CN201517055U - 一种压裂返排液回收处理装置 - Google Patents

Abstract

一种橇装压裂返排液回收处理装置，应用于油田井下压裂施工压裂返排液回收处理。特征是：在型钢焊接的橇座上固定有旋流除砂器、消泡沉砂罐和斜板除油罐。两个旋流除砂器对称固定在橇座的一端。在橇座的另一端固定有斜板沉降罐。在两个旋流除砂器与斜板除油罐之间固定有一个消泡沉砂罐。采用了固-液旋流除砂，两级沉降罐进行除油除砂，用消泡网进行物理消泡等方法，分级去除水中的砂及含油。结构上，采用了橇装化的设计，集成了旋流除砂器、消泡沉砂罐、斜板除油罐等主体设备，并辅以排泥、排油系统。

Description

一种压裂返排液回收处理装置

技术领域

本实用新型涉及油田井下压裂施工技术领域，特别涉及一种压裂返排液回收处理装置，是一种在压裂试油过程中产生的低分子可回收环保型压裂返排液的处理与回收再利用装置。

背景技术

在油田压裂施工过程中需要使用大量的压裂液。以压裂一个油层用压裂液体按120m³计算，某油田每年产生的压裂废液就达100×10⁴m³。采用传统的压裂液只能使用一次，这样产生大量的返排废液，就需要处理。处理方式普遍采取排放至井场的污油池，或通过罐车拉运到污水处理站，一次性使用和后期处理压裂液给企业带来了巨大的成本压力和环保压力。

2003年，哈利伯顿公司开始研制一种新型的压裂液，即低分子的可回收环保型压裂液。国内最早于2006年，将低分子的可回收环保型压裂液用于油田地层的改造。这种压裂液不使用氧化破胶剂，保证破胶后液体中增稠剂的化学结构不受破坏，对返排液中的砂、油、悬浮物等进行处理后可重新使用，进而节约大量的压裂用水及化学添加剂，解决传统高分子压裂液一次性使用，资源浪费大的问题，同时可减轻油田的环保压力。

由于这种低分子可回收环保型压裂返排液的重复再利用的前提是必须对其进行处理，这就要求有能够满足现场需要的回收与处理装置。

国外主要采取无污染原材料作业及适当的清洁压裂工艺，减少压裂废液对环境的污染。国内油田压裂施工基本上采用的是高分子压裂液，即水基聚合物压裂液所应用的瓜尔胶及其衍生物。主要采取回收再利用、絮凝沉淀法、变质废液作活性水等方法。

目前，有简易的小型漏斗状储罐对该压裂返排液进行回收。现有的简易的小型漏斗状储罐体积小、便于吊运，使用方便。但仅能去除返排液中少量的砂，处理效果差，压裂液的回收利用率不足20％，大部分压裂返排液仍然被浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种压裂返排液回收处理装置，能实现油井压裂返排液除砂、除油，满足油田现场压裂施工作业需要，提高低分子可回收环保型压裂液的回收利用率，降低压裂成本，同时减轻环保压力。

本实用新型采用的技术方案是：压裂返排液回收处理装置，主要由旋流除砂器、消泡沉砂罐、斜板除油罐、来液管汇、防漫口和排油口和橇座组成，其特征在于：在型钢焊接的橇座上固定有旋流除砂器、消泡沉砂罐和斜板除油罐。两个旋流除砂器对称固定在橇座的一端。在橇座的另一端固定有斜板沉降罐。在两个旋流除砂器与斜板除油罐之间固定有一个消泡沉砂罐。

在旋流除砂器的进液口有来液管汇，来液管汇连通两个旋流除砂器的入口。旋流除砂器上部的出液口有管线连接消泡沉砂罐的入口。旋流除砂器下部有排沙口。消泡沉砂罐的下部有排油口和排污口。消泡沉砂罐的侧壁上有排水口，排水口管线连辅助提升泵。消泡沉砂罐与斜板沉降罐之间有溢流管连接。斜板沉降罐底部有排污口。在斜板沉降罐的侧壁上部有排油管线和防漫流管。在斜板沉降罐的侧壁下部固定有出水口，出水口与线连辅助提升泵管线连接，斜板沉降罐的侧壁下部固定有冲洗管，清洗斜板沉降罐内部用。

所述消泡沉砂罐的结构是方形罐，在方形罐内套有圆罐沉降罐，在方罐沉降罐与圆罐沉降罐之间形成水室。在圆罐沉降罐和方罐沉降罐的底部分别固定有排污口，在圆罐沉降罐和方罐沉降罐的底部还固定有连通管线，连通管线上连接有阀门。消泡沉砂罐的排水口在方罐沉降罐侧壁下部。

