道壁厚、管道腐蚀区域位置、管道腐蚀程度、管道裂纹和焊接缺陷，再将处理数据与显示技术结合描绘管道真实状况的三维图像，为管道维护方案的制定提供决策依据。超声波内检测技术和漏磁检测技术是现在最常用的海管内检测技术。

超声波内检测技术是在检测器中心安放一个水平放置的超声波传感器，传感器沿着平行于管壁的方向发射声波，声波沿着平行于管壁的方向行进直至被一个旋转镜面反射后，垂直穿透管道壁，声波触碰管道外壁后按照原路径反射回传感器，计算机计算声波发射及反射回传感器的时间，该时间就被转换为距离及管道壁厚的测量值。声波反射镜面每秒旋转2周，检测器每米可以采集3万个左右的测量值。超声波内检测技术可以原理简单，数据准确可靠，该方法可以精确测量管道的壁厚，不仅可以测量金属管线，对于非金属管线，如高密度聚乙烯管也能够有效测量，并且可测管道管径的尺寸范围较大，甚至能够测量壁厚等级80以上的大壁厚管道，对于变径管道同样适用。

管道漏磁检测技术利用磁铁在管壁上产生的纵向回路磁场来探测管道内外壁的金属损失以及裂纹等缺陷，确定上述缺陷的准确位置，检测器所带磁铁将检测器经过的管壁饱磁化，使管壁周圈形成磁回路。若管道的内壁或外壁有缺陷，围绕着管道缺陷，管道壁的磁力线将会重新进行分布，部分磁力线会在这个过程中泄露从而进入到周围的介质中去，这就是所谓的漏磁场。磁极之间紧贴管壁的探头检测到泄漏的磁场，检测到的信号经过滤波、放大、转换等处理过程后会被记录到存储器中，通过数据分析系统的处理对信号进行判断和识别。管道的漏磁检测技术具有准确性高的优点，通过在气管线中低阻力和低磨损的设计取得较高质量的数据，可以在没有收球和发球装置的情况下完成检测，对于路径超过200公里的长输管道能够以每分钟200米左右的速度进行检测。

三、长输管道建设工艺技术发展现状

1、管道焊接

管道焊接是管道建设的最重要的一个方面，现场焊接的效率高，安全性和可靠性在每个管道的建设是重要的角色。从国内长途管道工程在1950年的第一条运输管道建设以来，管道现场焊接施工在我国发展的半个世纪里主要经历了有四个发展过程，分别是：手工电弧焊上向焊、手工电弧焊下向焊、半自动焊和自动焊。

(1)手工电弧焊上向焊和手工电弧焊下向焊。90年代初手工电弧焊下向焊和手工电弧焊下向焊作为当时国内传输管道的一种焊接方法，得到了广泛的应用，突出的优点是高电流、焊接速度高，根焊接速度可达20到50厘米/分钟，焊接效率高。目前在进行焊接位置相对困难的位置和焊接设备难进入的位置时采用手工电弧焊焊接。

(2)半自动焊。电焊工通过半自动焊枪进行焊接，由连续送丝装置送丝焊接的一种方式叫做半自动焊。半自动焊是长输管道焊接的主要方式，因为在焊接送丝比较连续，就省了换焊条和其他辅助工作时间，同时熔敷率高、减少焊接接头，减少焊接电弧，电弧焊接缺陷、焊接合格率提高，

(3)自动焊。自动焊方法使整个焊接过程自动化，人工主要从事监控操作。国内开始从西到东的天然气管道项目，就是大面积的自动焊接的应用程序。自动焊接技术在新疆，戈壁等地区比较适合。

2、非开挖穿越施工技术

遇到埋管道的建设，跨越河流，道路，铁路等障碍时，有许多问题如果使用传统开挖方法则会比较难实施，而“非开挖”铺设地下管道是当前国际管道项目进行了先进的施工方法，已广泛应用于这个国家。我国近年来建设大量的长输管道采用了盾穿越技术，有许多大河流使用了盾构穿越。顶管穿越通过短距离管道穿越技术在1970年代后期开始得到使用。传统意义上的顶管施工是以人工开采为主。后来当使用螺旋钻开采和输送管顶土，后来又派生出了土压力平衡方法，泥水平衡方法，通过顶管技术，可以达到超过1千米以上的距离。通过液压以控制管切割前方的覆土，以保证顶管的方向正确，和顶采用继电器，激光测距，头部方位校正方法顶推的施工工作，长距离顶管的问题和方向问题得到了解决。

3、定向穿越技术

我国从美国引进的定向钻是在1985年首次应用于黄河的长输管道建设。在过去的20年里，非开挖定向穿越管道技术在我国得到了迅速的发展。定向钻井在非开挖管道穿越技术已广泛应用于管道业。定向钻用于铺设管道取得了巨大的成就。我国在2002年2月以2308米和273米直径的长度穿越了钱塘江，是世界上最长的穿越长度，被载入吉尼斯世界纪录。定向穿越管道施工技术是一个多学科，多技术，根据于一体的系统工程，任何部分在施工过程中存在的问题的设备集成，并可能导致整个项目的失败，造成了巨大的损失。而被广泛使用，由于定向钻井，通过建设，使技术已经取得了长足的进步和发展的方向。硬石国际各种施工方法，如泥浆马达，震荡的顶部，双管钻进的建设。广泛采用PLC控制，电液比例控制技术，负荷传感系统，具有特殊的结构设计软件的使用。

四、管道超声内检测技术现状

1、相控阵超声波检测器

美国GE公司研制的超声波相控阵管道内检测器于2005年开始应用于油气管道内检测，目前已检测管道长度4700km，该检测器包括两种不同的检测模式：超声波壁厚测量模式和超声腐蚀检测模式，适用于管径610～660mm的成品油管道。该检测器有别于传统检测器的单探头入射管道表面检测的方法，采用探头组的形式来布置探头环，几个相邻并非常靠近(间距0.4mm左右)的探头组成一个探头组，一个探头组内的探头按照一定的时间顺序来激发并产生超声波脉冲，而该激发顺序决定了产生的超声波脉冲的方向和角度，因此控制一个探头组内不同探头的激发顺序就可以产生聚焦的超声波脉冲。检测器包括3个探头环、44个探头组，每个探头环提供一种检测模式，可根据不同的管道检测需求来确定探头环。

