CN208916978U

CN208916978U - 一种压裂返排液的回注处理装置

Info

Publication number: CN208916978U
Application number: CN201821602094.XU
Authority: CN
Inventors: 路建萍; 李俊华; 李轶; 王佳; 谢元; 周渝; 司伟
Original assignee: Shaanxi Research Design Institute of Petroleum and Chemical Industry
Current assignee: XI'AN KAIERWEN PETROCHEMICAL AUXILIARIES MANUFACTURING Co.,Ltd.
Priority date: 2018-09-29
Filing date: 2018-09-29
Publication date: 2019-05-31
Anticipated expiration: 2028-09-29

Abstract

本实用新型涉及油田作业废液资源化回用处理技术领域，具体地涉及一种压裂返排液的撬装式回注处理装置。一种压裂返排液的回注处理装置，压裂返排液收集池、除油装置、破胶降粘装置、芬顿氧化装置、混凝脱稳装置、固液分离装置及过滤净化装置依次连通；还包括固体浓缩装置及储油装置，混凝脱稳装置及固液分离装置均设有排泥管线，且均通过排泥管线连接固体浓缩装置，过滤净化装置设有回流管线，过滤净化装置通过回流管线连通混凝脱稳装置；除油装置与储油装置连接。采用本实用新型处理后的压裂返排液，各项指标均能达到油田回注水标准，可作为油田回注水水源，达到废液减排、保护环境及资源化回注的目的。

Description

一种压裂返排液的回注处理装置

技术领域

本实用新型涉及油田作业废液资源化回用处理技术领域，具体地涉及一种压裂返排液的撬装式回注处理装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，废液的污染越来越严重，其不仅关系到居民的健康、农作物的质量和安全，也影响到工业经济发展，同时还会造成水资源的短缺。因此废液污染的治理与节水、水资源的保护与合理开采已成为我国各级政府急待解决的问题。

压裂工艺是油田开发中的一个重要部分，其目的主要是改善油气层渗透能力和解堵等，为油气藏增产主要措施。但油田压裂作业过程中产生的返排液废液成为一个不容忽视的污染源，其主要来源有：施工前后采用活性水洗井作业产生的大量洗井废水；压裂施工完成后从井筒返排出来的压裂破胶液和剩余原胶液（基液）。压裂液里的添加剂种类很多，是一种复杂的多相分散体系。压裂液返排液若不及时或适当地处理，存放时间久后会产生恶臭，影响井场周围环境和当地居民的健康。

压裂返排液处理常采用沉淀除油、气浮除油、氧化破胶、化学絮凝方法，但沉淀除油根据油和水的密度差达到油水分离的目的，需要加入大量的絮凝剂和除油剂，沉降时间较长；气浮除油是向污水中通入气体，使油粒粘附在气泡上，形成浮渣层在水中上浮分离而去除污油，但需要加入浮选剂或混凝剂，电耗也较大；氧化破胶常采用过硫酸铵，其在低温下释放氧的能力降低，不能彻底破胶；化学絮凝是常用的水质净化技术，但存在投加絮凝剂量大、产生的絮体量多等问题。

发明内容

本实用新型旨在针对上述问题，提出一种压裂返排液的回注处理装置。

本实用新型的技术方案在于：

一种压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：压裂返排液收集池、除油装置、破胶降粘装置、芬顿氧化装置、混凝脱稳装置、固液分离装置及过滤净化装置依次连通；还包括固体浓缩装置及储油装置，混凝脱稳装置及固液分离装置均设有排泥管线，且均通过排泥管线连接固体浓缩装置，过滤净化装置设有回流管线，过滤净化装置通过回流管线连通混凝脱稳装置；除油装置与储油装置连接。

所述除油装置为聚结斜板除油装置，其从上至下包括依次连接的集油槽、斜板隔油板、承压层、聚结材料层、承托垫及承托垫层；其中，承托垫层连接有压裂返排液进水管，斜板隔油板靠近承压层的一端连接有出水管，另一端通过有排油管线与储油装置连接。