所述的斜板除油罐内有波纹斜板，增加沉降时间。斜板除油罐内有消泡网，提高消泡能力，分级去除水中的砂及油。消泡网是一种纯物理消泡方法，不会影响到压裂液的性能。

压裂返排液回收处理装置的工作原理：参阅图1。

井口返出的压裂液先进入旋流除砂器1进行沉砂分离，大部分砂由旋流器排砂口排出，液体由旋流除砂器1上部出液口进入消泡沉砂罐2。消泡沉砂罐2由1具方灌内套1具圆罐组成，两罐内置有消泡网对压裂液进行消泡处理，否则大量的泡沫造成“实际罐容缩小”，沉砂时间缩短，同时极易溢罐。在消泡沉砂罐2内，液体首先进入方灌进行旋流除砂，之后溢流至方罐再次沉砂处理，砂由排砂口排出，污油由排污油口排出。经消泡沉砂罐2处理后的液体经排液管进入斜板除油罐3，斜板除油罐3内置挡板及波纹斜板，液体在该罐内进行沉降除油，泥砂由排砂口排出，污油由污油出口排出，处理后的液体由辅助提升泵4泵送至备液罐，以备下次重复在用。

另外，系统还充分考虑到来液量的大小、含砂量、污油量的异常时对系统的冲击，可以采用多种流程的连接方式，采用一些巧妙的结构设计，对整个压裂过程中地层返排出的液体进行回收处理，保证返排液的处理效果，回收率达95以上。

(1)返排液泡沫大

由于压裂液中含有大量的助排剂，在返出过程中由于压力释放不可避免地会产生大量泡沫，采取以下措施减小泡沫影响。一是在消泡沉砂罐内设有专门的消泡网，采用物理的方法来消除泡沫。二是在消泡沉砂罐与斜板除油罐之间设计有连通腔，并且均有排液口，避免溢罐。三是配套有大排量辅助提升泵4，将液体泵出。

(2)返排液含砂量大

液体在旋流除砂器中分离，在这里分离大部分砂，其余的砂在后续的消泡沉降罐2及斜板沉降罐3沉降下来。这三级处理设备底部排砂口均设置为漏斗状，便于排砂，且排出管直径统一为DN100mm，便于安装。

(3)返排液中含油量大

消泡沉降罐2的方罐及斜板沉降罐3均设计有排污油口，位于各自罐中接近顶部的位置，并且统一口径为DN65，返排液中的污油由排污口排出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型压裂返排液回收处理装置，充分考虑压裂返排液泡沫大，粘度高等特点，设计有物理消泡设备，不会对压裂液的性能造成影响，回收后的压裂液可以重复使用。

去除对象主要针对返排液中的砂及含油，砂的去除采用旋流除砂器及沉砂罐，含油的去除采用斜板沉降罐。为了减少返排液中大量泡沫对处理效果的影响，保证缓冲容量，在沉砂罐中增加了消泡网进行物理消泡。为了使设备便于吊运，我们采用了整体的橇装一体化设计，工人劳动强度低

现场试验表明，除砂效率达大于95％，返排出的压裂液回收率大于95％，整个装置具有体积较小，除砂、除泥效率高，工人劳动强度低等特点。使用该技术也可大大减少压裂作业备水量，为地处干旱少雨、水资源匮乏的黄土高原的长庆油田“绿色”开发奠定基础。

附图说明

图1是本实用新型压裂返排液回收处理工艺流程图。

图2是本实用新型压裂返排液回收处理主视图。

图3是本实用新型压裂返排液回收处理俯视图。

其中，1.旋流除砂器，2.消泡沉砂罐，3.斜板沉降罐，4.辅助提升泵，5.排水管汇，6.橇座，7.来液管汇。

具体实施方式

实施例1：以一个压裂返排液回收处理为例，对实用新型作进一步详细说明。

本实用新型压裂返排液回收处理装置在具体使用过程中，可根据来液量的大小、含砂量、污油量等，采用行之有效的连接方式，对整个压裂过程中地层返排出的液体进行回收处理。

参阅图2。压裂返排液回收处理装置，压裂返排液回收处理装置，主要由旋流除砂器1、消泡沉砂罐2、斜板除油罐3、来液管汇7、防漫口和排油口和橇座6组成。参阅图3。在型钢焊接的橇座6上固定有两个旋流除砂器1、一个消泡沉砂罐2和一个斜板除油罐3，两个旋流除砂器1对称固定在橇座6的一端，在橇座6的另一端固定有斜板沉降罐3，在两个旋流除砂器1与斜板除油罐3之间固定有一个消泡沉砂罐2。消泡沉砂罐2的外形结构是方形罐，在方形罐内套有一个圆罐沉降罐，在方罐沉降罐与圆罐沉降罐之间形成一个水室，在圆罐沉降罐和方罐沉降罐的底部分别固定有排污口，在圆罐沉降罐和方罐沉降罐的底部还固定有连通管线，连通管线上连接有阀门，消泡沉砂罐2的排水口在方罐沉降罐侧壁下部。斜板除油罐3内有波纹斜板，斜板除油罐3内有消泡网。

