CN117566932A - 一种压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，包括：电絮凝器，电絮凝器包括多根并排设置且串联连接的絮凝管，连接在相邻的絮凝管之间的U型接头，以及用于为絮凝管供电的电源；沉降筒，沉降筒用于分离压裂返排液中的油、水和泥；旋流管，旋流管与电絮凝器的出口端相连，沿沉降筒的横截面的切线方向延伸到沉降筒内。本发明设置电絮凝器和沉降筒，电絮凝器对乳化严重的压裂返排液进行破乳，并将其中的油滴、悬浮杂质、固相杂质絮凝成絮状物，便于后续沉降筒对油、水、泥进行分离。

Description

一种压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置

技术领域

本发明属于油田污水处理技术领域，具体地，涉及一种适用于压裂返排液、井口喷替液、洗井、作业废水的高效处理及污泥浓缩装置，也可用于乳化程度高、固体杂质多、场地受限的常规油气田采出水处理。

背景技术

随着缝网压裂、体积压裂、水平井穿层压裂、水平井多段压裂技术的日趋成熟，以致密油气、页岩油气等为代表的低渗透非常规油气储量逐渐得到大规模开发。在开采油气的同时，也产生了大量的压裂返排液。

压裂返排液中含有稠化剂、交联剂等十几种化学添加剂，携砂能力强。也正因为内含多种添加剂，压裂返排液具有粘度大、乳化程度高、大颗粒机械杂质含量高、TDS(总溶解性固体)含量高、油水沉降分离困难、水质波动大等特点。

目前，压裂返排液的处理方式主要有两种，一种是将压裂返排液进行回注地层处理，但是这种方式对回注地层的选择要求高，剩余回注空间逐年减少，不适合大规模注入，环保风险高。另一种方式是针对大规模的压裂返排液，通过罐车拉运到联合站进行集中处理。但是如果大量压裂返排液直接进入联合站将严重扰乱生产系统的正常运行，消耗大量处理药剂或降低药剂处理效果，影响原油脱水以及水中油和悬浮物的去除，从而使处理后注入水质不达标。因此，在进入联合站系统前，一般需要对压裂返排液进行预处理，例如磁分离处理、SSF悬浮污泥处理、生化法处理等，以去除压裂返排液中的固体杂质、悬浮物、胶体，降低水样的浊度。这些方法存在各自的优缺点，磁分离需要大量磁粉，磁粉难以回收，处理成本高，产生大量危废污泥；SSF悬浮污泥处理技术抗水质波动能力差，仍然需要投加絮凝剂、助凝剂来形成絮体，污泥层效果不易控制；压裂返排液可生化性差，水质波动大，在冬季微生物难以存活。此外，致密油气、页岩油气的生产井区分散、环保储池的分布及储存空间不足，存在外泄风险。

因此，研发压裂返排液撬装处理技术，快速捕获杂质、实现絮体快速分离、水质净化，并将污泥浓缩，实现就地回收回注，是技术的发展趋势。

发明内容

针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，能够适用于乳化程度高、固体杂质多的压裂返排液、井口喷替液、洗井等难分离油田作业废水的破乳、除油与净化。

此外，本发明具有密闭隔氧、高效连续、不加药(少加药)、运行成本低、装置体积小，易于撬装的特点，可以用于含固体杂质较多、空间场地受限、净化水质要求高的普通油气田污水处理，特别适用于乳化油滴多、固体杂质多的油气田常规污水短流程、高效处理。

根据本发明，提供了一种压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，包括：电絮凝器，所述电絮凝器能够利用电极对压裂返排液进行破乳，并发生电絮凝产物(多核聚合氢氧化物)，即，与污水中的油滴、悬浮杂质、固相杂质接触、反应，形成絮体。所述电絮凝器包括多根并排设置且串联连接的絮凝管，连接在相邻的絮凝管之间的U型接头以及用于为所述絮凝管供电的电源；沉降筒，所述沉降筒用于分离压裂返排液中的油、水和泥，分离后的泥在所述沉降筒的底部沉积浓缩；旋流管，所述旋流管与所述电絮凝器的出口端相连，沿所述沉降筒的横截面的切线方向延伸到所述沉降筒内。

