CN205616704U - 一种压裂返排液处理装置 - Google Patents

Abstract

一种压裂返排液处理装置，包括絮凝反应池、沉淀池、缓冲水池、过滤单元、磁分离单元和脱水装置；所述絮凝反应池、所述沉淀池、所述缓冲水池和所述过滤单元通过连接管道依次连通；所述沉淀池、磁分离单元和脱水装置通过连接管道依次连通；所述磁分离单元与所述凝反应池通过连接管道连通。本实用新型所述压裂返排液处理装置通过引入磁分离设备，优化处理设备结构，减少设备体积；合理的布置和集成设备、实现设备的撬装化。

Description

一种压裂返排液处理装置

技术领域

本实用新型涉及油气田压裂返排液处理领域，具体涉及一种用于油气田压裂反排液处理的装置。

背景技术

压裂是油气井增产、水井增注的有效措施之一。目前国内压裂施工最常用的是水基压裂液，它具有高黏度、低摩阻、悬砂性好、对地层伤害小等优点。压裂液组成复杂，通常包括增黏剂、减阻剂、交联剂、破胶剂及调节剂、高温稳定剂、支撑剂、杀菌剂、表面活性剂等多种化学添加剂。

压裂作业排出的残余压裂液中，含有胍胶、石油类及其它各种添加剂，如果返排至地面的压裂液不经过处理而外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染。众多添加剂的加入使压裂返排液具有高CODcr值、高稳定性、高粘度等特点，其成分包括原油、地层水、难生物降解的水溶性高分子聚合物等有害物质。由于添加剂种类繁多，使CODcr的降低难度加大。特别是一些不易净化的亲水性有机添加剂，难以从废水中除去。压裂废液组成复杂，与压裂液种类、地层性质等有关。总的来说，压裂废液具有以下特点：① 间歇排放，每口井排放量在n×102～n×103m3之间；② 由于含有大量高分子有机物，COD浓度高，一般从数千到上万mg/L不等，且难以降解；③ 废液中石油类含量在10～1000mg/L之间。另外，根据现场施工状况，压裂废液还具有粘度大、浊度高、含盐量高等特点。

目前大多数油气井采用压裂投产，尤其水平井钻井技术的大规模应用，压裂返排液产生量大，环保压力大，返排液的经济处理与回用对环境污染控制和油田可持续发展具有重要的意义。但是，现有压裂返排液处理工艺普遍存在工艺流程复杂、操作不方便、劳动强度大、处理效果不稳定、处理效率低、投加药剂品种多用量大及电耗高致使处理成本居高不下、处理站固定建站建设投资大、不能满足随油气田区块滚动开发拆迁转移要求等问题。

实用新型内容

为了解决上述问题，本使用新型提供了一种压裂返排液处理装置，包括絮凝反应池、沉淀池、缓冲水池、过滤单元、磁分离单元和脱水装置；所述絮凝反应池、所述沉淀池、所述缓冲水池和所述过滤单元通过连接管道依次连通；所述沉淀池、磁分离单元和脱水装置通过连接管道依次连通；所述磁分离单元与所述絮凝反应池通过连接管道连通。

作为一种优选的实施方式，所述絮凝反应池内设置两个竖直隔板，将所述絮凝反应池分隔为不连通的三个区间，且所述隔板的高度低于所述絮凝反应池侧壁的高度。

作为一种优选的实施方式，所述絮凝反应池内不连通的三个区间分别设置一个搅拌装置。

作为一种优选的实施方式，所述缓冲水池中间设置3个隔板，所述隔板相对与所述缓冲水池倾斜设置。

作为一种优选的实施方式，三个所述隔板中，位于中间的隔板底部设置有可以使水流通过的孔且顶部高于所述缓冲水池正常使用时液面的高度。

作为一种优选的实施方式，所述缓冲水池底部设置有斜坡且所述斜坡沿水流方向降低。

作为一种优选的实施方式，所述过滤单元由1-5个过滤罐并列连接组成。

作为一种优选的实施方式，所述磁分离单元包括磁鼓和集水池。

作为一种优选的实施方式，所述集水池上部设有进水区和回收区。

作为一种优选的实施方式，所述絮凝反应池、沉淀池、缓冲水池、磁分离单元和脱水装置均安装于一个撬装式箱体内。

总体而言，实施本实用新型具有以下优点：通过引入磁分离设备，优化处理设备结构，减少设备体积；合理的布置和集成设备、实现设备的撬装化。

附图说明

图1 所示为本实用新型所述压裂返排液处理装置的示意图；

图2 所示为本实用新型所述缓冲水池的主视图；

图3 所示为本实用新型所述缓冲水池的位于中间的隔板的结构示意图。

图中：1-絮凝反应池，111-隔板，112-隔板，121-区间，122-区间，123-区间，131-搅拌装置，132-搅拌装置，133-搅拌装置，2-沉淀池，21-进水管，22-挡板，23-溢流堰，24-沉泥斗，3-缓冲水池，31-隔板，32-隔板，33-隔板，321-孔，4-过滤单元，41-过滤罐，42-过滤罐，5-磁分离单元，51-磁鼓，52-集水池，521-进水区，522-回收区，6-脱水装置。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性的，不应对本实用新型的保护范围有任何限制。

