CN104826381A - 一种压裂返排液精细过滤装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压裂返排液精细过滤装置及方法，包括储液罐、提升泵、一级过滤器、两个并联设置的二级过滤器和存储罐，储液罐与提升泵的吸水管连接，提升泵的出水管与一级过滤器的进水管连接，一级过滤器的出水管分别与两个二级过滤器的进水管连接，二级过滤器的出水管连接存储罐；一级过滤器立式安装，二级过滤器卧式安装，一级过滤器的进水管位于上部，出水管位于下部。这种过滤装置对于可循环利用的压裂液体，经过精细过滤后，可以实现重复利用再配液，对于不可循环利用的压裂液体，精细过滤除悬浮机杂后可以做后续处理。过滤面积大，处理效率高，运行操作简便，维修方便，解决了压裂返排液中悬浮物含量高，影响回收再利用的技术难题。

Description

一种压裂返排液精细过滤装置及方法

技术领域

本发明属于油气田作业废液的处理工艺技术领域，具体涉及一种压裂返排液精细过滤装置及方法。

背景技术

井下作业是油田开发过程中的重要环节。近年来，国外致密油气藏得到了有效的开发，其中新型压裂增产技术起到了至关重要的作用。

体积压裂是致密油藏增产的关键技术之一，具有大液量的特点，单层入地液量可达1000一1500                                                ，单层返排液量可达800一1200 。然而，压裂返排液中含有大量的化学剂和溶解性盐类（主要为压裂添加剂、地层离子等），以及机械杂质、少量的油等，导致压裂返排破胶废液高COD、高黏度和高稳定性等特点，直接外排会影响环境。

目前对压裂返排液主要有三种不同的处理工艺，分别是回注处理工艺、达标外排处理工艺和循环利用工艺。其中，循环利用工艺主要是经过除油、除垢、除悬浮杂质处理后，返排液用于再次配制压裂液。

压裂返排液用于循环利用，其中的悬浮物会对地层造成不同程度的损害，粒径较小的悬浮物能进入岩石孔隙内部, 堵塞孔喉形成深部损害, 粒径相对较大的物质在岩石表面和浅表部位附着、桥堵, 降低岩石表层渗透率, 因此有效控制入井液体的悬浮物对油田开发至关重要。悬浮物的去除方法常见的有以下几种：沉淀法、混凝法、过滤法、气浮法等。其中过滤法是除去液体中悬浮颗粒的常见且有效的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种油气井压裂返排液精细过滤方法，对于可循环利用的压裂液体，经过精细过滤后，有效降低悬浮物含量。对于不可循环利用的压裂液体，精细过滤除悬浮机杂后可以做后续处理。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种压裂返排液精细过滤装置，包括储液罐、提升泵、一级过滤器、两个并联设置的二级过滤器和存储罐，储液罐与提升泵的吸水管连接，提升泵的出水管与一级过滤器的进水管连接，一级过滤器的出水管分别与两个二级过滤器的进水管连接，二级过滤器的出水管连接存储罐；