在一个具体的实施例中，在所述絮凝管和所述U型接头之间设置有绝缘法兰，所述絮凝管包括与所述电源的阴极连接的中空管和与所述电源的阳极连接的棒状阳极，所述中空管为电导体，所述棒状阳极间隙式套设在所述中空管内。

在一个具体的实施例中，所述压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置还包括从所述沉降筒中伸出的回流水管道、伸入到所述沉降筒中的溶气水释放管道，以及将所述回流水管道和溶气水释放管道连接在一起的微气泡发生器，微气泡发生器能够产生大量微纳米级气泡，所述溶气水释放管道沿所述沉降筒的截面切线方向设置，用于将所述微气泡发生器产生的混有大量气泡的溶气水输送到所述沉降筒中。

在一个具体的实施例中，所述回流水管道在所述旋流管的下方，所述溶气水释放管道在所述旋流管的上方，所述微气泡发生器通过回流气管道与所述沉降筒的顶端连接，所述回流水管道通过回流水泵与所述微气泡发生器连接。

在一个具体的实施例中，在所述沉降筒的内部设置有第一锥形滑泥斗，所述第一锥形滑泥斗位于所述回流水管道的下方，将所述沉降筒分成旋流仓和集泥仓，在所述第一锥形滑泥斗的下端开设有将所述旋流仓和所述集泥仓连通的集泥口，在所述集泥仓的底端开设有排泥口。

在一个具体的实施例中，在所述沉降筒的内部还设置有起涡器，所述起涡器设置在所述旋流管的下方以及所述集泥口的正上方，能够阻隔旋流仓内的旋流强度传递到集泥仓。

在一个具体的实施例中，在所述沉降筒的内部还设置有锥形旋流分离筒，所述锥形旋流分离筒的上端内径小于下端内径。

在一个具体的实施例中，在所述锥形旋流分离筒的顶端设置有第二锥形滑泥斗，所述第二锥形滑泥斗的上端直径与所述沉降筒的直径相等，所述第二锥形滑泥斗的下端直径与所述锥形旋流分离筒的顶端直径相等。

在一个具体的实施例中，在所述沉降筒的中心轴线上设置有锥形挡板，所述锥形挡板位于所述第二锥形滑泥斗的上方，所述锥形挡板的上端直径大于所述锥形旋流分离筒的顶端直径，并且在所述锥形挡板的底端与所述集泥仓之间连通设置有滑泥管。

在一个具体的实施例中，在所述锥形挡板的上方设置有折流筒，所述折流筒的上端直径等于所述沉降筒的直径，所述折流筒的下端直径小于所述锥形挡板的上端直径。

在一个具体的实施例中，在所述折流筒的上方设置有锥形宽口油水分离筒，在锥形宽口油水分离筒外侧的沉降筒外壳上设置有排油口和排水口，所述排油口位于所述排水口的上方，所述排油口和所述排水口分别设置在所述沉降筒的径向两端。通过将所述排油口和所述排水口分开设置，可以避免水流裹挟已经分离完的油滴从出水口流出，导致出水水质变差。

在一个具体的实施例中，在所述沉降筒内设置有集油槽，所述集油槽扣合在所述排油口处，在所述集油槽的顶部设置有开口。集油槽的存在，可以确保液位控制，避免发生液位冲击到沉降筒的顶部，而流入所述回流气管道的问题发生。

在一个具体的实施例中，所述排油口位于所述锥形宽口油水分离筒的上方，所述排水口位于所述沉降筒的对应所述锥形宽口油水分离筒的下部的位置。净化后的水流绕过所述锥形宽口油水分离筒，从所述出水口流出装置，油污上浮聚集在液面表面，溢流到所述集油槽中，从所述出油口排出装置。锥形宽口油水分离筒的宽口，即，锥形宽口油水分离筒的上端口径大于折流筒的最小口径，作用是防止水流流速过快，避免水流冲击顶部的油层，从而减少水流裹挟油滴。

与现有技术相比，本申请的优点如下。

本发明设置电絮凝器和沉降筒。电絮凝器通过电极对严重乳化的压裂返排液进行破乳，并使压裂返排液中的油滴、悬浮杂质、固相杂质凝聚成絮状物，便于后续沉降筒对油、水、泥进行分离。

