石油石化职业技能鉴定试题及答案：油气田水处理工

石油石化职业技能鉴定试题及答案：油气田水处理工一、单项选择题（每题1分，共30分）1.油田水处理系统中，原油脱水后产生的污水通常被称为（）。A.采出水B.注入水C.地层水D.雨水答案：A2.悬浮固体颗粒在静止水体中靠重力自然沉降，当颗粒重力与流体阻力相等时，颗粒以恒定速度沉降，该速度称为（）。A.临界速度B.沉降速度C.表面速度D.滤速答案：B3.油田注水水质指标中，对低渗油藏注水要求悬浮固体含量通常应控制在（）以内。A.50mg/LB.20mg/LC.10mg/LD.1mg/L答案：D4.斯托克斯定律描述的是球形颗粒在静止流体中的（）。A.自由沉降速度B.干扰沉降速度C.压缩沉降速度D.絮凝沉降速度答案：A5.在油田水处理中，常用的无机混凝剂是（）。A.聚丙烯酰胺B.聚合氯化铝C.十二烷基苯磺酸钠D.甲醛答案：B6.重力除油罐主要依靠油水（）的不同实现油水分离。A.粘度B.密度C.温度D.表面张力答案：B7.下列不属于物理水处理方法的是（）。A.重力沉降B.过滤C.混凝D.旋流分离答案：C8.压力滤罐反冲洗时，滤料层膨胀率的最佳控制范围通常为（）。A.10%~20%B.30%~50%C.60%~80%D.80%~100%答案：B9.水处理系统中加药泵最常用的类型是（）。A.离心泵B.螺杆泵C.隔膜计量泵D.齿轮泵答案：C10.浮选机去除乳化油的核心原理是（）。A.降低油滴密度B.增加水流速度C.气泡黏附油滴上浮D.过滤截留答案：C11.测定水中含油量常用的标准方法是（）。A.重量法B.紫外分光光度法C.pH计法D.电导率法答案：B12.水处理系统中，杀菌剂通常采用（）方式投加以获得最佳效果。A.连续大剂量B.间歇冲击性C.随温度变化D.仅在反洗时答案：B13.天然水中按硬度分类，硬度主要指水中（）离子的浓度。A.钾、钠B.钙、镁C.铁、锰D.氯、硫酸根答案：B14.油田注水系统中引起设备管线严重腐蚀的主要气体是（）。A.氧气和氮气B.二氧化碳和硫化氢C.氮气和甲烷D.氢气和氧气答案：B15.离心泵发生气蚀现象时，泵的（）。A.排量增加B.扬程降低并产生振动C.电流升高D.压力平稳答案：B16.在过滤过程中，滤料层截留的杂质增多导致水头损失增加，当水头损失达到（）时应进行反冲洗。A.最大允许值B.设计滤速的2倍C.0.05MPaD.1.0MPa答案：A17.缓蚀剂的作用机理主要是（）。A.杀死细菌B.在金属表面形成保护膜C.中和水中的酸D.增加水流速度答案：B18.油田污水中的硫化氢主要来源于（）。A.硫酸盐还原菌的代谢活动B.空气中溶解C.原油自身携带D.加药引入答案：A19.双层滤料过滤罐中，常用的无烟煤和石英砂滤料，从上至下的排列是（）。A.无烟煤在上，石英砂在下B.石英砂在上，无烟煤在下C.混合排列D.随机排列答案：A20.检测水处理系统管道结垢厚度最常用的在线方法是（）。A.超声波测厚B.目测C.称重法D.流量计算答案：A21.油田污水的pH值一般控制在（）左右，以抑制结垢和腐蚀。A.4.5B.6.5~7.5C.9.0D.11.0答案：B22.水处理加药系统启动前，首先应该（）。A.打开出口阀B.启动电机C.检查药罐液位及阀门开关状态D.关闭进口阀答案：C23.计量泵行程调节的目的是改变泵的（）。A.排出压力B.单次排量C.电机转速D.管道阻力答案：B24.旋流除油器的分离效率主要取决于（）。A.