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摘要：本文以海上平台的水处理工艺流程以及各级水处理设备的共性问题为研究对象，首先对渤海油田水处理工艺现状进行分析，主要针对这种典型的“三段式”水处理流程以及对应的水处理设备总体现状进行了剖析;然后对水处理流程及水处理设备的技术改进进行探讨，为海上油田类似问题的解决提供良好的实践经验。
关键词：水处理工艺;闭式循环;斜板除油器;气浮选器;核桃壳过滤器
渤海油田的水处理流程大部分为典型的“三段式”水处理流程，如图1所示为渤海油田典型的油水处理流程，其中生产分离器、热处理器、电脱水器为原油处理系统，处理后合格的原油进行外输;分离出的含油污水进入到生产水处理系统，即斜板除油器-气浮选器-核桃壳过滤器这种“三段式”水处理流程。
对于三段式水处理流程中，这种“斜板+气浮+过滤器+缓冲罐”的三段式四节点的水处理流程所占比例最多，这种三段式水处理流程在整体上能够满足注水水质要求，但偶尔也会发生水质指标超标的现象，并且问题主要集中在含油量、悬浮物含量及总铁含量这三项指标上，经过现场对流程设备以及化学药剂注入的改善管理，可以使得注水水质得到好转。
1斜板除油器存在问题剖析
一般来说，斜管部分只能去除浮油和部分分散油，其除油效率一般为60～70%。为了提高除油器的除油效率，一般都要添加聚结板，聚结板能够将分散油和大部分的乳化油聚结变大后由斜管去除掉，将除油器的效率提高25%左右。通过大量的试验，对聚结填料的除油效果进行测试，从粗粒化后油珠粒径变化规律可见，粗粒化负荷越低，效果越好。
斜板除油器所存在的共性問题总结为三点：
（1）内部填料为玻璃钢材质的波纹板，易破损、坍塌，设备内部污油污泥不能定期顺畅清理，长期大量堆积，最终导致内部填料（波纹板）被含聚污泥压塌、损坏。
（2）收油效率低：斜板除油器中堆积有大量污油泥，流动性差，设计的收油管线管径较小，坡度也较小，导致两侧的收油槽和收油管线被堵塞，严重影响斜板除油器的正常收油。
（3）排泥不畅：底部无有效的排泥措施，污油泥大量堆积;这些均导致污水处理效率逐渐变差。
2气浮选器存在问题剖析
海上平台目前应用最多的气浮类型为卧式喷射式射流气浮选器，如图2所示。污油泥将溶气释放器堵塞，如果继续使用，溶气释放器起泡不均匀，容易将底部积聚污油泥带入水中，反而污染水质，造成设备除油率出现负值。由于供气源为空气，并且顶部为敞口式，有腐蚀风险，使得罐体内的流体中含氧浓度增加，加快对设备的腐蚀效率。
3介质过滤器存在问题剖析
渤海油田的核桃壳过滤器主要存在两个共性问题：一是由于入口含油波动较大，滤料无法按时反冲洗，导致滤料污染严重;另一个是由于布水系统连接处密封性较差，缝隙间发生腐蚀，滤料反冲洗时，导致滤料漏失严重，如图3所示。
4“三段式”水处理工艺技术改进探讨
4.1除油器技术改进探讨
作为第一段除油装置，斜板除油器的除油效果的好坏，将直接影响到后续流程的处理效果，通过对内部填料的优选与改造，提高斜板除油器的除油效率。
对于填料类型的优化设计，斜板除油器的聚结填料，应选择整装不锈钢自支承式波纹板填料，从而减少填料损坏、坍塌的现象发生。
通过对入口构件的优化，入口构件在设备中的功能一方面是吸收进入设备高速液流的动能，减小来液对内流场的冲击和扰动;另一方面是根据来流速度较高的特点，利用惯性或离心的方式，实现一定程度上的预分离作用。选择下孔箱式入口构件见图4，流体的流动特性最好，它不仅为分离流场提供了均布而稳定的流动条件，而且也提供了水洗及剪切破乳的功能，对油水的预分离有极大的帮助;这种离心式入口构件预分离作用最好，稳流作用也好于碟形入口构件和档板式入口构件，尤其适合于要求有较强的气液预分离作用和含气量大的场合。