该检测器与其他内检测器相同，包括清管器、电源、相控阵传感器、数据处理和储存模块4部分。清管器位于整个检测器的头部并装有聚氨酯皮碗，一方面负责清管以确保检测精度，另一方面起密封作用，使得检测器可以在前后压力差的作用下驱动前进。探头仓由3个独立的探头环组成，每个探头环的探头布置都能实现超声波信号周向全覆盖。检测器能够实现长25mm、深1mm的裂纹检测，检测准确率超过90%最小检测腐蚀面积10×10mm ，检测精度大于90%。

2、弹性波管道检测器

安桥管道公司管理着世界上最长和最复杂的石油管道网络。其研发的内检测器已经在超过15000km的管道中开展检测。其中基于声波原理的检测器主要有弹性波检测器和超声波管道腐蚀检测器。弹性波检测器的弹性波信号可以在气体管道中传播，主要用于检测管道的焊缝特征，尤其是对长焊缝和应力腐蚀裂纹有较好的检测效果。最新的MKIII弹性波检测器最多可以装备96个超声波传感器，用于在液体祸合条件下发射接收超声波信号，进行管道检测。MKIII弹性波检测器的最大运行距离为150km，相对于二代产品的45km有了很大程度的提高。

五、结束语

综上所述，随着科技水平的快速发展和进步，超声波内检测技术也将更加完善，对于长输管道的检测也将更加准确，为管道的正常使用和安全运行发挥更大的作用。

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杜艳玲

(中石油勘探开发研究院资料中心)

摘要 长期以来，文字描述地质资料是记录地质信息的有效载体。随着大数据时代的来临，地质资料海量数据的发现与提取难度加大，地质资料信息化发展面临着二次开发与知识服务的新挑战。本文就地质资料管理的现状、管理中存在的问题进行了分析探讨，并就如何做好大数据时代的地质资料管理工作做了有益的探讨并提出了4个方面的意见和建议。

关键词 大数据 地质资料 信息化 二次开发

地质资料是地勘单位记录历史地质信息的有效载体，是工作得以有效实施的有力保障。随着社会发展进步及地质勘探技术的成熟，地质资料管理工作任务量越来越大。如何在大数据时代背景下完善地质资料的信息管理，成为所有档案工作者迫切需要解决的问题。

1 地质资料管理的现状

1.1 地质资料互相封闭

随着经济建设的快速发展，勘探开发专业人员对地质资料的需求量不断增大，但是由于大部分地质资料属于内部管理资料，只用于级别较高且承担着较大科研任务的项目使用，部分单位甚至为获取自身利益互相封锁资料，导致地质档案无法得到有效的利用。

1.2 地质资料的开发利用与资料保密处理不当

《地质资料管理条例》第十四条规定：地质资料馆和地质资料保管单位，应当建立地质资料的整理、保管制度，配置保存、防护、安全等必要设施，配备专业技术人员，保障地质资料的完整和安全。第十九条规定：地质资料馆和地质资料保管单位应当按照规定管理地质资料，不得非法披露、提供利用保护期内的地质资料或者封锁公开的地质资料。地质资料是地质工作价值的集中体现，当它实现项目所需的第一价值之后，一般就进入馆藏机构进行存储。但是地质资料还有后续价值，地质资料所承载的信息资源可以多次、长期、反复地开发利用。这样，一些国家保密矿种，国家规划矿区的地质资料一方面具有保密性，一方面又有开发利用的需求，这种矛盾显而易见。既不能一味强调保密，也不能无视《保密法》等相关规定，擅自开发利用，造成泄密。如何处理好利用与保密的关系、如何做到借阅有法可依、借阅有章可循，成为摆在所有档案工作者面前的一个难题。

1.3 地质资料的二次开发和深度开发效率较低

大量的地质资料源于长期勘探过程中的积累。如何发现已有资料的内部价值，以便延长其使用寿命，是摆在我国地矿工作者面前的紧迫任务，也是一项新的挑战。但是由于研究经费短缺、过去和现在成藏理论的限制、不同研究者研究角度不同结论不同等问题，使得我国地质资料二次开发利用率很低。据不完全统计，全国保存的非纸质介质地质资料，共有磁盘34.4万盒，磁带294.4万盒，胶片9.1万片[1]。但是由于有关人员对地质资料二次开发利用的重视程度不够，经费、人员也没有相应的落实，从而经验做法总结不够，没有形成对地质资料二次开发、深入开发的良好氛围。

2 地质资料管理面临的挑战

2.1 海量数据的提取面临新的挑战

在信息爆炸的今天，数据已经渗透到世界的每一个角落，且数据总量增长迅猛。据预测，未来每18个月，整个世界的数据总量就会翻倍，到2020年，世界的数据总量将会增长44倍[2]。以中石油勘探开发研究院为例，自1991年成立以来，已经累计积累了勘探开发资料71万件，其中包括探井36384口、生产井19617口井资料，以及研究院的各类档案92798万份，馆藏档案133186卷、786071件。面对不断丰富的馆藏资源，如何在海量的数据中快速而准确地检索到所需的信息，如何将档案资源转化为知识资源，传统的档案管理模式已经不足以满足工作需要。大数据时代的来临增加了地质资料寻找与提取的难度。

2.2 地质资料面临知识服务的挑战

大数据时代的资料用户已经不满足仅局限于数据或是文件的利用，而是希望能够获得数据背后的信息以及信息蕴藏的知识。与传统档案馆(室)藏资源或者其他应用相比，大数据时代下数字档案馆藏数量具有媒体形式多、数据量大的特点，大数据时代的用户需求变得更加个性化、多样化。特别是近年来，随着国际油价的持续攀升，矿权市场持续升温，地质资料的开发利用需求旺盛，地质资料管理人员转变为信息的咨询者和系统的服务者，这些都给地质资料的服务带来了挑战。