如图1所示，一种压裂返排液处理装置，它包括絮凝反应池1、沉淀池2、缓冲水池3、过滤单元4、磁分离单元5和脱水装置6；所述絮凝反应池1、所述沉淀池2、所述缓冲水池3和所述过滤单元4通过连接管道依次连通；所述沉淀池2、磁分离单元5和脱水装置6通过连接管道依次连通；所述磁分离单元5与所述絮凝反应池1通过连接管道连通。除此之外，每个所述连接管道上均沿液体流动方向依次设置有开关阀门和计量泵。

所述的絮凝反应池1内设置有两个竖直隔板111和112，所述竖直隔板111和112将所述絮凝反应池1分隔为不连通的三区间121、122和123，且所述隔板111和112的高度低于所述絮凝反应池侧壁的高度，以便原水在装满区间121之后溢流进入区间122，区间122满之后可以溢流进入区间123。所述不连通的三个区间121、122和123内分别设置有一个搅拌装置131、132和133，所述搅拌装置由电动机驱动。所述絮凝反应池1侧壁上还设置有原水进口和水出口，所述原水进口和水出口分别设置在相对的侧壁上。

本实用新型所述沉淀池2没有特别限制，凡是能使杂质与水分离即可。优选地，所述沉淀池为竖流沉淀池，在竖流沉淀池的中心设置有进水管21，使用时，水从设置竖流沉淀池中心的进水管21自上而下进入沉淀池2内，管下设置挡板22使水在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升，悬浮物沉降进入沉淀池底锥形沉泥斗24中，澄清过后的水从溢流堰23流出。

在竖流式沉淀池中，水流方向与颗粒沉淀方向相反，其截留速度与水流上升速度相等，上升速度等于沉降速度的颗粒将悬浮在混合液中形成一层悬浮层，对上升的颗粒进行拦截和过滤。因而竖流式沉淀池的效率比平流式沉淀池要高，占地面积小，在撬装时，节省空间，排泥系统设计更容易。

如图1、2、3所示，本实用新型所述缓冲水池3中间设置3个隔板31、32和33，所述隔板31、32和33相对与所述缓冲水池倾斜设置，倾斜方向为由进水口方向向出水口方向。在正常使用时，隔板31和隔板33低于所述缓冲水池3的液面高度，所述隔板32高于所述缓冲水池3的液面高度。所述隔板32的底部设置有可以使水流通过的孔321。所述缓冲水池3底部设置有斜坡34，所述斜坡34沿水流方向降低，所述斜坡34的坡度为1-15度。

使用时，水在缓冲水池3内经过隔板31的顶部、隔板32底部和隔板33的顶部到达出水口，增大了水的流动距离，进一步沉降水中杂质，且所述斜坡亦能增强沉淀效果，使所述缓冲水池3不仅具有稳定后续操作的压力和流速的作用还具有进一步沉淀的效果。

所述过滤单元4由1-5个过滤罐并列连接连接组成，优选地，所述过滤单元4有2-3个过滤罐41并列连接组成，以保证一个过滤罐饱和后进行更换或反冲洗操作时，其他过滤罐能正常工作，放置所述过滤单元4停止工作。

所述磁分离单元5包括磁鼓51和集水池52，所述集水池52上部设有进水区521和回收区522，所述磁鼓51和进水区521与回收区522紧密连接，所述磁鼓51可以转动且其上设置有微孔以使水能够通过，所述回收区522上设有剥离装置。在使用使，水进入集水池52的进水区521内，水必须经过磁鼓上的微孔才能进入集水池52内，在经过磁鼓51时，磁鼓51可以将磁性材料吸附在其表面，经过转动，在经过回收区522时，磁鼓51表面吸附的磁性材料被设置在回收区522上的剥离装置剥离下来，进入回收区522内，进而完成回收。而进入集水池52内的水则流向下一个处理单元。所述磁性材料为铁、钴、镍中的一种或几种。

