CN110606594A - 一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油气田开发工程技术领域的一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，它主要由返排液储罐、球阀A、球阀B、PH调节剂、氧化剂、球阀C、氧化反应器、吸附剂漏斗、沉淀剂漏斗、沉淀池进口、带孔平板、沉淀池出口、过滤罐进口、压力过滤罐、过滤罐出口、上活塞、反渗透装置进口、下活塞、往复槽、连接杆、反渗透装置出口、电磁式空气泵组成。返排液储罐和球阀A相连后与球阀B、PH调节剂、氧化剂、球阀C并联，氧化反应器依次与吸附剂、沉淀剂、沉淀池进口相连；过滤罐出口与反渗透装置进口相连，电动机与转杆、叶片相连。本发明使用便捷，能经济高效地处理页岩气压裂过程中的返排液。
Description
技术领域
本发明涉及油气田开发工程技术领域的一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法。
背景技术
页岩气是一种以吸附、溶解、游离态存在于页岩中的一种清洁、低碳的非常规能源。在通过水平井的方式开采页岩气时往往通过水利压裂技术来高效开发页岩气，但在开发的过程中需要消耗大量的水资源。在压裂完成后对压裂液进行返排，对于不同的页岩气块其压裂返排液的返排时间和体积不同，使得页岩气开采前期作业过程中会产生大量组分复杂的压裂液返排液。页岩气压裂返排液含有大量的金属离子(如钙、镁、钡、锶等)、有机物、固体杂质等污染物，这些污染物处置不当将对生态环境造成极大危害。若将压裂返排液直接排放到大气中将会直接污染环境，所以许多油田采用的是将压裂返排液进行处理并进行重新回注到地下，在对返排液的处理技术目前有氧化处理技术、化学沉淀处理技术、过滤处理技术、吸附处理技术，这些技术单独对于返排液的处理并不能完全达到回注要求，需要将这些技术结合起来形成一套完整的方法才能高效的处理返排液。因此，针对开采页岩气压裂过程中产生大量返排液的处理有必要发明一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，来经济高效的处理页岩气在压裂过程中返排出的液体，这将对现场提高处理页岩气压裂返排液的效率及成本具有重要意义。
发明内容
本发明目的是：提供了一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法。
本发明所采用的技术方案是：
本发明一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，主要由返排液储罐、球阀A、球阀B、PH调节剂、氧化剂、球阀C、氧化反应器、吸附剂漏斗、沉淀剂漏斗、沉淀池进口、电动机、叶片、转杆、斜板、带孔平板、沉淀物出口、沉淀池出口、滤砂网、平板沉淀区、沉淀物收集桶、过滤罐进口、压力过滤罐、喷头、滤料、过滤罐出口、上活塞、反渗透装置进口、下活塞、往复槽、半透膜、连接杆、反渗透装置出口、反渗透装置、电磁式空气泵、球阀D和球阀E组成。返排液储罐和球阀A相连后与球阀B、PH调节剂、氧化剂、球阀C并联，氧化反应器依次与吸附剂漏斗、沉淀剂漏斗、沉淀池进口相连，沉淀池出口与过滤罐进口相连，过滤罐出口与反渗透装置进口相连；电动机与转杆、叶片相连。上活塞与下活塞之间通过连接杆相连，在下活塞右边四分之一等分点处设有一个往复槽。喷头设于压力过滤罐中上部，过滤罐进口直径与过滤罐出口相同都为50mm；在反渗透装置中部设有一个半透膜，反渗透装置出口直径为反渗透装置进口直径的1.2倍，为24mm；在上活塞的上中部和下中部分别设有一个气体进口，通过控制球阀D和球阀E开度来实现上活塞的上下运动。斜板采用的倾斜角为3°设计，滤砂网中心与沉淀池出口中心在同一中心线上，且滤砂网直径为沉淀池出口直径的1.5倍。沉淀物出口直径为沉淀池出口直径的1.2倍为30mm；沉淀池进口直径为沉淀池出口直径的1.5倍；球阀A、球阀B、球阀C、球阀D和球阀E都为相同的球阀。
本发明的优点：对返排液进行氧化、吸附、沉淀、过滤和脱盐进行处理，处理效果好，对压裂返排液的处理效率高，处理后的返排液可直接重新使用，节约资源。
附图说明
图1是本发明一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法的结构示意图。
图2是图1中带孔平板的俯视图。
图3是图1中往复槽的结构示意图。
图中：1.返排液储罐，2.球阀A，3.球阀B，4.PH调节剂，5.氧化剂，6.球阀C，7.氧化反应器，8.吸附剂漏斗，9.沉淀剂漏斗，10.沉淀池进口，11.电动机，12.叶片，13.转杆，14.斜板，15.带孔平板，16.沉淀物出口，17.沉淀池出口，18.滤砂网，19.平板沉淀区，20.沉淀物收集桶，21.过滤罐进口，22.压力过滤罐，23.喷头，24.滤料，25.过滤罐出口，26.上活塞，27.反渗透装置进口，28.下活塞，29.往复槽，30.半透膜，31.连接杆，32.反渗透装置出口，33.反渗透装置，34.电磁式空气泵，35.球阀D，36.球阀E。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