3 如何加强地质资料的管理

3.1 加强网络信息化建设

加强建设地质资料网络信息化建设，是提高地质资料利用率的有效途径。建立网络信息化可以实现声音、图像以及文字等多种形式的信息进行统一的处理、存储，改变了传统的地质资料信息管理只能着眼于纸张文字的单一表现形式，呈现给地勘人员更加丰富多彩的地质资料编研形式，提供了更加丰富鲜活的地质档案信息[3]。用微机对档案进行收集、筛选、加工，使之转化为微机软件形式的二次文件信息，从而作为电子文件数据提供利用。把纸质资料数据文件归档电子化，充分利用计算机、扫描仪，建立全文数据库，以便存储查找和利用，这既是地质工作现实的要求，也是档案管理的必然取向[4]。

对地质资料进行现代化信息建设可以很好地实现资料的详细记录，可以为以后的相关决策提供有力的依据，在很大程度上避免了由于突发性事件或是蓄意破坏而发生的资料丢失现象。对地质资料进行信息化建设可以远程服务实现对地质资源的共享，在编纂地质文档资料的时候可以有效地缩短对地质文献信息及地质文档编著的时间，更快、更好地提高现代地质资料信息的利用率。

3.2 建立地质资料目录检索数据库

大数据时代提供了海量的数据，如何在最短的时间内最快地检索到需要的数据，成为摆在所有档案工作者面前的一大挑战。地质资料目录检索数据库很好地解决了这一问题。国土资源部出版了《地质资料档案著录细则》，对如何著录地质资料进行了详细指导。数据检索系统智能化程度很高，可以根据使用者的需求，输入任意关键词，例如资料名称、井名、勘查程度、矿种或是几个关键词的组合，均可以从数据库中检索出有关的地质资料信息，方便快捷地为地勘人员提供服务。

3.3 拓展地质资料开发利用的方式方法

技术水平直接影响服务的效率和质量，大数据为地质资料的开发利用提供了很好的平台。拓展地质资料的开发利用方式要充分利用现代化服务手段，提升现代化服务水平。重视现代地质资料服务系统、技术和标准的开发，力争在系统交换和传输技术、新方法、新手段上下功夫，推进地质资料的整合和共享。同时加快内网外网和电子政务平台的建设，加强行业和部门互动，形成多层次、多部门社会化服务网络系统，实现地质资料的开发利用和信息共享。同样重要的是，要同步更新离线服务和在线服务方式方法，提升服务效率。离线服务要突出数据加工和介质拷贝服务，在线服务要提供数据检索和下载服务，配合电子邮件、传真、电话等形式，为用户答疑解惑，提供信息服务[5]。

3.4 加强地质资料的二次开发和深度开发

《国务院关于加强地质工作的决定》明确提出将“推进地质资料开发利用”作为新时期地质工作六大任务之一，充分体现了党中央、国务院对地质资料工作的高度重视，反映了经济社会发展对地质资料信息的迫切需求。地质资料具有形成成本高、应用范围广、可反复利用、经济社会效益潜力巨大等特点。地质资料的属性特征，决定了其直接价值和潜在价值远远大于其投资成本，决定了其反复永续利用的潜力。

地质资料的二次开发，绝不仅仅是对现有的地质资料进行第二轮简单的整理、归纳，而是以最新的找矿理论、技术和方法为指导，以改革创新的精神对原有的地质资料进行有效而又合理的加工、整理、归纳和总结，提炼出具有重要价值的信息资源。根据利用者的需求，组织相关的工作团队，通过人、财、物的投入，提高地质档案社会化服务附加值，从而推动地质资料的产业化[5]。

2003年英国地调局运用成本效益分析法和增值法对其经济效益进行了评估，结果表明：英国地调局在2001年为英国所做的贡献相当于其年度营业额的850～1525倍。另外，据其他国家测算，地质产品中的地质图，即使按最小价值计算，其价值也是填图成本的25倍[1]。新中国成立以来，我国累计投入了大约5000亿美元的地勘费，形成了大量的地质资料，通过对丰富的地质资料开发利用，为国民经济和社会发展作出了重大贡献。在大数据时代，必须提高地质资料的利用率，加大资料二次开发和深度开发力度，围绕用户的需求而不断地创新服务，提供多方面的优质服务。

4 结语

在大数据时代，地质资料海量数据管理与服务发生深刻的变化，我们要不断加强专业知识的学习，积极探索新的管理模式和管理方法，以新思维、新技术、新举措对待地质资料的现代化建设，以便于更好地为地质勘探事业服务。

参考文献

[1]姚华军.深入贯彻学习《决定》大力推进地质资料开发利用[J].中国国土资源经济，2006(11).

[2]郑军，尹兆涛.中国石油应对“大数据的策略分析”[J].石油规划设计，2013，24(6)：27～29.

[3]张艳霞.如何做好地质档案的全面管理工作[J].价值工程，2012(10).

[4]冯演.对做好地质资料档案管理工作的思考[J].中国城市经济，2010(11).

[5]马忠花.青海省地质档案的开发与利用研究[D].郑州：郑州大学，2011.