所述脱水装置6没有特别限制，只要能达到浓缩废液目的的设备均可。优选地，本实用新型所述脱水装置为叠螺脱水机。

优选地，本实用新型所述的絮凝反应池1、沉淀池2、缓冲水池3、磁分离单元5和脱水装置6均安装于一个撬装式箱体内，更优地，所述的絮凝反应池1、沉淀池2、缓冲水池3、过滤单元4、磁分离单元5和脱水装置6均安装于一个撬装式箱体内，以起到：1、装置可跟随勘探开发区块整体移动，一套装置重复使用，减少勘探开发投资成本；2、主要设备集成于可移动箱体内，易于车载搬迁与吊装，便于与其他外围设备的管线连接；3、设备由集装箱围护，利于防风沙、防雨、防冻、防阳光暴晒、延长设备使用寿命，适应野外作业要求；4、工作环境友好、清洁的目的。

使用时，开动絮凝反应池1内的搅拌装置131、132和133，原水从原水进口进入絮凝反应池1的区间121内，同时在区间121内加入絮凝剂，通过搅拌装置131使絮凝剂与原水混合均匀，当区间121内水的高度高于隔板111时，水便溢流进入区间122内，在区间122内加入磁性材料，经搅拌装置132搅拌混合均匀，当区间122内水的高度高于隔板112时，水便溢流进入区间123，在区间123内加入助凝剂，经搅拌装置133与水混合均匀。经过絮凝沉淀1处理后的水经出水口进入沉淀池2中心的进水管21，水从进水管21自上而下进入沉淀池2内，经管下设置的挡板22作用在池中均匀分布后沿整个过水断面缓慢上升，悬浮物沉降进入沉淀池底锥形沉泥斗24中形成沉淀浆，澄清过后的水从溢流堰23流向缓冲水池3。水在缓冲水池3内经过隔板31的顶部、隔板32底部和隔板33的顶部到达出水口，进入过滤单元4，水从过滤罐41和/或42的顶部进入，从过滤罐41和/或42的底部流出，从过滤单元4流出的即为净化水。

沉降进入沉淀池2底部的沉泥斗24中的沉淀浆输送到磁分离单元5的进水区521中，沉淀浆中的磁性物质经过磁鼓51的吸附作用附着在磁鼓51的表面，剩余沉淀浆进入集水池52内。磁性物质吸附在磁鼓51的表面后，随着磁鼓51的转动到回收区522，被设在回收区522上的剥离装置剥离下来，进入回收区522内。进入回收区522的磁性物质可以再次加入到絮凝反应池1的区间122内完成再次利用。进入集水池52内的剩余沉淀浆则流向脱水装置6。进入脱水装置6的剩余沉淀浆经脱水机脱水便形成浓缩沉淀浆。

前述的实例仅是说明性的，用于解释本公开的特征的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本实用新型的特征的示例的选择限制。而且在科技上的进步将形成由于语言表达的不准确的原因而未被目前考虑的可能的等同物或子物质替换，且这些变化也应在可能的情况下被解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种压裂返排液处理装置，其特征在于，包括絮凝反应池、沉淀池、缓冲水池、过滤单元、磁分离单元和脱水装置；所述絮凝反应池、所述沉淀池、所述缓冲水池和所述过滤单元通过连接管道依次连通；所述沉淀池、磁分离单元和脱水装置通过连接管道依次连通；所述磁分离单元与所述凝反应池通过连接管道连通。

2. 如权利要求1所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述絮凝反应池内设置两个竖直隔板，将所述絮凝反应池分隔为不连通的三个区间，且所述隔板的高度低于所述絮凝反应池侧壁的高度。

3. 如权利要求2所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述絮凝反应池内不连通的三个区间分别设置一个搅拌装置。

4. 如权利要求1所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述缓冲水池中间设置3个隔板，所述隔板相对与所述缓冲水池倾斜设置。

5.如权利要求4所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，三个所述隔板中，位于中间的隔板底部设置有可以使水流通过的孔且顶部高于所述缓冲水池正常使用时液面的高度。

6.如权利要求4所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述缓冲水池底部设置有斜坡且所述斜坡沿水流方向降低。

7.如权利要求1所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述过滤单元由1-5个过滤罐并列连接组成。

8. 如权利要求1所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述磁分离单元包括磁鼓和集水池。

9. 如权利要求8所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述集水池上部设有进水区和回收区。

10. 如权利要求1所述的一种压裂返排液处理装置，其特征在于，所述絮凝反应池、沉淀池、缓冲水池、磁分离单元和脱水装置均安装于一个撬装式箱体内。