进水温度和进出口压差B.进水颜色和气味C.罐体高度D.外部涂料答案：A25.过滤罐反冲洗水强度一般要求（）。A.越大越好B.保证滤料膨胀不跑料为宜C.与过滤强度相同D.由水温决定，无固定要求答案：B26.测定悬浮物含量时，滤膜孔径标准通常为（）。A.0.22μmB.0.45μmC.1.2μmD.5.0μm答案：B27.在污水处理工艺中，核桃壳过滤器的主要除油机理是（）。A.机械拦截B.亲和吸附C.化学氧化D.重力沉降答案：B28.注水水质标准中规定平均腐蚀率应小于（）。A.0.076mm/aB.0.5mm/aC.1.0mm/aD.2.0mm/a答案：A29.下列不属于水处理系统常见故障的是（）。A.滤罐水头损失剧增B.加药泵不上量C.除油罐出水含油超标D.电机转速超过额定转速2倍答案：D30.停运水处理过滤系统时，正确的操作顺序是（）。A.先停反洗泵，再停进水泵B.先停进水泵，保持滤料浸泡在水中C.排空罐内积水D.关闭所有阀门不停泵答案：B二、多项选择题（每题2分，共30分）1.油田采出水具有以下哪些显著特点？（）A.水温较高B.矿化度高C.含有原油D.含有大量细菌E.不含任何悬浮物答案：ABCD2.油田水处理中，影响混凝效果的主要因素有（）。A.水的pH值B.水温C.混凝剂种类及投加量D.搅拌强度与时间E.水的颜色答案：ABCD3.油田注入水水质控制的基本指标包括（）。A.悬浮固体含量及粒径B.含油量C.平均腐蚀率D.膜滤系数E.溶解氧含量答案：ABCDE4.压力式过滤罐的运行周期通常包含以下哪些阶段？（）A.正向过滤B.反冲洗C.表面冲洗D.正洗投运E.加药答案：ABD5.水处理系统中，常用于防止管线结垢的方法有（）。A.投加防垢剂B.控制系统pH值C.超声波防垢D.磁化防垢E.提高水流流速至极限答案：ABCD6.油田水处理中常用的物理除油设备包括（）。A.重力沉降罐B.波纹板聚结器C.水力旋流器D.浮选机E.砂滤罐答案：ABC7.下列关于离心泵运行维护，说法正确的有（）。A.运行中严禁无液空转B.轴承温度一般不超过80℃C.发生气蚀应立即停泵并排除原因D.填料密封泄漏应完全拧紧至不滴水E.定期检查联轴器同心度答案：ABCE8.评定滤料性能好坏的指标主要有（）。A.粒径级配B.密度C.机械强度D.化学稳定性E.孔隙率答案：ABCDE9.油田污水处理系统中常见的自控仪表有（）。A.电磁流量计B.液位变送器C.压力变送器D.在线pH计E.浊度仪答案：ABCDE10.油田水处理中硫酸盐还原菌（SRB）的危害主要体现在（）。A.产生硫化氢气体导致水质变黑发臭B.引发细菌腐蚀，穿透管壁C.代谢产物形成粘泥堵塞地层D.增加水中的溶解氧E.提高水的pH值答案：ABC11.加药系统在运行中出现计量泵打不出药液的原因可能有（）。A.药液罐无药液或液位过低B.进出口单向阀堵塞或损坏C.泵内有空气未排净D.行程设定位零E.进口阀未打开答案：ABCDE12.重力除油罐出水携带大量原油的原因可能是（）。A.进水含油量严重超标B.罐内油位过高未及时收油C.水量超负荷运行导致停留时间不足D.罐内布水管线破损导致水流短路E.水温过低油水密度差变小答案：ABCDE13.水力旋流器在油田污水处理中的优点包括（）。A.体积小，占地面积少B.分离效率高，停留时间短C.无运动部件，维护方便D.对进水压力和流量波动适应性极强E.能够处理高浮化状态的极细油滴答案：ABC14.过滤罐反洗跑料（滤料流失）的常见原因包括（）。