1 改性聚四氟乙烯膜在油田含油污水处理中的动电现象 蔺爱国 石油学报(石油加工) 2007/06

2 高浓度含氟含油污水处理 徐波 内蒙古科技与经济 2007/21

3 玻璃钢罐应用于含油污水处理站 戴颂周 油气田地面工程 2007/11

4 含油污水处理自动化技术 王向阳 油气田地面工程 2007/11

5 叶轮气浮机在含油污水处理中的应用 于振民 工业水处理 2007/09

6 含油污水处理中回收水池的设计 满秀红 油气田地面工程 2007/07

7 国内油田含油污水处理现状与展望 陈斌 科技信息(科学教研) 2007/17

8 含油污水处理技术 李波 辽宁化工 2007/01

9 克拉玛依油田高含硫含油污水处理技术试验研究 李凡修 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2006/06

10 化学助剂对含油污水处理效果的影响研究 郭春昱 石油规划设计 2006/05

11 塔中联合站含油污水处理 王钦平 油气田地面工程 2006/07

12 用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究 白志山 环境污染治理技术与设备 2006/08

13 连铸机含油污水处理新工艺及其应用 葛平 工业水处理 2006/06

14 浅析含油污水处理工程改造 白生禄 铁道劳动安全卫生与环保 2006/03

15 油轮压舱含油污水处理技术分析 王兰菊 石油化工环境保护 2006/01

16 油田含油污水处理中膜技术的研究与应用 陈兰 精细石油化工进展 2006/02

17 连铸含油污水处理新工艺的研究 潘冠英 工业水处理 2006/03

18 膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展 蔺爱国 工业水处理 2006/01

19 电气浮含油污水处理工艺工业性试验研究 张登庆 环境污染治理技术与设备 2005/11

20 铁路某机务段含油污水处理站改造工程的技术措施 朱立鹏 地下工程与隧道 2005/04

含油污水处理技术

摘 要: 介绍常用的含油废水处理技术的原理、特点及其除油设备,综述含油污水的处理方法。

关 键 词: 含油废水技术污水处理方法

含油污水的产量大,涉及的范围广,例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水。油污染作为一种常见的污染,对环境保护和生态平衡危害极大。当今油水分离技术较多,常用的方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术,并且新的除油技术还在不断的研发中。本文从除油器的原理及方法方面加以介绍。

1 重力分离法

重力分离法是典型的初级处理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小,油与水的密度差,流动状态及流体的粘度。它们之间的关系可用stokes 和Newton 等定律来描述。

1. 1 横向流除油器[1 ]

横向流含油污水除油设备是在斜板除油器的基础上发展起来的,它由含油污水的聚结区和分离区两部分组成。含油污水首先经过交叉板型的聚结器,使小分散油珠聚并成大油珠,小颗粒固体物质絮凝成大颗粒,然后聚结长大的油珠和固体物质通过具有独特通道的横向流分离板区,而从水中分离出来。在进行油水、固体物质分离的同时,还可以进行气体(天然气) 的分离。

1. 2 波纹板聚结油水分离器[2 ]

波纹板除油原理主要是利用油、水的密度差,使油珠浮集在板的波峰处而分离去除,其关键是在于借助哈真浅池沉淀原理,制成波纹板变间距变水流流线,过水断面是变化的,水流呈扩散、收缩状态交替流动,产生了脉动(正弦) 水流,使油珠之间增加了碰撞机率,促使小油珠变大,加快油珠的上浮速度,达到油水分离的目的。

1. 3 聚集型油水分离器[3 ]

奥地利费雷公司在世界上率先开发了CPS一体化波纹板式重力加速聚集型油水分离器。该波形板是费雷公司的专利产品,以聚丙烯为基础材料,内含多种添加剂,使其具有亲油而不粘油、抗老化是特点。波纹板一块一块地叠加起来的,间距一般为6 mm(当水中悬浮物含量较高时,可采用间距12 mm 的设计) 。

1. 4 高效仰角式游离水分离器[4 ]

将卧式和立式游离水分离器相结合,采用仰角设计,克服了立式容器内油水界面覆盖面积小和卧式容器油水界面与水出口距离短,分离时间不充分的缺点。来液进口位于管式容器的上行端,水中油珠能聚结并爬高上行至顶端油出口,而水下沉至底端水出口排出。该设备仰角小于12°,长18. 3 m ,直径为1 372 mm和914 mm两种规格。

2 过滤法过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3 种:分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。膜过滤法又称为膜分离法[5 ] ,是利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。滤膜包括超滤膜、反渗透膜和混合滤膜等。膜材料包括有机膜和无机膜两种,常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等,常用的无机膜有陶瓷膜、氧化铝、氧化钴、氧化钛等。乳化油处于稳定状态,用物理方法或者化学方法很难将其分离。随着膜科学的飞速发展,膜过程处理乳化油污水已逐步被人们接受并在工业中应用。

3 离心分离法

离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器。旋流分离器在液固分离方面的应用始于19 世纪40 年代,现在较为成熟,但在油/ 水分离

领域的研究要晚得多。虽然液固分离与液液分离的基本原理相同,但二者设备的几何结构却差别较大。脱油型旋流分离器起源于英国。从20 世

纪60 年代末开始,由英国南安普顿大学MartinThe w 教授领导的多相流与机械分离研究室开始水中除油旋流分离器的研究,发明了双锥双入口

型液- 液旋流分离器。在试验过程中取得满意效果。随后,Young GAB 等人设计出的与双锥型旋流器具有相同分离性能但处理量要高出1 倍的单

锥型旋流分离器。经过几何优化设计,Conoco 公司提出了K型旋流分离器,对于直径小于10μm的油滴分离性能提高更加明显。由于旋流分离器

具有许多独特的优点,旋流脱油技术在发达国家含油废水处理特别是在海上石油开采平台上已成为不可替代的标准设备。

4 浮选法

浮选法,又称气浮法,是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ,然后使用适当的撇油器将油撇去。该法主要用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10～60μm 的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20～30 mg/ L 。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法。

5 生物氧化法

生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。油类是一种烃类有机物,可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态,BOD5 较高,利于生物的氧化作用。对于含油质量浓度在30～50 mg/ L 以下、同时还含有其他可生物降解的有害物质的废水,常用生化法处理,主要用于去除废水中的溶解油。含油废水常见的生化处理法有活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上灵活性差,而且容积负荷有限。

6 化学法

化学法又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC) 、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺( PAM) 等有机高分子絮凝剂,不同的絮凝剂的投加量和pH 值适用范围不同。此法适合于靠重力沉降不能分离的乳化状态的油滴和其他细小悬浮物。