所述的一级过滤器采用立式安装，一级过滤器的进水管位于上部，出水管位于下部；所述的二级过滤器采用卧式安装。

所述的一级过滤器中的一级过滤器滤网采用金属筒状滤网，过滤精度为100-200μm。

所述的一级过滤器为马达钢刷式过滤器，一级过滤器滤网内设置有不锈钢刷，由马达带动不锈钢刷转动。

所述的二级过滤器中的二级过滤器滤网采用金属筒状滤网，过滤精度为10-20μm。

所述的二级过滤器为马达吸吮式过滤器，二级过滤器滤网内设置有吸吮扫描器，由马达带动吸吮扫描器工作。

所述的压裂返排液精细过滤装置还包括综合电控箱，综合电控箱与提升泵、一级过滤器、二级过滤器分别电连接，由综合电控箱分别控制提升泵、一级过滤器、二级过滤器工作。

一种压裂返排液精细过滤方法，包括如下步骤：

步骤一：压裂返排液经过除砂以后，进入储液罐，储存在储液罐内的压裂返排液在提升泵的作用下进入一级过滤器；

步骤二：利用一级过滤器对压裂返排液进行初步过滤，滤除水中的大颗粒物质，然后由一级过滤器进入二级过滤器；

步骤三：利用二级过滤器对压裂返排液进行再次过滤，滤除水中的悬浮物、胶体，然后进入存储罐。

所述的步骤二中大颗粒物质指的是粒径大于200μm的颗粒；所述的步骤三中的悬浮物、胶体粒径大于20μm。

所述的步骤二和步骤三均包括清理筛网步骤，一级过滤器的筛网清理由马达带动不锈钢刷转动实现，二级过滤器的筛网清理由马达带动吸吮扫描器转动实现。

所述的提升泵、一级过滤器、二级过滤器均由综合电控箱分别控制作业。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果 ：

1.本发明提供的过滤方法，采用物理方法来实现压裂返排液的过滤，在处理前返排液未混入过多化学物质的前提下，过滤后能够达到压裂返排液回用标准。

2.采用并联及串联相结合的处理路线，实现压裂返排液悬浮固体高精度截留，最低过滤精度可达10μm；处理效率高，可达60-120/h，工艺流程短，仅两级。

3.过滤器过滤面积大，纳污量高，自动化程度高，运行稳定性高，运行操作简便，维修方便。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明的原理图。

图2是本发明整体结构主视示意图。

图3是本发明整体结构俯视示意图。

图4是一级过滤器结构主视示意图。

图5是二级过滤器结构主视示意图。

附图标记说明：1、储液罐；2、提升泵；3、一级过滤器；4、二级过滤器；5、存储罐；6、不锈钢刷；7、吸吮扫描器；8、综合电控箱；9、一级过滤器滤网；10、二级过滤器滤网；11、吸嘴。

具体实施方式

实施例1：

本实施例提供一种压裂返排液精细过滤装置，结合图1、图2和图3，包括储液罐1、提升泵2、一级过滤器3、两个并联设置的二级过滤器4和存储罐5，储液罐1与提升泵2的吸水管连接，提升泵2的出水管与一级过滤器3的进水管连接，一级过滤器3的出水管分别与两个二级过滤器4的进水管连接，二级过滤器4的出水管连接存储罐5；

一级过滤器3采用立式安装，一级过滤器3的进水管位于上部，出水管位于下部；二级过滤器4采用卧式安装。

压裂返排液放喷出来后，经过除砂，除油等处理后，进入储液罐1，储液罐1出水管与提升泵2吸水管连接，提升泵2的出水管与一级过滤器3的进水管连接。储液罐1中的压裂返排液在提升泵2的作用下进入一级过滤器3，进行初步过滤，将一些大颗粒物质过滤掉。一级过滤器3的出水口经过分流与两台二级过滤器4相连，在二级过滤器4中进行进一步地过滤，这里显然地，二级过滤器4的滤网精度要高，过滤的物质粒径更小。经过两级的配合过滤后，最终的压裂返排液进入存储罐5，根据液体性质进行循环利用或者再处理。

本实施例中，一级过滤器3滤网精度低，返排液过滤效率高，二级过滤器4滤网精度高，过滤效率低，因此联两台二级过滤器，以达到高效处理返排液的目的。

实施例2：

在实施例1基础上，本实施例进一步地，一级过滤器3中的一级过滤器滤网9采用金属筒状滤网，过滤精度为100-200μm。

如图4所示，一级过滤器3为马达钢刷式过滤器，一级过滤器滤网9内设置有不锈钢刷6，由马达带动不锈钢刷6转动。

一级过滤器3采用金属滤网，机械强度高，经久耐用，过滤精度为100-200μm，主要去除返排液中颗粒较大的物质，当过滤器进出口的压差达到预设值时，过滤器将开始自清洗过程，马达过滤器内的不锈钢刷6转动，一级过滤器滤网9上的滤饼被钢刷刷下并从排污阀排出。

实施例3：

在实施例1基础上，本实施例进一步地，二级过滤器4中的二级过滤器滤网10采用金属筒状滤网，过滤精度为10-20μm。

如图5所示，所述的二级过滤器4为马达吸吮式过滤器，二级过滤器滤网10内设置有吸吮扫描器7，由马达带动吸吮扫描器7工作，由吸吮扫描器7的吸嘴11吸吮悬浮颗粒。

二级过滤器4也采用金属滤网，过滤精度为10-20μm，主要去除返排液中较细的悬浮颗粒物，采用压差控制清洗过程，马达带动过滤器的吸吮扫描器7；悬浮颗粒物在二级过滤器滤网10内部螺旋运动，滤饼通过吸吮并从排污阀排出。