A.反冲洗强度过大B.反洗水分布不均产生偏流C.滤料级配不当，上层细滤料过轻D.排水筛管缝隙过大E.滤料本身密度太小答案：ABCD15.关于注水水质标准中“膜滤系数（MF）”的测定，下列描述正确的有（）。A.膜滤系数是衡量水通过滤膜能力的指标B.膜滤系数越大，说明水质越好C.测定膜滤系数通常使用0.45μm的滤膜D.膜滤系数的大小仅与水温有关，与悬浮物无关E.膜滤系数用于评价水对地层的堵塞程度答案：ABCE三、判断题（每题1分，共20分）1.油田污水中含油量超标只会造成环境污染，不会对注水地层造成损害。（）答案：错误2.混凝剂和助凝剂必须同时投加在同一位置才能发挥最大作用。（）答案：错误3.过滤罐反洗时，如果反洗强度不够，会导致滤料层中泥饼无法破碎剥离，从而影响过滤效果。（）答案：正确4.水处理工艺中，气浮选机产生的气泡直径越小，数量越多，除油效果越好。（）答案：正确5.离心泵的扬程与液体的密度有关，密度越大，扬程越低。（）答案：错误6.为了提高重力除油罐的除油效率，应尽量缩短污水在罐内的停留时间。（）答案：错误7.防垢剂的作用机理主要是与水中的钙镁离子络合，或吸附在晶核表面抑制晶体长大。（）答案：正确8.油田水处理中加入杀菌剂时，必须连续大剂量投加才能彻底杀灭细菌。（）答案：错误9.石英砂滤料的机械强度高于无烟煤滤料，但在酸性水环境中化学稳定性不如无烟煤。（）答案：正确10.在水处理系统投运时，必须先开泵后再打开出口阀，以防电机启动电流过大。（）答案：错误11.浮选机溶气罐内的压力越高，溶气效果越好，因此压力设定越高越有利。（）答案：错误12.污水处理站停运时间较长时，应将过滤罐内的滤料倒出晾干保存，防止变质板结。（）答案：错误13.油田注水要求水质的悬浮物颗粒直径小于地层孔隙喉道直径的三分之一。（）答案：正确14.测定水中含油量时，萃取剂通常使用四氯化碳或三氯三氟乙烷。（）答案：正确15.多层滤料过滤罐的过滤属于“反粒度”过滤，即上层滤料粒径大，下层滤料粒径小。（）答案：错误16.旋流除砂器的工作原理是利用离心力将密度大于水的砂粒甩向外壁沉降排出。（）答案：正确17.缓蚀剂投加浓度越高越好，可以完全杜绝管道腐蚀。（）答案：错误18.压力过滤罐反冲洗水头损失计算中，滤料的膨胀高度与冲洗强度成反比。（）答案：错误19.液位计的平衡罐如果缺液，会导致变送器输出信号不准确。（）答案：正确20.水处理系统中加药管线发生结晶堵塞时，可以用蒸汽吹扫或热水循环化解。（）答案：正确四、填空题（每空1分，共10分）1.油田采出水处理中，自然沉降去除的主要是粒径大于_______μm的悬浮固体和游离油滴。答案：502.混凝过程通常分为两个阶段，第一阶段是_______，第二阶段是_______。答案：凝聚；絮凝3.压力滤罐的过滤水头损失随过滤时间的延长而_______。答案：增加4.离心泵的基本性能参数包括流量、_______、效率、转速和轴功率。答案：扬程5.油田水处理中常用的除油方法有重力除油、_______和气浮除油。答案：旋流除油6.配制聚合氯化铝（PAC）药液时，溶解搅拌时间一般不少于_______小时。答案：17.浮选过程中，微气泡直径一般要求在_______μm之间才能有效去除乳化油。答案：50~1008.测定水中悬浮物含量时，烘干温度标准要求为_______℃。答案：1059.水的pH值越低，二氧化碳对金属的腐蚀性_______。答案：越强五、简答题（每题4分，共20分）1.