7 吸附法

吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(对油一般为30～80 mg/ g) ,成本高,再生困,一般只用作含油废水多级处理的最后一级处理,出水含油质量浓度可降至0. 1～0. 2 mg/ L 。1976 年湖南长岭炼油厂在废水处理中就采用了活性碳吸附进行深度处理。国内外对于新型吸附剂的研制也取得了一些有益的成果。研究发现,片状石墨能吸附由海上油轮漏油事件释放的重油并易于与水分离。吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趋势,有越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用[6 ] 。有研究表明,采用丙纶吸油材料从油工业废水中吸附分离和回收油类物质,可根据废水的初始状况、最终要求、水流流量等因素,选用合适的净化方法。此外,煤灰、改性膨润土、磺化煤、碎焦碳、有机纤维、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油饱和后,根据具体情况,再生重复使用或直接用作燃料。

8 粗粒化法

粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性,油粒被材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内形成油膜,油膜增大到一定厚度时时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度与油粒直径的平方成正比。聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去。

8. 1 新型高效除油器[7 ]

旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技术,是当今普遍认为高效的除油技术。高效除油器是将上述多种高效除油技术于一体的高效合一除油器,

其总体结构设计成卧式,由旋流(涡流段) 粗粒化段及斜板除油段组成。它不仅可提高除油效率,且方便操作、减少占地。根据江汉油田采出水特

性,采用两段粗粒化及两段斜板除油,在进口ρ(油) ≤1 000 mg/ L 时, 出口达到后续处理设备(过滤器) 的进口要求ρ(油) ≤30 mg/ L 。

8. 2 EPS 油水分离技术[8 ]

EPS 油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它融合了当今先进的板式除油和粗粒化聚结技术,集污水的预处理、油水分离以及二次沉淀和油的回收于一体具有安装运行费用省、油水分离效果好,操作维护容易等特点,是立式除油罐、斜板除油装置(如美国石油协会的除油装置(API) 、波纹板斜板除油装置(CPI) 、平行斜板除油装置( PPI) 等的更新替代产品。EPS 油水分离器目前已在韩国、美国、波兰、印度、泰国、中国等国家有了实际的应用,污水处理效果普遍良好。

9 声波、微波和超声波脱水技术

声波可加速水珠聚结,提高原油脱水效率超声波可降低能耗和减少破乳剂用量而微波在降低乳状液稳定性的同时,还可加热乳状液,进一步促进水滴的聚结,在解决我国东部老油田因三采等引起的原油性质复杂的深度脱水问题方面具有很好的应用前景。

微波是指频率为300 MHz～300 GHz 的电磁波[9 ] 。微波水处理技术是把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于水处理的一项新型技术。

超声波是一种高频机械波,其频率一般2 ×104～5 ×108 Hz 之间,具有能量集中、穿透力强等特点。超声波在水中可以发生凝聚效应、空穴或空化效应[10 ] 。当超声波通过含有污水的溶液时,造成微小油滴与水一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度、油滴将会相互碰撞、粘合,使油滴的体积增大。随后,由于粒子已变大、不能随声波振动了,只作无规则运动。最后水中小油滴凝聚并上浮,油水分离效果良好。超声处理乳化油污水时,必须以先通过实验,以确定最佳的声波频率,否则可能出现超声粉碎效应,影响处理效果。目前,国内外学者利用超声波技术降解水中的污染物已多达几十种,但所研究的对象多为单组分模拟体系,而实际污水中常含有多种污染物,因此超声波技术在实际污水处理中的适用性如何还有待进一步的研究。此外,目前有关利用超声波技术降解水中污染物的研究大多属于实验室阶段,且由于声化学反应过程的降解机理、反应动力学及反应器的设计放大等方面的研究开展得很不充分,目前还难以实现工程化。

10 超声/ 电化学联用技术[9 ]

利用超声的空化效应,可在电化学反应中使电极不形成覆盖层,避免电极活性下降超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·OH ,而使污水中的污染物的分解加速超声还可使有机物在水溶液中充分分散,从而大幅度提高反应器的处理能力。Mizera 等在电解氧化处理含酚废水时发现,无超声存在时,只有50 %的分解率,若使用25 kHz、104 W/ m2 的超声波处理时,酚的分解率会提高到80 %。刘静等利用超声/ 电化学联用技术