实施例4：

上述几个实施例中，提升泵2、一级过滤器3、二级过滤器4均需要工作来实现各自的功能，本实施例中，压裂返排液精细过滤装置还包括综合电控箱8，综合电控箱8与提升泵2、一级过滤器3、二级过滤器4分别电连接，由综合电控箱8分别控制提升泵2、一级过滤器3、二级过滤器4工作。

这样综合电控箱8就能实现自动控制的功能，使得整个装置更加的自动化，能实现自动化操作，在需要对返排液进行过滤的时候，可以手动操作各个设备实现其功能，也可以通过综合电控箱8进行统一操作管理，更加便捷。

以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压裂返排液精细过滤装置，其特征在于：包括储液罐（1）、提升泵（2）、一级过滤器（3）、两个并联设置的二级过滤器（4）和存储罐（5），储液罐（1）与提升泵（2）的吸水管连接，提升泵（2）的出水管与一级过滤器（3）的进水管连接，一级过滤器（3）的出水管分别与两个二级过滤器（4）的进水管连接，二级过滤器（4）的出水管连接存储罐（5）；

所述的一级过滤器（3）采用立式安装，一级过滤器（3）的进水管位于上部，出水管位于下部；所述的二级过滤器（4）采用卧式安装。

2.如权利要求1所述的压裂返排液精细过滤装置，其特征在于：所述的一级过滤器（3）中的一级过滤器滤网（9）采用金属筒状滤网，过滤精度为100-200μm。

3.如权利要求2所述的压裂返排液精细过滤装置，其特征在于：所述的一级过滤器（3）为马达钢刷式过滤器，一级过滤器滤网（9）内设置有不锈钢刷（6），由马达带动不锈钢刷（6）转动。

4.如权利要求1所述的压裂返排液精细过滤装置，其特征在于：所述的二级过滤器（4）中的二级过滤器滤网（10）采用金属筒状滤网，过滤精度为10-20μm。

5.如权利要求4所述的压裂返排液精细过滤装置，其特征在于：所述的二级过滤器（4）为马达吸吮式过滤器，二级过滤器滤网（10）内设置有吸吮扫描器（7），由马达带动吸吮扫描器（7）工作。

6.如权利要求1-5中任意一项所述的压裂返排液精细过滤装置，其特征在于：所述的压裂返排液精细过滤装置还包括综合电控箱（8），综合电控箱（8）与提升泵（2）、一级过滤器（3）、二级过滤器（4）分别电连接，由综合电控箱（8）分别控制提升泵（2）、一级过滤器（3）、二级过滤器（4）工作。

7.一种压裂返排液精细过滤方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：压裂返排液经过除砂以后，进入储液罐（1），储存在储液罐（1）内的压裂返排液在提升泵（2）的作用下进入一级过滤器（3）；

步骤二：利用一级过滤器（3）对压裂返排液进行初步过滤，滤除水中的大颗粒物质，然后由一级过滤器（3）进入二级过滤器（4）；

步骤三：利用二级过滤器（4）对压裂返排液进行再次过滤，滤除水中的悬浮物、胶体，然后进入存储罐（5）。

8.如权利要求7所述的压裂返排液精细过滤方法，其特征在于：所述的步骤二中大颗粒物质指的是粒径大于200μm的颗粒；所述的步骤三中的悬浮物、胶体粒径大于20μm。

9.如权利要求7或8所述的压裂返排液精细过滤方法，其特征在于：所述的步骤二和步骤三均包括清理筛网步骤，一级过滤器（3）的一级过滤器滤网（9）清理由马达带动不锈钢刷（6）转动实现，二级过滤器（4）的二级过滤器滤网（10）清理由马达带动吸吮扫描器（7）转动实现。

10.如权利要求9所述的压裂返排液精细过滤方法，其特征在于：所述的提升泵（2）、一级过滤器（3）、二级过滤器（4）均由综合电控箱（8）分别控制作业。