通过对内部结构的改造，提升斜板除油器和加气浮选器的收油和排污效率，如图5所示。在混合室两侧增加坡状收油槽，将收油口底部出口直径增大，从而提高收油效率;在水室增加收油漏斗，解决水室不能收油的问题;增加冲洗管线，实现了收油槽油泥的冲洗功能。在罐体底部增加螺旋清泥机构，彻底刮掉、排出罐体底部油泥。
4.2过滤器技术改进探讨
介质过滤器的滤料再生就是通过滤料的摩擦、碰撞将粘附在滤料上的油和悬浮物清洗下来，再在高速水流作用下排出罐外，实现滤料的再生。优化滤料选择，同时在滤器反洗时增加反洗时间和反洗强度，并选择在反洗水管线上增加清洗剂的化学药剂注入，增强水反洗能力。
防滤料漏失，材质选择上，为了防止活动构件间的腐蚀，将核桃壳搅拌机构的轴承盒、定板、堵板换成了耐腐蚀性更好的不锈钢材质;密封方式上，为了减少滤料漏失，在轴承部位增加一个定板，如图6所示，形成圆环平面防护，消除之前由于轴承、定板内径腐蚀导致滤料漏失的可能。
5结论与认识
（1）这种“三段式”水处理工艺流程能够满足海上平台生产污水的处理要求，处理后的注水水质能够达到注水要求。
（2）“三段式”水处理工艺流程中，各级处理设备存在的共性问题主要是顶部收油、底部排污、内部结构设计等方面;
（3）对于除油器的技术改造，首先考虑增加收油槽从而提高收油效率;然后对容易产生问题的结构部件进行优化改进。
（4）对于介质过滤器的技术改造，主要是考虑过滤器在反冲洗过程中滤料是否发生漏失，找到漏失点对其进行相应改造。
参考文献
[1] 刘敏，邹明华，吴华晓，等.海上油田聚合物驱平台配注工艺技术[J].中国海上油气，2010. 22（4）：259-261.
[2] 陈忠喜，邓述波，夏福军.横向流除油器处理油田含油污水的研究[J].工业水处理，2001，21（1）： 31-33.
[3] 谷玉洪.刘凯文.周光元.3种气浮设备处理油田污水的试验[J].油气田地面工程（OGSE）， 2000.19（4）：21-22
[4] 唐善法，刘芬.气浮技术处理聚合物驱含油污水研究[J].石油天然气学报，2006， 28 （14）：131-133.
[5] 卢磊，油田聚合物驱采油污水处理药剂及工艺研究[D].山东大学博士学位论文，2008： 7-8.
[6] 髙有光.含油污水处理技术及设备[J].中国海上油气工程，1999，11（4）：39-42.
关键词：水处理工艺;闭式循环;斜板除油器;气浮选器;核桃壳过滤器
渤海油田的水处理流程大部分为典型的“三段式”水处理流程，如图1所示为渤海油田典型的油水处理流程，其中生产分离器、热处理器、电脱水器为原油处理系统，处理后合格的原油进行外输;分离出的含油污水进入到生产水处理系统，即斜板除油器-气浮选器-核桃壳过滤器这种“三段式”水处理流程。
对于三段式水处理流程中，这种“斜板+气浮+过滤器+缓冲罐”的三段式四节点的水处理流程所占比例最多，这种三段式水处理流程在整体上能够满足注水水质要求，但偶尔也会发生水质指标超标的现象，并且问题主要集中在含油量、悬浮物含量及总铁含量这三项指标上，经过现场对流程设备以及化学药剂注入的改善管理，可以使得注水水质得到好转。
1斜板除油器存在问题剖析
一般来说，斜管部分只能去除浮油和部分分散油，其除油效率一般为60～70%。为了提高除油器的除油效率，一般都要添加聚结板，聚结板能够将分散油和大部分的乳化油聚结变大后由斜管去除掉，将除油器的效率提高25%左右。通过大量的试验，对聚结填料的除油效果进行测试，从粗粒化后油珠粒径变化规律可见，粗粒化负荷越低，效果越好。
斜板除油器所存在的共性問题总结为三点：
（1）内部填料为玻璃钢材质的波纹板，易破损、坍塌，设备内部污油污泥不能定期顺畅清理，长期大量堆积，最终导致内部填料（波纹板）被含聚污泥压塌、损坏。
（2）收油效率低：斜板除油器中堆积有大量污油泥，流动性差，设计的收油管线管径较小，坡度也较小，导致两侧的收油槽和收油管线被堵塞，严重影响斜板除油器的正常收油。
（3）排泥不畅：底部无有效的排泥措施，污油泥大量堆积;这些均导致污水处理效率逐渐变差。