对印染废水的处理表明,在超声波和电场的协同作用下,废水的脱色率大大高于单独使用超声波时的脱色率。

　一、项目名称

　二、项目背景

　三、项目投资概况

1、项目拟建（地区）地点

2、项目建设规模与目标

3、项目投资资金及效益情况

　四、项目发展情况

1、项目已进行的研究及其成果

2、试验试制工作（项目）情况

　五、可行性研究报告的编制依据第二章 林业项目承办单位概况

　一、项目承办单位概况

1、公司基本情况

2、公司主营业务

3、公司主要股东情况

　二、公司近几年财务经营情况第三章 林业项目产品项目投资环境分析

　一、PEST宏观环境分析

　二、项目所在区域经济情况分析

　三、微观环境分析

1.竞争分析

2.目标客户分析

3.产品细分市场分析

　四、产品项目市场竞争情况

1、SWOT分析

　1.1 优势（strengths）

　1.2 劣势（weaknesses）

　1.3 机会（opportunities）

　1.4 威胁（threats）

2、行业竞争发展趋势第四章 林业项目产品市场分析

　一、行业发展情况

1、行业经济运行情况

2、行业发展特点分析

3、行业盈利能力分析

4、行业偿债能力分析

5、行业生产技术情况

6、行业进出口情况

　二、产品原材料供给情况分析

1、原材料供给价格分析

2、原材料供应量走势分析

3、原材料市场对本行业影响分析

　三、项目产品市场分析

1、产品市场供需情况

　1.1 项目产品市场供给情况

　1.2 项目产品市场需求情况

　1.3 项目产品市场预测

1.3.1项目产品市场产量预测

1.3.2项目产品市场需求量预测

1.3.3项目产品市场供需缺口分析

2、产品应用领域分析

　2.1 国内市场应用现状

　2.2 国外市场应用现状

　2.3 产品应用领域发展趋势预测

3、产品技术发展趋势

4、项目建设的必要性

5、项目产品市场优势比较

　四、项目投产后生产能力预测

　五、该项目企业在同行业中的竞争优势分析

　六、项目企业综合优势分析

　七、项目产品市场推广策略第五章 林业项目产品方案和建设规模

　一、产品方案

1、产品名称

2、产品技术突破及规格

3、产品生产销售模式

　二、建设规模

　三、项目规划及布局第六章 林业项目地区建设条件

　一、区位条件

　二、基础设施

　三、产业环境

　四、人才资源

　五、社会经济条件第七章 林业项目产品生产技术方案

　一、项目技术来源

　二、项目技术发展规划

　三、项目研发目标

　四、产品生产方案

1、产品生产组织形式

2、产品生产工艺流程

3、项目主要工艺设备选择

4、动力及能耗指标第八章 林业项目环境保护与劳动安全

　一、项目环境影响评价

　二、项目环境保护措施

　三、劳动保护与安全第九章 林业项目企业组织机构和劳动定员

　一、企业组织结构

1、项目法人组建方案

2、管理机构组织机构图

　二、劳动定员和人员培训

1、劳动定员

2、人员培训储备计划第十章 林业项目实施进度

　一、项目实施进度安排

　二、项目实施进度表

　三、项目实施中的控制措施

1、项目实施进度控制措施

2、项目实施质量控制措施

3、项目实施资金控制措施第十一章 林业项目投资估算与资金筹措

　一、投资估算的依据

　二、项目总投资估算

　三、资金筹措

1、资金来源

2、项目筹资方案

　四、投资使用计划第十二章 林业项目财务效益、经济和社会效益评价

　一、项目财务效益评价

1、项目未来收入预算

2、生产成本、费用估算

3、项目财务效益估算

　二、项目经济效益预测

1、经济效益的计算依据

2、预期经济效益估算

　三、不确定因素分析

　四、社会效益和社会影响分析第十三章 林业项目风险因素识别及企业对策

　一、风险因素识别

1、政策法规风险

2、市场风险

3、技术风险

　二、风险防范对策第十四章 林业项目可行性研究结论

　一、结论

　二、附件

1、项目位置图

2、主要工艺技术流程图

3、主办单位近5年的财务报表

4、项目所需成果转让协议及成果鉴定

5、项目总平面布置图

6、主要土建工程的平面图；

7、主要技术经济指标摘要表

8、项目投资概算表

9、经济评价类基本报表与辅助报表：

10、现金流量表

11、现金流量表

12、损益表

13、资金来源与运用表

14、资产负责债表

15、财务外汇平衡表

16、固定资产投资估算表

17、流动资金估算表

18、投资计划与资金筹措表

19、单位产品生产成本估算表

20、固定资产折旧费估算表

21、总成本费用估算表

22、产品销售（营业）收入和销售税金及附加估算表

这是明细的，只取大标题内容就好

2 高浓度含氟含油污水处理 徐波 内蒙古科技与经济 2007/21

3 玻璃钢罐应用于含油污水处理站 戴颂周 油气田地面工程 2007/11

4 含油污水处理自动化技术 王向阳 油气田地面工程 2007/11

5 叶轮气浮机在含油污水处理中的应用 于振民 工业水处理 2007/09

6 含油污水处理中回收水池的设计 满秀红 油气田地面工程 2007/07

7 国内油田含油污水处理现状与展望 陈斌 科技信息(科学教研) 2007/17

8 含油污水处理技术 李波 辽宁化工 2007/01

9 克拉玛依油田高含硫含油污水处理技术试验研究 李凡修 石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2006/06

10 化学助剂对含油污水处理效果的影响研究 郭春昱 石油规划设计 2006/05

11 塔中联合站含油污水处理 王钦平 油气田地面工程 2006/07

12 用于含油污水处理的气浮旋流耦合技术研究 白志山 环境污染治理技术与设备 2006/08

13 连铸机含油污水处理新工艺及其应用 葛平 工业水处理 2006/06

14 浅析含油污水处理工程改造 白生禄 铁道劳动安全卫生与环保 2006/03

15 油轮压舱含油污水处理技术分析 王兰菊 石油化工环境保护 2006/01

16 油田含油污水处理中膜技术的研究与应用 陈兰 精细石油化工进展 2006/02

17 连铸含油污水处理新工艺的研究 潘冠英 工业水处理 2006/03

18 膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展 蔺爱国 工业水处理 2006/01

19 电气浮含油污水处理工艺工业性试验研究 张登庆 环境污染治理技术与设备 2005/11

20 铁路某机务段含油污水处理站改造工程的技术措施 朱立鹏 地下工程与隧道 2005/04

含油污水处理技术

摘 要: 介绍常用的含油废水处理技术的原理、特点及其除油设备,综述含油污水的处理方法。

关 键 词: 含油废水技术污水处理方法

含油污水的产量大,涉及的范围广,例如石油开采、石油炼制、石油化工、油品贮运、油轮事故、轮船航运、车辆清洗、机械制造、食品加工等过程中均会产生含油污水。油污染作为一种常见的污染,对环境保护和生态平衡危害极大。当今油水分离技术较多,常用的方法有重力分离法、空气浮选法、粗粒化法、过滤法、吸附法、超声波法等技术,并且新的除油技术还在不断的研发中。本文从除油器的原理及方法方面加以介绍。

1 重力分离法

重力分离法是典型的初级处理方法,是利用油和水的密度差及油和水的不相溶性,在静止或流动状态下实现油珠、悬浮物与水分离。分散在水中的油珠在浮力作用下缓慢上浮、分层,油珠上浮速度取决于油珠颗粒的大小,油与水的密度差,流动状态及流体的粘度。它们之间的关系可用stokes 和Newton 等定律来描述。

1. 1 横向流除油器[1 ]