简述重力式除油罐的工作原理及影响其除油效果的主要因素。答案：工作原理：含油污水进入重力除油罐后，由于油珠与水存在密度差，油珠在重力作用下上浮至水面形成油层，通过收油设施排出；密度大于水的悬浮固体沉降于罐底，通过排泥设施排出；清水则从底部或中部出水管引出。影响因素：（1）油水密度差：密度差越大，上浮速度越快，除油效果越好；（2）污水的粘度：粘度越低，油滴上浮阻力越小，分离效果越好；（3）水温：水温升高能降低水的粘度，增加密度差，有利于除油；（4）油滴粒径：粒径越大，上浮速度越快；（5）停留时间：足够的停留时间是保证油滴充分上浮的必要条件；（6）布水均匀性：布水不均会导致水流短路，降低实际停留时间，影响除油效果。2.简述过滤罐反冲洗的机理及反冲洗操作的步骤。答案：反冲洗机理：（1）水力剪切作用：高速反冲洗水流在滤料层中产生摩擦，将截留的悬浮物从滤料表面剪切剥离；（2）滤料碰撞摩擦作用：滤料在膨胀悬浮过程中相互碰撞摩擦，使附着在表面的杂质脱落；（3）水力冲刷带出：脱落的杂质随上升水流带出过滤罐外。反冲洗操作步骤：（1）停泵关阀：停止过滤运行，关闭过滤罐进水阀和出水阀；（2）排水：打开排污阀，排掉滤料层上部部分积水；（3）气冲（如配有）：打开进气阀，进行气洗，松动滤料层；（4）水冲：打开反冲洗进水阀，启动反洗泵，调整反洗强度，使滤料膨胀率达到30%~50%，将杂质带出；（5）正洗投运：反冲洗结束后，停止反洗泵，关闭反洗阀，打开进水阀和正洗排水阀，将初期过滤的浊水排走，待水质合格后，打开出水阀，恢复正常过滤。3.油田注水水质不达标会对油藏及地面工程造成哪些危害？答案：对油藏的危害：（1）悬浮物及机械杂质超标，会堵塞注水井井筒炮眼及地层孔隙喉道，导致地层渗透率下降，注水压力升高；（2）含油量超标，原油进入地层后会形成油堵，降低水相渗透率，影响水驱效果；（3）结垢物质进入地层，会在地层孔隙中结晶长大，造成永久性地层损害。对地面工程的危害：（1）腐蚀性物质超标会加速注水管网、注水泵及井下管柱的腐蚀，导致管线穿孔、设备损坏；（2）细菌超标会引起微生物腐蚀和粘泥堵塞，降低管网输送能力；（3）水质不合格会导致注水泵叶轮磨损加剧，缩短设备使用寿命，增加维护成本。4.简述离心泵发生气蚀的现象、原因及预防处理措施。答案：气蚀现象：泵体产生剧烈振动和噪声，出口压力表指针大幅波动并下降，流量急剧减少，甚至抽不上液体。气蚀原因：泵内局部压力低于该温度下液体的饱和蒸汽压，液体汽化产生气泡，气泡在高压区破裂产生水力冲击，破坏金属表面。预防处理措施：（1）降低泵的安装高度，增加吸入罐液位；（2）尽量缩短吸入管路长度，增大管径，减少弯头，降低吸入阻力；（3）清理吸入管路过滤器，防止堵塞；（4）降低泵的流量或转速，降低吸入高度要求；（5）出现气蚀时应立即停泵，排出泵内气体，查明原因处理后重新启动。5.水处理系统在加药操作时应注意哪些安全事项？答案：（1）操作人员必须穿戴规定的劳保用品，如防酸碱服、防护眼镜、耐酸碱手套等；（2）配制酸、碱等强腐蚀性药剂时，必须将药剂缓慢倒入水中，严禁将水倒入浓药剂中，以防剧烈放热飞溅伤人；（3）加药区域内严禁烟火，必须保持良好通风，防止有毒有害气体积聚；（4）加药泵启动前必须检查药罐液位、阀门开关状态，严禁泵体干转；（5）药剂溅到皮肤或眼睛上时，应立即用大量清水冲洗，并视情况就医；（6）严禁不同性质的药剂混合配制存放，以防发生化学反应产生危险。六、计算与分析题（每题10分，共30分）1.