Моделирование процессов и разработка установок очистки нефтесодержащих сточных вод на основе использования закрученных потоков

• Автор: Адельшин, Алмаз Азатович
• Шифр специальности: 05.23.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 181 с. : ил.

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СПОСОБОВ ОЧИСТКИ НЕФТЕСОДЕРЖАЩИХ ПРОМЫСЛОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД С ПРИМЕНЕНИЕМ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ

КАП Л ЕОБР АЗОВ АТЕ ЛЕЙ

1.1. Нефтепромысловые сточные воды и требования к их очистке для целей поддержания пластового давления
1.2. Анализ факторов и эффективности различных методов очистки нефтепромысловых сточных вод.

1.3. Аппараты и установки для очистки нефтепромысловых

сточных вод
1.4. Гидродинамические каплеобразователи в процессах очистки нефтепромысловых сточных вод.
1.5. Выводы

Цель и задачи исследований.

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ И ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАКРУЧЕННЫХ ПОТОКОВ.
2.1. Разработка физической модели закрученного потока с учетом механизма разрушения нефтесодержащих сточных вод на сливах гидроциклона.
2.2. Разработка технологических схем разрушения и очистки нефтесодержащих вод с использованием закрученных потоков
на сливах гидроциклопа.
2.3. Разработка структурных и математических моделей гидродинамики в блоке гидроциклон цилиндрические камеры
сливов гидроциклона отстойник БГКО.
2.4. Моделирование процесса коалесценции в закрученных потоках установки БГКО
2.5. Численное моделирование на ЭВМ коалесценции капель нефти
в закрученных потоках установки БГКО
Выводы
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ГИДРОДИНАМИКИ, КОАЛЕСЦЕНЦИИ КАПЕЛЬ НЕФТИ И ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД НА УСТАНОВКЕ БГКО.
3.1. Принципы моделирования БГКО.
3.2. Визуализация течения закрученных потоков в цилиндрических камерах на сливах гидроциклона, измерения давлений и расходов
3.3. Описание экспериментальной установки очистки НСВ, оборудование и приборы для исследований
3.4. Исследование структуры потоков по схемам гидроциклон
камеры сливов и БГКО.
3.5. Исследование процессов коалесценции капель нефти и очистки
нефтепромысловых сточных вод в БГКО
Выводы.
4. РАЗРАБОТКА IЮВОГО ОБОРУДОВАНИЯ И УСТАНОВОК ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФ ТЕПРОМЫСЛОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЗАКРУЧЕННЫХ ПОТОКОВ.
4.1. Технологические схемы установки типа БГКО.
4.2. Новые технические решения установок типа БГКО для очистки
нефтепромысловых сточных вод.
Выводы.
5. РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО АППАРАТА ТИПА БГКО ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ СТОЧНЫХ ВОД С ЦЕЛЬЮ ЗАВОДНЕНИЯ НЕФТЯНЫХ ПЛАСТОВ
5.1. Краткая характеристика объекта освоения
5.2. Условия образования, количественные и качественные параметры пластовых сточных вод на объекте внедрения.
5.3. Разработка промышленного аппарата БГКО0
5.3.1. Исходные данные для разработки.
5.3.2. Устройство, принцип работы и основные положения
разработки аппарата БГКО0 .
5.3.3. Обоснование инвестиций на изготовление аппарата БГКО0, его внедрение и производственные испытания в составе
Бирючевского ДСП. Расчет экономического эффекта от внедрения
ОСНОВ ЬТЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Прочность адсорбционных пленок на границе нефтьвода по удельному давлению для девонских нефтей достигает динсм2 0,8 Нм2 при температуре С
и времени старения 1ч ч прочность в пределах 0 динсм 0,,1 Нм , . Устойчивость НСВ понижается с повышением температуры, это объясняется изменением плотности, вязкости фаз и уменьшением прочности адсорбционных оболочек, что способствует коалесцепции капель нефти, расслоению НСВ. Увеличение воды приводит к снижению прочности оболочек, что также способствует коалесцепции, расслоению НСВ. Если поверхность раздела нефтьвода уменьшается под действием поверхностного натяжения а, то капли НСВ расслаиваются. Чем меньше а, тем меньше интенсивность коапссценции капель нефти и расслоения НСВ. При а 1 динсм образуется стойкая эмульсия. В НСВ поверхностное натяжение на границе нефтьвода достигает 5,4 динсм , . В формировании различных типов и стойкости НСВ, упрочнении оболочек частиц дисперсной фазы существенную роль играют твердые механические примеси взвешенные вещества эмульгаторы, которые образуются в результате суффозии минералов из продуктивных пластов при добыче нефти, загрязнения продукции скважин утяжеленными глинистыми растворами, баритом, продуктами коррозии, осадка гидрата окиси железа последний находится в НСВ в виде хрупких хлопьевидных пластинок размером от микрона и меньше до 1 мм. Твердые механические примеси НСВ имеют различные плотность, форму, смачиваемость в воде и нефти и могут находиться как в составе содержимого оболочек, так и в адсорбированном состоянии на поверхности частиц дисперсной фазы, стабилизируя их, обуславливая большую стойкость НСВ. НСВ относят к тонкодисперсным системам по основному количеству капель, содержащихся в них, но в них содержатся также капли грубодисперсные 0 мкм и коллоидные ,1 мкм, в целом НСВ полидисперсны. Уменьшение размеров капель приводит к стабилизации и увеличиванию кинетической устойчивости НСВ. В связи с этим разбавленные эмульсии, в которых содержание нефти составляет не более ООО мгл, могут быть практически устойчивы даже при отсутствии специальных эмульгаторов или при действии слабых стабилизирующих факторов . В НСВ могут содержаться растворенные газы азот, сероводород, углекислый газ, кислород, метан, этан, пропан и др. При отведении и очистке НСВ из 1 м5 воды выделяется 6 л газов а в открытых очистных сооружениях л из 1 м3 воды за время от нескольких часов до двух суток. В НСВ отстойников, работающих под давлением кгссм2, содержится в раза больше газа, чем в НСВ из безнапорных нефтяных резервуаров . Растворенные газы ухудшают санитарное состояние среды, взрывоопасны,. НСВ . В НСВ содержатся также различные ПА Вы деэмульгаторы ионогенные, неионогенные, водорастворимые и нефтерастворимые, которые добавляются в сырую нефть в системах добычи и подготовки нефти. Применение водорастворимых деэмульгаторов способствует образованию тонкодисперсной НСВ, трудно поддающейся очистке. Практически все НСВ имеют супсензиониоэмульсионный характер и относятся к полидисиерсным микрогетерогенным системам. Свойства их, особенно состояние бронирующих оболочек на каплях дисперсной фазы определяют методы разрушения и очистки НСВ. Анализ наиболее признанных теорий и результатов исследований стабилизации дисперсных систем показывает, что процесс предварительной подготовки НСВ к очистке заключается в снижении агрегативной и кинетической устойчивости НСВ путем, главным образом, разрушения бронирующих оболочек на каплях нефти, препятствующих коалесценции их. Качество воды для заводнения необходимо устанавливать с учетом следующих факторов геологическое строение, состав пород, физические свойства и совершенства вскрытия нефтяного пласта, свойства пластовой и нагнетаемой воды, условия заводнения внутриконтурное, законтурное, давление нагнетания . Таблица 1. Процесс очистки НСВ для целей заводнения сводится к удалению из них мехпримесей и только плавающей и эмульгированной нефти до требуемого уровня, так как растворенная нефть не влияет на приемистость нагнетательных скважин.