横向流含油污水除油设备是在斜板除油器的基础上发展起来的,它由含油污水的聚结区和分离区两部分组成。含油污水首先经过交叉板型的聚结器,使小分散油珠聚并成大油珠,小颗粒固体物质絮凝成大颗粒,然后聚结长大的油珠和固体物质通过具有独特通道的横向流分离板区,而从水中分离出来。在进行油水、固体物质分离的同时,还可以进行气体(天然气) 的分离。

1. 2 波纹板聚结油水分离器[2 ]

波纹板除油原理主要是利用油、水的密度差,使油珠浮集在板的波峰处而分离去除,其关键是在于借助哈真浅池沉淀原理,制成波纹板变间距变水流流线,过水断面是变化的,水流呈扩散、收缩状态交替流动,产生了脉动(正弦) 水流,使油珠之间增加了碰撞机率,促使小油珠变大,加快油珠的上浮速度,达到油水分离的目的。

1. 3 聚集型油水分离器[3 ]

奥地利费雷公司在世界上率先开发了CPS一体化波纹板式重力加速聚集型油水分离器。该波形板是费雷公司的专利产品,以聚丙烯为基础材料,内含多种添加剂,使其具有亲油而不粘油、抗老化是特点。波纹板一块一块地叠加起来的,间距一般为6 mm(当水中悬浮物含量较高时,可采用间距12 mm 的设计) 。

1. 4 高效仰角式游离水分离器[4 ]

将卧式和立式游离水分离器相结合,采用仰角设计,克服了立式容器内油水界面覆盖面积小和卧式容器油水界面与水出口距离短,分离时间不充分的缺点。来液进口位于管式容器的上行端,水中油珠能聚结并爬高上行至顶端油出口,而水下沉至底端水出口排出。该设备仰角小于12°,长18. 3 m ,直径为1 372 mm和914 mm两种规格。

2 过滤法过滤法是将废水通过设有孔眼的装置或通过由某种颗粒介质组成的滤层,利用其截留、筛分、惯性碰撞等作用使废水中的悬浮物和油分等有害物质得以去除。常用的过滤方法有3 种:分层过滤、隔膜过滤和纤维介质过滤。膜过滤法又称为膜分离法[5 ] ,是利用微孔膜将油珠和表面活性剂截留,主要用于除去乳化油和某些溶解油。滤膜包括超滤膜、反渗透膜和混合滤膜等。膜材料包括有机膜和无机膜两种,常见的有机膜有醋酸纤维膜、聚砜膜、聚丙烯膜等,常用的无机膜有陶瓷膜、氧化铝、氧化钴、氧化钛等。乳化油处于稳定状态,用物理方法或者化学方法很难将其分离。随着膜科学的飞速发展,膜过程处理乳化油污水已逐步被人们接受并在工业中应用。

3 离心分离法

离心分离法是使装有含油废水的容器高速旋转,形成离心力场,因固体颗粒、油珠与废水的密度不同,受到的离心力也不同,达到从废水中去除固体颗粒、油珠的方法。常用的设备是水力旋流分离器。旋流分离器在液固分离方面的应用始于19 世纪40 年代,现在较为成熟,但在油/ 水分离

领域的研究要晚得多。虽然液固分离与液液分离的基本原理相同,但二者设备的几何结构却差别较大。脱油型旋流分离器起源于英国。从20 世

纪60 年代末开始,由英国南安普顿大学MartinThe w 教授领导的多相流与机械分离研究室开始水中除油旋流分离器的研究,发明了双锥双入口

型液- 液旋流分离器。在试验过程中取得满意效果。随后,Young GAB 等人设计出的与双锥型旋流器具有相同分离性能但处理量要高出1 倍的单

锥型旋流分离器。经过几何优化设计,Conoco 公司提出了K型旋流分离器,对于直径小于10μm的油滴分离性能提高更加明显。由于旋流分离器

具有许多独特的优点,旋流脱油技术在发达国家含油废水处理特别是在海上石油开采平台上已成为不可替代的标准设备。

4 浮选法

浮选法,又称气浮法,是国内外正在深入研究与不断推广的一种水处理技术。该法是在水中通入空气或其他气体产生微细气泡,使水中的一些细小悬浮油珠及固体颗粒附着在气泡上,随气泡一起上浮到水面形成浮渣(含油泡沫层) ,然后使用适当的撇油器将油撇去。该法主要用于处理隔油池处理后残留于水中粒经为10～60μm 的分散油、乳化油及细小的悬浮固体物,出水的含油质量浓度可降至20～30 mg/ L 。根据产生气泡的方式不同,气浮法又分为加压气浮、鼓气气浮、电解气浮等,其中应用最多的是加压溶气气浮法。

5 生物氧化法

生物氧化法是利用微生物的生物化学作用使废水得到净化的一种方法。油类是一种烃类有机物,可以利用微生物的新陈代谢等生命活动将其分解为二氧化碳和水。含油废水中的有机物多以溶解态和乳化态,BOD5 较高,利于生物的氧化作用。对于含油质量浓度在30～50 mg/ L 以下、同时还含有其他可生物降解的有害物质的废水,常用生化法处理,主要用于去除废水中的溶解油。含油废水常见的生化处理法有活性污泥法、生物过滤法、生物转盘法等。活性污泥法处理效果好,主要用于处理要求高而水质稳定的废水。生物膜法与活性污泥法相比,生物膜附着于填料载体表面,使繁殖速度慢的微生物也能存在,从而构成了稳定的生态系统。但是,由于附着在载体表面的微生物量较难控制,因而在运转操作上灵活性差,而且容积负荷有限。

6 化学法

化学法又称药剂法,是投加药剂由化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质,使废水得到净化的一种方法。常用的化学方法有中和、沉淀、混凝、氧化还原等。对含油废水主要用混凝法。混凝法是向含油废水中加入一定比例的絮凝剂,在水中水解后形成带正电荷的胶团与带负电荷的乳化油产生电中和,油粒聚集,粒径变大,同时生成絮状物吸附细小油滴,然后通过沉降或气浮的方法实现油水分离。常见的絮凝剂有聚合氯化铝(PAC) 、三氯化铁、硫酸铝、硫酸亚铁等无机絮凝剂和丙烯酰胺、聚丙烯酰胺( PAM) 等有机高分子絮凝剂,不同的絮凝剂的投加量和pH 值适用范围不同。此法适合于靠重力沉降不能分离的乳化状态的油滴和其他细小悬浮物。

