滤料搓洗技术应用探讨

摘 要：污水过滤器是石油矿场污水处理的最后一个环节，其应用效果将直接影响到回注水的水质。胜利油田普遍采用的过滤器滤料再生方式为过滤器内反冲洗，实际应用效果不尽理想。本文分析了这种反冲洗模式存在的问题，介绍了胜利采油厂坨六联合站采用的污水过滤器滤料体外搓洗技术，并对其应用效果进行简要评价。

关键词：污水过滤器 滤料 滤料搓洗

前言

胜坨油是胜利油田较早开发的石油区块，其地质条件复杂，对回注污水水质要求存在较大差异。随着油区内油气开采难度的不断加大，如何提高回注水水质成为区块开发面临的一项重要课题。

针对不同地层的水质需求，在不断探索改造过程中逐渐发现，污水过滤器滤料再生问题成为制约水质指标运行的一大瓶颈。本文介绍了胜利采油厂坨六站污水过滤器采用的滤料搓洗再生模式，通过分析对比，对该滤料再生模式的特点进行探讨。

1.石油矿场污水过滤系统简介

胜利油田胜利采油厂污水处理系统普遍采用了“三段式沉降+过滤”的工艺流程，含油污水在污水罐中经过一、二级自然沉后，经污水过滤器后进行矿场回注。污水过滤系统是该流程的末级环节，其处理效果会直接影响到回注水的各项指标。

污水过滤环节中遇到含有油滴、杂质的污水通过滤料时，这些物质被阻拦在滤料层中，从而达到净化污水的目的。该过程可以除去污水中的原油油滴、矿物颗粒、水中的微生物、藻类及各类化学剂等物质，减少这些物质对地层孔隙的堵塞，但随时间的延长，浮油和杂质会逐渐累积到滤料上后，使过滤器的过水速度明显下降，进出口压力差急剧升高，进而无法满足现场生产需要。为了解决这个问题，需要定时对过滤器进行反冲洗操作，恢复滤料过滤作用，这个过程被称为滤料的再生。

由此可以看出，过滤器必须要达到阻拦效果好、滤料再生效果好的目的。

2.常用反冲洗模式存在的问题及原因分析

通过2009年至2013年对胜利采油厂七个污水处理站的连续跟踪发现，过滤器在更换滤料六个月左右时，过滤器出现进出口压差增大、过水速度下降的现象，严重时甚至无法满足正常生产。通过查看滤料状况发现，滤料被油污包裹严重，甚至出现板结现象（见图1）。

产生这一现象的主要有以下两个原因：

2.1反冲洗强度不够

2.2胶络物质的影响

随着胜坨油区进入中后期开发，部分层段采用了聚合物驱油的工艺。由于聚合物通常为高分子有机物质，再加上原油开采过程中加入的其他化学剂导致污水成份变得复杂，在过滤环节上，这些物质会积聚在滤料表面，增加剥离难度，普通反冲洗无法将其有效清除，造成了滤料的粘连、板结。

3.过滤器滤料搓洗技术的应用

由于污水过滤器清洗过程中存在的上述问题，更加有效的滤料清洗技术也在不断创新中，滤料搓洗技术是目前针对核桃壳过滤器滤料再生不彻底而日趋完善的一种工艺，其本身是泵洗工艺的一种。胜利采油厂坨六联合站在2009年和2012年分两次对污水过滤系统进行了升级改造，变过滤罐内反洗为罐外搓洗，达到了较好的应用效果。

该系统工作原理：系统采用核桃壳滤料，滤料清洗过程中，首先由大流量搓洗泵提供高速水流，将过滤器内的滤料搅动形成旋流，然后由泵将水与滤料同时泵入搓洗器（见图2），滤料在高速水流冲击作用下，会产生与滤料间及内层螺纹搓洗管间的相互碰撞、摩擦，使粘附于滤料表面的油滴、固体杂质及胶络状物质彻底地从滤料表面剥离，经排污口排出，从而完成整个清洗过程。

4.滤料搓洗技术应用分析

4.1清洗效果好

系统采用了额定流量500m3/h的开式叶轮泵作为搓洗泵，清洗过程中将水和滤料同时送入搓洗器中进行搓洗，可以获得更高的冲洗强度，加之滤料与滤料间，滤料与搓洗管间的碰撞摩擦，可以尽最大可能地将附着在滤料表面的杂质去除，每次清洗后滤料重新泵入过滤器时会形成再生后的新滤床，进入正常过滤时表现出了较好的过滤效果。

4.2延长滤料使用寿命

由于该系统对滤料的清洗彻底，滤料使用周期可以保持在四年以上，远高于其它系统平均一年半的使用寿命，可大幅减少频繁更换滤料产生的费用支出，降低后期的使用维持成本。

4.3反洗用水量减少

搓洗过滤器每小时排污量仅需约40m3，只有传统反洗方式的40%左右，用水量的减少降低了回收水对整个处理系统的冲击。

4.4自动化操作程度高

该系统采用了PLC工业控制器进行自动控制，配合机泵软启动设备和气动阀门的使用，该系统可以完成定时自动排油、自动反洗等工作，自动检测模块可以及时反馈故障点并及时报警，减轻了现场操作人员的劳动强度，提高了控制精度。

5.结束语

随着胜利油田石油开采难度的不断加大，一些老区块的含水率不断升高，作为水驱油田，通过利用成熟的技术对过滤器滤料反冲洗方式进行改进，可以有效延长滤料的使用寿命，减少过滤器的维护工作量，提高回注水水质稳定性，为油田中后期开发做出贡献。

作者简介：张刚，男，1971年出生，汉族，山东博兴人，现工作于胜利油田胜利采油厂二矿坨六联合站，高级技师，大专学历