参阅图1。在旋流除砂器1的进液口有来液管汇7，来液管汇7连通两个旋流除砂器1的入口。旋流除砂器1上部的出液口有管线连接消泡沉砂罐2的入口，旋流除砂器1下部有排沙口，排沙口管线上由阀门。消泡沉砂罐2的下部有一个排油口和三个排污口，消泡沉砂罐2的侧壁上有排水口，排水口管线连辅助提升泵4。辅助提升泵4也固定在橇座6上。消泡沉砂罐2与斜板沉降罐3之间有溢流管连接，斜板沉降罐3底部有两个排污口。在斜板沉降罐3的侧壁上部有排油管线和防漫流管5。在斜板沉降罐3的侧壁下部固定有出水口，出水口与线连辅助提升泵4管线连接，斜板沉降罐3的侧壁下部固定有一个冲洗管。

1)根据来液量的大小，旋流除砂器1可串可并，满足不同处理量的要求，也可以直接走总旁通管，避免来液压力过高对旋流除砂器造成伤害。

(2)返排液泡沫过大时，在系统消泡沉降的同时，同时打开沉降除油罐的排液口及排水管，保证提升泵进口排量，以便及时将液体泵出。

(3)返排液含砂量大时，将设备的上级有旋流器的一端置于靠近井场污油池的位置，使大量排出的砂便于清理，两具沉降罐内的泥砂在一次作业完成后用配套清洗机冲洗即可。

(4)返排液中含油量大时，作业中打开两具沉降罐的排污油口，以便返排液中的污油由排污口经排污管线排出。

本实用新型的压裂液回收处理装置还具有注水井流程卸压及注水井循环洗井功能，可以缩短卸压时间，节约大量宝贵的水资源，减轻环保压力。

Claims (3)

1.一种压裂返排液回收处理装置，压裂返排液回收处理装置，主要由旋流除砂器(1)、消泡沉砂罐(2)、斜板除油罐(3)、来液管汇(7)、防漫口和排油口和橇座(6)组成，其特征在于：在型钢焊接的橇座(6)上固定有旋流除砂器(1)、消泡沉砂罐(2)和斜板除油罐(3)，两个旋流除砂器(1)对称固定在橇座(6)的一端，在橇座(6)的另一端固定有斜板沉降罐(3)，在两个旋流除砂器(1)与斜板除油罐(3)之间固定有一个消泡沉砂罐(2)；

在旋流除砂器(1)的进液口有来液管汇(7)，来液管汇(7)连通两个旋流除砂器(1)的入口，旋流除砂器(1)上部的出液口有管线连接消泡沉砂罐(2)的入口，旋流除砂器(1)下部有排沙口，消泡沉砂罐(2)的下部有排油口和排污口，消泡沉砂罐(2)的侧壁上有排水口，排水口管线连辅助提升泵(4)，消泡沉砂罐(2)与斜板沉降罐(3)之间有溢流管连接，斜板沉降罐(3)底部有排污口，在斜板沉降罐(3)的侧壁上部有排油管线和防漫流管(5)，在斜板沉降罐(3)的侧壁下部固定有出水口，出水口与线连辅助提升泵(4)管线连接，斜板沉降罐(3)的侧壁下部固定有冲洗管。

2.根据权利要求1所述的压裂返排液回收处理装置，其特征是：所述消泡沉砂罐(2)的结构是方形罐，在方形罐内套有圆罐沉降罐，在方罐沉降罐与圆罐沉降罐之间形成水室，在圆罐沉降罐和方罐沉降罐的底部分别固定有排污口，在圆罐沉降罐和方罐沉降罐的底部还固定有连通管线，连通管线上连接有阀门，消泡沉砂罐(2)的排水口在方罐沉降罐侧壁下部。

3.根据权利要求1所述的压裂返排液回收处理装置，其特征是：所述的斜板除油罐(3)内有波纹斜板，斜板除油罐(3)内有消泡网。

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