7 吸附法

吸附法是利用亲油性材料,吸附废水中的溶解油及其他溶解性有机物。最常用的吸油材料是活性炭,可吸附废水中的分散油、乳化油和溶解油。由于活性炭的吸附容量有限(对油一般为30～80 mg/ g) ,成本高,再生困,一般只用作含油废水多级处理的最后一级处理,出水含油质量浓度可降至0. 1～0. 2 mg/ L 。1976 年湖南长岭炼油厂在废水处理中就采用了活性碳吸附进行深度处理。国内外对于新型吸附剂的研制也取得了一些有益的成果。研究发现,片状石墨能吸附由海上油轮漏油事件释放的重油并易于与水分离。吸附树脂是近年来发展起来的一种新型有机吸附材料,吸附性能好,再生容易,有逐步取代活性炭的趋势,有越来越多的业内人士研究高效吸油树脂的合成与应用[6 ] 。有研究表明,采用丙纶吸油材料从油工业废水中吸附分离和回收油类物质,可根据废水的初始状况、最终要求、水流流量等因素,选用合适的净化方法。此外,煤灰、改性膨润土、磺化煤、碎焦碳、有机纤维、吸油毡、陶粒、石英砂、木屑、稻草等也可用作吸油材料。吸油材料吸油饱和后,根据具体情况,再生重复使用或直接用作燃料。

8 粗粒化法

粗粒化法是利用油、水两相对聚结材料亲和力相差悬殊的特性,油粒被材料捕获而滞留于材料表面和孔隙内形成油膜,油膜增大到一定厚度时时,在水力和浮力等作用下油膜脱落合并聚结成较大的油粒。由斯托克斯公式可知,油粒在水中的浮升速度与油粒直径的平方成正比。聚结后粒经较大的油珠则易于从水中被分离。经过粗粒化的废水,其含油量及污油性质并无变化,只是更容易用重力分离法将油除去。

8. 1 新型高效除油器[7 ]

旋流除油、粗粒化除油及斜板除油技术,是当今普遍认为高效的除油技术。高效除油器是将上述多种高效除油技术于一体的高效合一除油器,

其总体结构设计成卧式,由旋流(涡流段) 粗粒化段及斜板除油段组成。它不仅可提高除油效率,且方便操作、减少占地。根据江汉油田采出水特

性,采用两段粗粒化及两段斜板除油,在进口ρ(油) ≤1 000 mg/ L 时, 出口达到后续处理设备(过滤器) 的进口要求ρ(油) ≤30 mg/ L 。

8. 2 EPS 油水分离技术[8 ]

EPS 油水分离器是一种高效、先进的油水分离装置。它融合了当今先进的板式除油和粗粒化聚结技术,集污水的预处理、油水分离以及二次沉淀和油的回收于一体具有安装运行费用省、油水分离效果好,操作维护容易等特点,是立式除油罐、斜板除油装置(如美国石油协会的除油装置(API) 、波纹板斜板除油装置(CPI) 、平行斜板除油装置( PPI) 等的更新替代产品。EPS 油水分离器目前已在韩国、美国、波兰、印度、泰国、中国等国家有了实际的应用,污水处理效果普遍良好。

9 声波、微波和超声波脱水技术

声波可加速水珠聚结,提高原油脱水效率超声波可降低能耗和减少破乳剂用量而微波在降低乳状液稳定性的同时,还可加热乳状液,进一步促进水滴的聚结,在解决我国东部老油田因三采等引起的原油性质复杂的深度脱水问题方面具有很好的应用前景。

微波是指频率为300 MHz～300 GHz 的电磁波[9 ] 。微波水处理技术是把微波场对单相流和多相流物化反应的强烈催化作用、穿透作用、选择性供能及其杀灭微生物的功能用于水处理的一项新型技术。

超声波是一种高频机械波,其频率一般2 ×104～5 ×108 Hz 之间,具有能量集中、穿透力强等特点。超声波在水中可以发生凝聚效应、空穴或空化效应[10 ] 。当超声波通过含有污水的溶液时,造成微小油滴与水一起振动。但由于大小不同的粒子具有不同的相对振动速度、油滴将会相互碰撞、粘合,使油滴的体积增大。随后,由于粒子已变大、不能随声波振动了,只作无规则运动。最后水中小油滴凝聚并上浮,油水分离效果良好。超声处理乳化油污水时,必须以先通过实验,以确定最佳的声波频率,否则可能出现超声粉碎效应,影响处理效果。目前,国内外学者利用超声波技术降解水中的污染物已多达几十种,但所研究的对象多为单组分模拟体系,而实际污水中常含有多种污染物,因此超声波技术在实际污水处理中的适用性如何还有待进一步的研究。此外,目前有关利用超声波技术降解水中污染物的研究大多属于实验室阶段,且由于声化学反应过程的降解机理、反应动力学及反应器的设计放大等方面的研究开展得很不充分,目前还难以实现工程化。

10 超声/ 电化学联用技术[9 ]

利用超声的空化效应,可在电化学反应中使电极不形成覆盖层,避免电极活性下降超声空化效应还有利于协同电催化过程产生·OH ,而使污水中的污染物的分解加速超声还可使有机物在水溶液中充分分散,从而大幅度提高反应器的处理能力。Mizera 等在电解氧化处理含酚废水时发现,无超声存在时,只有50 %的分解率,若使用25 kHz、104 W/ m2 的超声波处理时,酚的分解率会提高到80 %。刘静等利用超声/ 电化学联用技术

对印染废水的处理表明,在超声波和电场的协同作用下,废水的脱色率大大高于单独使用超声波时的脱色率。