此外，本发明的电絮凝器包括多根并排设置的絮凝管，且相邻的絮凝管之间通过U型接头连接，压裂返排液沿着曲折的管路流动，一方面加强流体之间的碰撞，加快絮凝；另一方面，部分絮状物在U型接头处短暂停留，有利于延长絮凝时间，提高絮凝效果。

另外，本发明的絮凝管包括与电源阴极连接的中空管和与电源阳极连接的棒状阳极，充分利用絮凝管内的环形空间，使压裂返排液在流经絮凝管的整个过程都能够受到阴极和阳极的作用，加强絮凝和破乳的效果。

同时，本发明的沉降筒上还设置有第一锥形滑泥斗、锥形旋流分离器、微气泡发生器等，能够加强油、水、泥的分离效果，提高工作效率。

附图说明

下面将参照附图对本发明进行说明。

图1显示了根据本发明的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置的一种实施例的结构示意图；

图2显示了根据本发明的集油槽的结构示意图。

图中：1、电絮凝器；10、入口管道；11、絮凝管；111、中空管；112、棒状阳极；12、U型接头；13、电源；14、绝缘法兰；15、阳极接线孔；16、阳极导线；17、阴极接线片；18、阴极导线；2、沉降筒；21、第一锥形滑泥斗；211、集泥口；22、旋流仓；23、集泥仓；231、排泥口；24、起涡器；25、锥形旋流分离筒；26、第二锥形滑泥斗；3、旋流管；5、锥形挡板；6、滑泥管；7、折流筒；81、回流水泵；82、微气泡发生器；83、溶气水释放管道；84、回流气管道；85、回流水管道；9、液面；91、排油口；92、排水口；93、锥形宽口油水分离筒；95、集油槽；100、高效处理及污泥浓缩装置。

在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。

具体实施方式

下面通过附图来对本发明进行介绍。

在本申请中，需要说明的是，本申请中使用的方向性用语或限定词“上”、“下”等均是针对所参照的图1而言。它们并不用于限定所涉及零部件的绝对位置，而是可以根据具体情况而变化。

图1显示了根据本发明的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置100的一种实施例的结构示意图。如图1所示，压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置100包括电絮凝器1、中空圆柱型的沉降筒2和旋流管3。在电絮凝器1的入口处设置有入口管道10。旋流管3沿着沉降筒2的横截面的切线方向设置，将电絮凝器1的出口和沉降筒2的入口连接。在这种设置下，压裂返排液从入口管道10进入电絮凝器1，电絮凝器1对严重乳化的流体进行破乳，有利于油水的分离，并且，电絮凝器1将压裂返排液中的部分悬浮杂质、固相杂质凝聚成絮状物，作为后续处理中泥的一部分。絮状物还会粘附压裂返排液中的部分油滴，有利于油滴从水中分离。被电絮凝器1初步处理之后的压裂返排液通过旋流管3后，进入沉降筒2。由于旋流管3沿着沉降筒2的横截面的切线方向设置，所以压裂返排液进入沉降筒2后会产生旋流。在离心力的作用下，油、水、泥进一步分离。并且在不断的碰撞下，微小油滴逐渐形成大油滴，有利于油水分离。通过本发明的这种设置，能够做到在不添加(少添加)药剂的情况下，完成油、水、泥的分离处理。

在一个优选的实施例中，电絮凝器1包括电源13以及与电源13连接的多根絮凝管11。多根絮凝管11并排设置且串联连接。在本实施例中，多根絮凝管11均水平设置，水平放置的絮凝管11可以增大压裂返排液与电絮凝产物的接触时间，有利于絮体的形成、聚并长大。相邻的絮凝管11之间通过U型接头12连接，形成弯折管线。通过这种设置，一方面减小电絮凝器1的整体尺寸；另一方面，弯头的湍流作用有利于絮体的形成、聚并长大，此时压裂返排液中大部分的油滴和悬浮杂质在不加药的情况下被分离。