2气浮选器存在问题剖析
海上平台目前应用最多的气浮类型为卧式喷射式射流气浮选器，如图2所示。污油泥将溶气释放器堵塞，如果继续使用，溶气释放器起泡不均匀，容易将底部积聚污油泥带入水中，反而污染水质，造成设备除油率出现负值。由于供气源为空气，并且顶部为敞口式，有腐蚀风险，使得罐体内的流体中含氧浓度增加，加快对设备的腐蚀效率。
3介质过滤器存在问题剖析
渤海油田的核桃壳过滤器主要存在两个共性问题：一是由于入口含油波动较大，滤料无法按时反冲洗，导致滤料污染严重;另一个是由于布水系统连接处密封性较差，缝隙间发生腐蚀，滤料反冲洗时，导致滤料漏失严重，如图3所示。
4“三段式”水处理工艺技术改进探讨
4.1除油器技术改进探讨
作为第一段除油装置，斜板除油器的除油效果的好坏，将直接影响到后续流程的处理效果，通过对内部填料的优选与改造，提高斜板除油器的除油效率。
对于填料类型的优化设计，斜板除油器的聚结填料，应选择整装不锈钢自支承式波纹板填料，从而减少填料损坏、坍塌的现象发生。
通过对入口构件的优化，入口构件在设备中的功能一方面是吸收进入设备高速液流的动能，减小来液对内流场的冲击和扰动;另一方面是根据来流速度较高的特点，利用惯性或离心的方式，实现一定程度上的预分离作用。选择下孔箱式入口构件见图4，流体的流动特性最好，它不仅为分离流场提供了均布而稳定的流动条件，而且也提供了水洗及剪切破乳的功能，对油水的预分离有极大的帮助;这种离心式入口构件预分离作用最好，稳流作用也好于碟形入口构件和档板式入口构件，尤其适合于要求有较强的气液预分离作用和含气量大的场合。
通过对内部结构的改造，提升斜板除油器和加气浮选器的收油和排污效率，如图5所示。在混合室两侧增加坡状收油槽，将收油口底部出口直径增大，从而提高收油效率;在水室增加收油漏斗，解决水室不能收油的问题;增加冲洗管线，实现了收油槽油泥的冲洗功能。在罐体底部增加螺旋清泥机构，彻底刮掉、排出罐体底部油泥。
4.2过滤器技术改进探讨
介质过滤器的滤料再生就是通过滤料的摩擦、碰撞将粘附在滤料上的油和悬浮物清洗下来，再在高速水流作用下排出罐外，实现滤料的再生。优化滤料选择，同时在滤器反洗时增加反洗时间和反洗强度，并选择在反洗水管线上增加清洗剂的化学药剂注入，增强水反洗能力。
防滤料漏失，材质选择上，为了防止活动构件间的腐蚀，将核桃壳搅拌机构的轴承盒、定板、堵板换成了耐腐蚀性更好的不锈钢材质;密封方式上，为了减少滤料漏失，在轴承部位增加一个定板，如图6所示，形成圆环平面防护，消除之前由于轴承、定板内径腐蚀导致滤料漏失的可能。
5结论与认识
（1）这种“三段式”水处理工艺流程能够满足海上平台生产污水的处理要求，处理后的注水水质能够达到注水要求。
（2）“三段式”水处理工艺流程中，各级处理设备存在的共性问题主要是顶部收油、底部排污、内部结构设计等方面;
（3）对于除油器的技术改造，首先考虑增加收油槽从而提高收油效率;然后对容易产生问题的结构部件进行优化改进。
（4）对于介质过滤器的技术改造，主要是考虑过滤器在反冲洗过程中滤料是否发生漏失，找到漏失点对其进行相应改造。
参考文献
[1] 刘敏，邹明华，吴华晓，等.海上油田聚合物驱平台配注工艺技术[J].中国海上油气，2010. 22（4）：259-261.
[2] 陈忠喜，邓述波，夏福军.横向流除油器处理油田含油污水的研究[J].工业水处理，2001，21（1）： 31-33.
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[4] 唐善法，刘芬.气浮技术处理聚合物驱含油污水研究[J].石油天然气学报，2006， 28 （14）：131-133.
[5] 卢磊，油田聚合物驱采油污水处理药剂及工艺研究[D].山东大学博士学位论文，2008： 7-8.
[6] 髙有光.含油污水处理技术及设备[J].中国海上油气工程，1999，11（4）：39-42.