某油田污水处理站处理水量为Q=5000/d，经测定原水中含油量为=800mg/L答案：已知参数：处理水量Q投加浓度K药液质量浓度c药液密度ρ计算步骤：（1）计算每天需要的纯PAC药剂量W：W（2）计算每天需要的药液质量M：M（3）计算每天需要投加的药液体积V：V答：该站每天需要投加的PAC药液量体积约为0.909。2.某含油污水处理系统的重力除油罐进水含油滴的平均粒径d=50μm，油滴密度=850kg/，污水密度=1000kg答案：已知参数：油滴粒径d油滴密度=污水密度=动力粘度μ重力加速度g停留时间t横截面积A计算步骤：（1）根据斯托克斯公式计算上浮速度v：v代入数据：vvv（2）计算油滴在停留时间内上浮的高度h：h（3）分析除油罐水流流速及所需高度：处理水量Q未知，但可根据沉降原理分析。若水流无干扰，油滴上浮需克服水流向下流速u。假设除油罐在理想状态下工作，油滴上浮距离应小于除油罐的有效水深。一般重力除油罐有效水深在4~6m左右。由于计算出该油滴在4小时内可上浮约2.94m。只要除油罐的有效水深小于或等于2.94m，且水流平稳无明显短路，该除油罐能有效去除50μm的油滴。若水深大于此值，则部分油滴可能尚未到达顶部就被水流带出。答：油滴上浮速度为2.04×3.某注水站配备3台离心式注水泵，单台泵额定流量=100/h，额定扬程=1600m，泵效η=75，电机功率因数cosϕ=0.85，电机效率答案：已知参数：单泵额定流量=100/运行方式：2开1备，泵并联运行管网阻力系数S静扬程=注：此题主要考察离心泵并联特性与管网特性曲线的交点计算。为简化计算过程，按理论分析模型进行近似估算。计算分析步骤：（1）单台泵实际工作点分析：两台泵并联运行时，系统总流量为两台泵流量之和（假设同型号且性能一致）。泵的管路特性方程为：=泵的并联特性方程近似线性化或按额定点估算。假设泵在并联时由于阻力增加，单泵流量有所下降。设总流量，则每台泵流量=/2系统所需总扬程=800设泵实际工作扬程为。按额定工况附近性能估算，泵的输出扬程与流量成反比。为进行理论计算校核，试算若两台泵全开在额定流量下：总流量=200此时管网所需扬程：=800显然，4000m远超单台泵额定扬程1600m，说明两台泵在额定流量下无法克服如此大的管网阻力。（2）泵并联实际工况点求解：两台泵并联后的等效扬程特性方程（近似以H=为简化计算，假设两台离心泵并联输出扬程等于单台泵扬程，即≈1600则系统在扬程1600m1600800==（3）校核分析：此时系统实际总注水量为100/管网总压降ΔH此时单台泵的实际流量为=100在流量为50/h时，离心泵实际输出扬程通常会比额定扬程（1600m）略高。实际输出扬程若略高于1600m，则管网流量会略大于100m³/h。但以1600m为基准校核，单台泵实际工作扬程完全能够克服管网总阻力（800m压降+800m静扬程=1600m），满足系统需求。（注：计算分析题重点在于建立管网阻力与泵扬程的平衡方程式，上述基于离心泵并联恒扬程特性的工程近似计算合理）。答：此时系统总注水量约为100/h，管网总压降为七、综合应用题（每题15分，共30分）1.某油田污水处理站采用“重力除油罐→混凝沉降罐→核桃壳过滤罐”工艺。近期运行发现：核桃壳过滤罐出水含油量严重超标（>50mg/L），且过滤罐反冲洗周期由原来的24小时缩短至8小时，反冲洗水大量带出滤料。经取样化验发现，进过滤罐的来水含油量为120mg/L（原设计标准为30mg/L）。