在一个优选的实施例中，絮凝管11包括中空管111和棒状阳极112。在中空管111和U型接头12之间设置有绝缘法兰14，将多根絮凝管分割开来。绝缘法兰14让串联的絮凝管11内的电絮凝反应互不影响，确保絮凝效果。中空管111与电源13的阴极连接，中空管111为电导体，作为电场阴极。棒状阳极112间隙式套设在中空管111内，与电源的阳极连接，作为电场阳极。在这种设置下，阳极和阴极可以占据整个絮凝管11的长度方向。从而在相同流速下，增加压裂返排液在絮凝管11中流动时受到电场作用、絮凝作用的时间。同时，棒状的阳极与管状的阴极相互配合，还能够增加压裂返排液与阳极和阴极的接触面积。通过这种方式，从多个方面增强絮凝以及破乳的效果。

在一个具体的实施例中，棒状阳极112通过一个绝缘的部件(图中未示出)与中空管111固定连接，从而达到间隙式套设在中空管111内目的。同时，为了能够让压裂返排液流通，这个绝缘的部件不能将中空管111堵住，比如可以采用一个梅花状的硬质橡胶或者塑料将其固定。

在一个具体的实施例中，在中空管111的管壁上开设有阳极接线孔15，棒状阳极112通过阳极导线16穿过阳极接线孔15与电源13连接。在中空管111的管壁上设置有阴极接线片17，阴极接线片17与电源13之间通过阴极导线18连接，从而使整个中空管111作为阴极。

根据本发明，在沉降筒2的内部设置有第一锥形滑泥斗21，通过第一锥形滑泥斗21将沉降筒2分隔成下部的集泥仓23和上部的旋流仓22。第一锥形滑泥斗21位于旋流管3的下方，即从旋流管3流出的压裂返排液能够进入旋流仓22。压裂返排液进入旋流仓22之后形成旋流，在旋流仓22内旋转、碰撞。在旋转离心力的作用下，泥、水、油加快分离速度。同时，压裂返排液内部不断相互碰撞，使小油滴相互碰撞凝结成大油滴，有利于油水分离。在第一锥形滑泥斗21的下端设置有集泥口211，集泥口211能够连通旋流仓22和集泥仓23。通过这种设置，在第一锥形滑泥斗21的作用下，旋流仓22内的旋流强度难以影响到集泥仓23，因此经过旋流仓22分离后的泥水混合物通过集泥口211进入集泥仓23之后，开始浓缩沉降，随着沉降物中泥的量越来越多，水逐渐被挤到上方重新回到旋流仓22。污泥积累浓缩，减少其中的含水率，降低后续运输和处理成本。在集泥仓23的底端设置有排泥口231，根据集泥仓23内泥的沉积速度，调整排泥口231的开闭时间，通过排泥口231将泥排出，如果泥量大，则泥水分离、污泥浓缩后连续排泥；泥量少，则间歇排泥，使污泥多累积浓缩，减少其中的含水率。

根据本发明的一个具体的实施例，在沉降筒2的内部还设置有起涡器24，起涡器24位于集泥口211的正上方，起涡器24的外径大于集泥口211的直径。在本实施例中，起涡器24为上窄下宽的锥形。通过这种设置，一方面，起涡器24能够增强旋流强度。另一方面，起涡器24能够进一步减轻旋流仓22内的旋流强度对于集泥仓23的影响，防止集泥仓23内沉降的泥被卷回旋流仓22。

在一个具体的实施例中，在沉降筒2的内部还设置有锥形旋流分离筒25，位于旋流管3的上方。锥形旋流分离筒25的上端直径大于下端直径。通过这种设置，在逐渐减小的筒径下，压裂返排液内部的碰撞更加剧烈，加速油滴之间的相互碰撞，使小油滴凝聚成大油滴，有利于油水分离。

在一个具体的实施例中，在锥形旋流分离筒25的顶端设置有第二锥形滑泥斗26。第二锥形滑泥斗26的上端直径等于沉降筒2的直径，第二锥形滑泥斗26的下端直径等于锥形旋流分离筒25上端的直径。通过这种设置，使锥形旋流分离筒25上方的压裂返排液中残余的少量泥沉降到第二锥形滑泥斗26上时，能够沿锥形面向下滑落，防止泥堆积在此处。