如图1所示，本发明一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，主要由返排液储罐1、球阀A2、球阀B3、PH调节剂4、氧化剂5、球阀C6、氧化反应器7、吸附剂漏斗8、沉淀剂漏斗9、沉淀池进口10、电动机11、叶片12、转杆13、斜板14、带孔平板15、沉淀物出口16、沉淀池出口17、滤砂网18、平板沉淀区19、沉淀物收集桶20、过滤罐进口21、压力过滤罐22、喷头23、滤料24、过滤罐出口25、上活塞26、反渗透装置进口27、下活塞28、往复槽29、半透膜30、连接杆31、反渗透装置出口32、反渗透装置33、电磁式空气泵34、球阀D35和球阀E36组成。返排液储罐1和球阀A2相连后与球阀B3、PH调节剂4、氧化剂5、球阀C6并联，氧化反应器7依次与吸附剂漏斗8、沉淀剂漏斗9、沉淀池进口10相连，沉淀池出口17与过滤罐进口21相连，过滤罐出口25与反渗透装置进口27相连；电动机11与转杆13、叶片12相连。
如图1、图2、图3所示，具体处理过程为：首先打开球阀A2、球阀B3、球阀C6，使PH调节剂4、氧化剂5和返排液储罐1内的返排液一起从氧化反应器7进口进入氧化反应器7进行PH调节和氧化，被氧化和PH调节后的返排液从氧化反应器7出口流出，接着加入吸附剂漏斗8和沉淀剂漏斗9内的吸附剂和沉淀剂；使返排液、吸附剂和沉淀剂一起从沉淀池进口10进入沉淀池。接着打开电动机11，使电动机11带动转杆13、叶片12一起转动，将返排液、吸附剂和沉淀剂搅拌均匀，然后进入平板沉淀区19进沉淀，在沉淀区内沉淀物往下沉淀至斜板14表面，最终从沉淀物出口16流出进入沉淀物收集桶20，沉淀后的返排液经过滤砂网18过滤后从沉淀池出口17流出，并从过滤罐进口21进入压力过滤罐22内部。被沉淀后的返排液在压力过滤罐22内的喷头23喷出，返排液从滤料24与滤料24之间的缝隙往下流动，经过过滤后的返排液最终从过滤罐出口25流出，并从反渗透装置进口27进入反渗透装置33。
如图1、图3所示，返排液进入反渗透装置33后，打开电磁式空气泵34和球阀D35，关闭球阀E36，使上活塞26带动下活塞28往上运动，往复槽29内的小球往下运动，打开流动通道，从而使返排液从往复槽29流出。接着关闭球阀D35，打开球阀E36，使上活塞26带动下活塞28往下运动，往复槽29内的小球往上运动堵住通道，使反渗透装置33右边加压通过半透膜30进行脱盐处理。经过脱盐后的返排液从反渗透装置出口32流出后进入回注处进行重新回注。
Claims (6)
1.一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，主要由返排液储罐(1)、球阀A(2)、球阀B(3)、PH调节剂(4)、氧化剂(5)、球阀C(6)、氧化反应器(7)、吸附剂漏斗(8)、沉淀剂漏斗(9)、沉淀池进口(10)、电动机(11)、叶片(12)、转杆(13)、斜板(14)、带孔平板(15)、沉淀物出口(16)、沉淀池出口(17)、滤砂网(18)、平板沉淀区(19)、沉淀物收集桶(20)、过滤罐进口(21)、压力过滤罐(22)、喷头(23)、滤料(24)、过滤罐出口(25)、上活塞(26)、反渗透装置进口(27)、下活塞(28)、往复槽(29)、半透膜(30)、连接杆(31)、反渗透装置出口(32)、反渗透装置(33)、电磁式空气泵(34)、球阀D(35)和球阀E(36)组成，其特征在于：返排液储罐(1)和球阀A(2)相连后与球阀B(3)、PH调节剂(4)、氧化剂(5)、球阀C(6)并联，氧化反应器(7)依次与吸附剂漏斗(8)、沉淀剂漏斗(9)、沉淀池进口(10)相连，沉淀池出口(17)与过滤罐进口(21)相连，过滤罐出口(25)与反渗透装置进口(27)相连；电动机(11)与转杆(13)、叶片(12)相连。
2.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，其特征在于：上活塞(26)与下活塞(28)之间通过连接杆(31)相连，在下活塞(28)右边四分之一等分点处设有一个往复槽(29)。
3.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，其特征在于：喷头(23)设于压力过滤罐(22)中上部，过滤罐进口(21)直径与过滤罐出口(25)相同都为50mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，其特征在于：在反渗透装置(33)中部设有一个半透膜(30)，反渗透装置出口(32)直径为反渗透装置进口(27)直径的1.2倍，为24mm；在上活塞(26)的上中部和下中部分别设有一个气体进口，通过控制球阀D(35)和球阀E(36)开度来实现上活塞(26)的上下运动。
5.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，其特征在于：斜板(14)采用的倾斜角为3°设计，滤砂网(18)中心与沉淀池出口(17)中心在同一中心线上，且滤砂网(18)直径为沉淀池出口(17)直径的1.5倍。
6.根据权利要求1所述的一种用于处理页岩气压裂返排液的装置及方法，其特征在于：沉淀物出口(16)直径为沉淀池出口(17)直径的1.2倍为30mm；沉淀池进口(10)直径为沉淀池出口(17)直径的1.5倍；球阀A(2)、球阀B(3)、球阀C(6)、球阀D(35)和球阀E(36)都为相同的球阀。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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