工艺人员检查了重力除油罐，发现收油正常，但水温从原来的45℃降至30℃。试分析造成该问题的原因，并提出相应的操作调整及工艺改进措施。答案：问题原因分析：（1）水温降低导致除油效率下降：水温从45℃降至30℃，污水粘度显著增加，油水密度差减小。根据斯托克斯定律，油滴上浮速度与水粘度成反比，与密度差成正比。水温降低导致油滴上浮阻力增大，上浮速度变慢。在相同的停留时间内，大量微粒径油滴来不及上浮便随水流进入下一级处理构筑物，导致重力除油罐出水含油量大幅超标。（2）混凝效果变差：水温降低同样影响混凝剂的反应速度和水解聚合过程，矾花生成慢、颗粒细小，导致混凝沉降罐无法有效去除乳化油和细小悬浮物。（3）前端超标对过滤罐的冲击：重力除油和混凝沉降效果变差，使得进入核桃壳过滤罐的污水含油量高达120mg/L，远超其承受负荷（设计要求进水含油<30mg/L）。核桃壳滤料表面被大量原油包裹粘连，形成“油封”现象，导致过滤阻力急剧增加，水头损失迅速增大，反冲洗周期缩短至8小时。（4）反洗跑料及出水超标原因：滤料粘连结块后，反冲洗时水流在滤层中分布不均，产生偏流和局部托床沸腾现象，导致滤料被冲刷带出罐外。同时，由于滤料孔隙被油泥堵塞，表层截污能力饱和，深层过滤失效，导致出水含油严重超标。操作调整及工艺改进措施：操作调整措施：（1）提升系统温度：协调上游原油脱水工艺，提高脱水温度或增加加热设备，尽量将污水处理系统进水温度恢复至40℃以上，降低水粘度，改善油水分离条件。（2）调整加药方案：针对低温低粘度的混凝反应变差问题，适当增加混凝剂（PAC）和助凝剂（PAM）的投加浓度，必要时更换适用于低温水质的混凝剂配方。（3）强化过滤罐反洗：对已发生油封的核桃壳过滤罐进行化学清洗。停运过滤罐，投加专用的滤料清洗剂（如表面活性剂、碱液），浸泡溶解滤料表面原油，再配合大强度气水联合反洗，彻底清除滤料内部污垢，恢复滤料孔隙。（4）降低处理负荷：在水质恢复前，降低污水处理站的处理水量，延长污水在重力除油罐和混凝沉降罐内的停留时间，弥补水温低导致的分离速度慢的问题。工艺改进措施：（1）增设或优化加热保温设施：在重力除油罐进水管路增设换热器，或在罐体外部加装保温层，减少污水在输送和停留过程中的热量散失。（2）前端增设预处理设备：针对水温波动大、乳化油较多的情况，可在重力除油罐后增加水力旋流除油器或气浮装置，作为一级半除油工艺，提前削减进入混凝沉降罐的油量，减轻后续过滤系统的负荷。（3）优化反洗排泥流程：将污染严重的反洗水单独收集，回流至前端重力除油罐前再次处理，避免将高浓度悬浮油泥直接打入下水级工艺造成二次污染。2.某注水站注水管网干压在近期持续上升，注水泵电机电流因超载频繁报警跳闸。现场调查发现：注水站出口压力表显示18.5MPa，而距离注水站2km处的注水井井口压力表显示16.0MPa。经水质化验分析，注水水中含油量达标（8mg/L），但悬浮固体含量为15mg/L（标准要求<5mg/L），且平均腐蚀率为0.10mm/a（超标）。试分析管网运行异常的原因，并提出系统性的水质保障及管线除垢方案。答案：管网运行异常原因分析：（1）管线结垢与腐蚀产物堵塞：从水质化验数据分析，悬浮物超标及腐蚀率超标是主要原因。水中的腐蚀产物（如硫化铁、氢氧化铁等）和泥沙等悬浮物在管道内壁沉积结垢。2km距离产生2.5MPa的压降，说明管道内壁已严重结垢或存在大量沉积物，导致管径有效截面积减小，沿程