在一个优选的实施例中，在第二锥形滑泥斗26的上方设置有锥形挡板5。锥形挡板5的上端直径大于锥形旋流分离筒25顶端的直径，小于沉降筒2的内径。在这种设置下，使压裂返排液的的流经通道骤然减小，有利于加速压裂返排液撞击锥形挡板5，加快其中固相颗粒的沉降以及油滴的聚并。为了防止锥形挡板5上方堆积泥，在锥形挡板5的底端连接有滑泥管6，滑泥管6的底端连通至集泥仓23。滑泥管6可以如图1所示，穿出沉降筒2，从外部连通至集泥仓23，也可以在不影响锥形旋流分离筒25内部流场的情况下，沿着沉降筒2内壁连通至集泥仓23。在这种设置下，锥形挡板5上方如果堆积固相颗粒，那么堆积的固相颗粒会顺着滑泥管6移动至集泥仓23。

在一个优选的实施例中，在锥形挡板5的上方设置有折流筒7。折流筒7的上端直径等于沉降筒2的直径，折流筒7的下端直径小于锥形挡板5的上端直径。在折流筒7与锥形挡板5之间形成折流的狭窄通道。通过折流通道，可以继续强化油滴聚并，使其从污水中分离；残存的固相颗粒在折流的狭窄通道内流动的过程中，由于惯性撞击到锥形挡板5，沉降在锥形挡板5上，然后顺着滑泥管6流向集泥仓23。同时，这种设置能够减小折流筒7下部的旋流强度对上方的影响，便于上方油水分层。根据本发明的一个具体的实施例，在沉降筒2的上部筒壁上设置有排油口91和排水口92。排油口91位于排水口92的上方，排油口91和排水口92分别设置在沉降筒2的径向两端。以图1所示位置进行说明，在本实施例中，排水口92设置在沉降筒2的左侧位置，排油口91设置在沉降筒2的右侧位置。通过将排水口92和排油口91的错位左右分布，加大两者之间的距离，能够避免水流裹挟已经分离完的油滴从出水口流出，导致出水的水质变差。

结合图1和图2，在沉降筒2内设置有集油槽95。在本实施例中，集油槽95为一个方形壳体，扣合在排油口处，在集油槽95的顶部设置有开口。集油槽95的尺寸、形状能够根据实际使用需求更改。集油槽95的存在，可以便于液位控制。

如图1所示，在折流筒7的上方设置有锥形宽口油水分离筒93，排油口91位于锥形宽口油水分离筒93的上方，排水口92位于沉降筒2的对应锥形宽口油水分离筒93的下部的位置。净化后的水流绕过锥形宽口油水分离筒93，从出水口92流出，油污上浮聚集在液面表面，溢流到集油槽95中，从出油口91排出装置。通过设置锥形宽口油水分离筒93能够避免油经过出水口92，从而减小出水口92被油污污染的可能。具体的，锥形宽口油水分离筒93的顶部出口的口径大于折流筒7的最小口径，通过尽可能的扩大锥形宽口油水分离筒93出口口径的这种设置，防止水流因流速过大而冲击顶部的油层，尽可能的为油水分层提供一个稳定的环境。

在实际排水排油的过程中，可以在排油口91和排水口92的管路上分别设置电动开关阀和电动调节阀，并在沉降筒2中设置油水界面仪，油水界面仪能够检测油和水的液位高度，电动开关阀和电动调节阀均通过相应的电路元件与油水界面仪电性连锁。通过油水界面仪控制电动开关阀和电动调节阀，达到智能排水排油的目的。

根据本发明的一个优选的实施例，压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置100还包括回流水泵81、回流水管道85、回流气管道84、微气泡发生器82以及溶气水释放管道83。微气泡发生器82包括进液口、出口和进气口。溶气水释放管道83沿沉降筒2的横截面的切线方向设置，与旋流管3的方向一致。微气泡发生器82的出口通过溶气水释放管道83与沉降筒2连接。回流水泵81与微气泡发生器82的进液口连接，为微气泡发生器82提供动力。微气泡发生器82通过溶气水释放管道83向沉降筒2内释放气泡，释放的气泡会跟随旋流管3喷出的压裂返排液一同在沉降筒2内旋流、混合从而促进油、水以及絮状物分离。在本实施例中，微气泡发生器82能够产生直径50μm～90μm的气泡，压裂返排液内的小油滴直径25μm～70μm之间。气泡能够裹挟小油滴快速浮至水面顶部，加快油水分离。通过切向溶气水释放管道83进入沉降筒2中释放产生大量气泡，利用锥形旋流分离筒25的几何收缩形状，与进入沉降筒2中的压裂返排液共同发生旋流气浮作用，强化剩余微细油滴、悬浮杂质的分离。在一个优选的实施例中，在回流水泵81与旋流仓22之间设置有回流水管道85。在微气泡发生器82的进气口与沉降筒2的顶部之间设置有回流气管道84，在沉降筒2顶部存在气腔，即，沉降筒2内的压裂返排液没有充满。回流水管道85在旋流管3的下方，溶气水释放管道83在旋流管3的上方。在这种设置下，回流水泵81将旋流仓22内的压裂返排液泵入微气泡发生器82，气腔内的气体经过回流气管道84进入微气泡发生器82，通过微气泡发生器82形成微小气泡注入旋流仓22。从而构成循环，不需要额外补气补水，实现密闭隔氧。

容易理解，本发明中的“泥”、“固相”和“固相颗粒”为同一物质，即压裂返排液中的固体杂质。

本发明中涉及到的油水界面仪和微气泡发生器82均存在能够实现相应功能的现有设备，其具体的内部结构不是本发明的设计要点，在此不再赘述。

下面通过一个具体的实施例来对本发明进行说明。在该具体的实施例中，压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置100包括五级絮凝管11串联形成的电絮凝器1和一座沉降筒2，其中絮凝管11的规格DN50×1000mm，沉降筒2规格DN500×2000mm，整体撬装装置占地2000mm×1000mm×2000mm，处理量5m³/h。五级絮凝管11纵向布置，棒状阳极112采用铝阳极，电源13控制电压5～9V，电流50～100A。压裂返排液等难分离的油田废水经过电絮凝处理，不加药(少加药)絮凝脱除其中大部分的油滴、悬浮杂质、固相杂质，随后旋流进入沉降筒2。沉降筒2中微气泡发生器82的回流水量为1.0m³/h，回流气量0.7m³/h。通过微气泡发生器82产生、释放形成的气泡粒径50～90μm，经过溶气水释放管道83进入沉降筒2后，通过锥形旋流分离筒25与压裂返排液混合粘附，旋流分离，加快其中的絮体、油滴、水相互分离，形成的大部分污泥沉降到集泥仓23中储存。

随着压裂返排液的继续流动，利用倾斜设置的锥形挡板5和折流筒7继续强化油滴的聚并使其加快上浮，同时加快污泥等杂质颗粒的下沉。固相颗粒形成的污泥通过锥形挡板5底部的滑泥管6进入集泥仓23储存。净化后的水和积累的油层分别从沉降筒2顶部的排水口92和排油口91排出，其中出水含油量≤50mg/L，悬浮物含量≤50mg/L，满足过滤器进水指标要求，搭配不同级配形式的过滤器，可以很好的适应不同油藏的注水指标。使用本发明处理后的污泥含水量在85％以下，大大减少高含水污泥的体积，减小后续拉运、处理费用。

本发明先对压裂返排液进行破乳和絮凝，破乳为乳化油和水的分离奠定基础，絮凝将油滴、悬浮杂质、固相从水中初步分离。随后沉降筒2对压裂返排液中的油、水、泥进行分离。本发明适用于压裂返排液、井口喷替液、洗井、作业废水等难分离油田废水的短流程、高效处理，也可以用于含固体杂质较多、空间场地受限、净化水质要求高的普通油气田污水处理，尤其适用于乳化程度高、杂质多的压裂返排液等作业废水的破乳、除油与净化。本发明通过合理的内部结构设计，可以实现密闭隔氧、连续处理，具有效率高、加药少(不加药)、运行成本低、装置体积小，易于撬装的效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，包括：

电絮凝器(1)，所述电絮凝器包括多根并排设置且串联连接的絮凝管(11)、连接在相邻的絮凝管之间的U型接头(12)以及用于为所述絮凝管供电的电源(13)；

沉降筒(2)，所述沉降筒用于分离压裂返排液中的油、水和泥，分离后的泥在所述沉降筒的底部沉积浓缩；

旋流管(3)，所述旋流管与所述电絮凝器的出口端相连，沿所述沉降筒的横截面的切线方向延伸到所述沉降筒内。

2.根据权利要求1所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述絮凝管(11)和所述U型接头(12)之间设置有绝缘法兰(14)，所述絮凝管(11)包括与所述电源(13)的阴极连接的中空管(111)以及与所述电源的阳极连接的棒状阳极(112)，所述中空管(111)为电导体，所述棒状阳极间隙式套设在所述中空管内。

3.根据权利要求2所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，所述压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置还包括从所述沉降筒(2)中伸出的回流水管道(85)、伸入到所述沉降筒(2)中的溶气水释放管道(83)，以及将所述回流水管道(85)和溶气水释放管道(83)连接在一起的微气泡发生器(82)，其中，所述溶气水释放管道沿所述沉降筒(2)的截面切线方向设置，用于将所述微气泡发生器(82)产生的溶气水输送到所述沉降筒(2)中。

4.根据权利要求3所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，所述回流水管道(85)在所述旋流管(3)的下方，所述溶气水释放管道(83)在所述旋流管(3)的上方，所述微气泡发生器(82)通过回流气管道(84)与所述沉降筒(2)的顶端连接，所述回流水管道(85)通过回流水泵(81)与所述微气泡发生器(82)连接。

5.根据权利要求4所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述沉降筒(2)的内部设置有第一锥形滑泥斗(21)，所述第一锥形滑泥斗位于所述回流水管道(85)的下方，将所述沉降筒分成旋流仓(22)和集泥仓(23)，在所述第一锥形滑泥斗的下端开设有将所述旋流仓和所述集泥仓连通的集泥口(211)，在所述集泥仓的底端开设有排泥口(231)。

6.根据权利要求5所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述沉降筒(2)的内部还设置有起涡器(24)，所述起涡器设置在所述旋流管(3)的下方以及所述集泥口(211)的正上方，能够阻隔旋流仓(22)内的旋流强度传递到集泥仓(23)。

7.根据权利要求6所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述沉降筒(2)的内部还设置有锥形旋流分离筒(25)，所述锥形旋流分离筒的上端内径小于下端内径。

8.根据权利要求7所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述锥形旋流分离筒(25)的顶端设置有第二锥形滑泥斗(26)，所述第二锥形滑泥斗的上端直径与所述沉降筒(2)的直径相等，所述第二锥形滑泥斗的下端直径与所述锥形旋流分离筒(25)的顶端直径相等。

9.根据权利要求8所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述沉降筒(2)的中心轴线上设置有锥形挡板(5)，所述锥形挡板位于所述第二锥形滑泥斗(26)的上方，所述锥形挡板的上端直径大于所述锥形旋流分离筒(25)的顶端直径，并且在所述锥形挡板(5)的底端与所述集泥仓(23)之间连通设置有滑泥管(6)。

10.根据权利要求9所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述锥形挡板(5)的上方设置有折流筒(7)，所述折流筒的上端直径等于所述沉降筒(2)的直径，所述折流筒的下端直径小于所述锥形挡板(5)的上端直径。

11.根据权利要求10所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述折流筒(7)的上方的所述沉降筒(2)的外壳上设置有排油口(91)和排水口(92)，所述排油口(91)位于所述排水口(92)的上方，所述排油口(91)和所述排水口(92)分别设置在所述沉降筒(2)的径向两端。

12.根据权利要求11所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述沉降筒(2)内设置有集油槽(95)，所述集油槽(95)扣合在所述排油口处，在所述集油槽(95)的顶部设置有开口。

13.根据权利要求12所述的压裂返排液的高效处理及污泥浓缩装置，其特征在于，在所述折流筒(7)的上方设置有锥形宽口油水分离筒(93)，所述排油口(91)位于所述锥形宽口油水分离筒(93)的上方，所述排水口(92)位于所述沉降筒(2)的对应所述锥形宽口油水分离筒(93)的下部的位置。