所述承托垫层为级配卵石组成的结构层，承托垫为由钢制格栅和不锈钢丝网组成的结构层，聚结材料层为由聚丙烯塑料球、陶粒、纤维球或者聚丙烯腈其中一种材料组成的结构层。

所述混凝脱稳装置包括依次连接的化学絮凝反应器及电絮凝反应器；其中，电絮凝反应器中的电絮凝阳极为铁电絮凝阳极或铝电絮凝阳极。

所述固液分离装置中设有斜管沉淀区及过滤器，斜管沉淀区采用蜂窝斜管材料，斜管孔径25-80mm，斜管倾斜角度为35-65°；过滤器为板框压滤机或袋式压滤机。

所述过滤净化装置的过滤器为材料为聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯的微滤膜过滤器。

所述固体浓缩装置包括浓缩池、卸料斗及排泥泵，浓缩池的底部连接卸料斗，卸料斗与排泥泵相连接。

所述压裂返排液收集池通过提升泵连接聚结斜板除油装置的压裂返排液进水管。

还包括分别通过管道混合器与破胶降粘装置连接的破胶剂配液箱，所述的破胶剂配液箱为选择性高分子断裂处理剂配液箱，与芬顿氧化装置连接的双氧水配液箱及硫酸亚铁配液箱，与化学絮凝反应器连接的絮凝剂配液箱和助凝剂配液箱，与过滤净化装置连接的杀菌剂配液箱和阻垢缓蚀剂配液箱。

所述压裂返排液的回注处理装置为车载撬装式一体化装置。

本实用新型的技术效果在于：

（1）采用该装置处理后的压裂返排液，各项指标均能达到油田回注水标准，可作为油田回注水水源，达到废液减排、保护环境及资源化回注的目的；

（2）优选地，本实用新型采用聚结斜板除油，利用粗粒化材料与斜板除油的双除油作用对含油污水进行处理，无需加入化学药剂，出水含油量可降低至5-15mg/L，除油率高；

（3）为了克服破胶不彻底问题，采用自主研发的选择性高分子断裂催化剂进行破胶，降低硼活化能，使压裂液硼交联性能失稳，不断降解；防止氧腐蚀和结垢，达到水化破胶的效果；同时后续进行芬顿氧化反应，二价铁离子和双氧水之间的链反应催化生成OH·自由基；具有很高的电负性或亲电性及较强的氧化能力，可无选择地氧化分解破胶不彻底的大分子冻胶残渣及其他有机物为小分子物质，降解作用显著提高；

（4）本设备为解决单一化学絮凝法存在的问题，利用电化学絮凝和化学絮凝法共同处理压裂返排液，在电絮凝的混凝、气浮、氧化还原及高吸附活性的共同作用下，不仅可高效去除污染物，且可减少絮凝剂的使用量，降低处理成本；

（5）本整套装置为车载撬装式的，自动化程度高、操作简单，可直接开到压裂返排液收集池即可，无需外部能源，非常适合排量小、点多分散的压裂返排液，可大幅度降低运输费用。

附图说明

图1为本实用新型压裂返排液的回注处理装置的结构示意图。

图2为本实用新型聚结斜板除油装置的结构示意图。

附图标记：1-压裂返排液收集池；2-聚结斜板除油装置；3-破胶降粘装置；4-芬顿氧化装置；5-混凝脱稳装置；6-固液分离装置；7-过滤净化装置；8-储油装置；9-固体浓缩装置；10-破胶剂配液箱；11-管道混合器；12-双氧水配液箱；13-硫酸亚铁配液箱；14-絮凝剂配液箱；15-助凝剂配液箱；16-杀菌剂配液箱；17-阻垢缓蚀剂剂配液箱；18-回流管线；19-排泥管线，20-压裂返排液进水管；21-出水管；22-排油管线；23-斜板隔油板；24-承托垫层；25-承托垫；26-聚结材料层；27-承压层，28-集油槽，29-提升泵。

具体实施方式

一种压裂返排液的回注处理装置，包括依次连接的压裂返排液收集池1、提升泵29、聚结斜板除油装置2、破胶降粘装置3、芬顿氧化装置4、混凝脱稳装置5、固液分离装置6及过滤净化装置7，还包括固体浓缩装置9及储油装置8，储油装置8与聚结斜板除油装置2连接，固体浓缩装置9的入口分别与混凝脱稳装置5及固液分离装置6底部的排油管线22管线连接，过滤净化装置7的回流管线18与混凝脱稳装置5连接。

如图1所示，选择性高分子断裂处理剂配液箱通过管道混合器11与破胶降粘装置3连接，双氧水配液箱12及硫酸亚铁配液箱13通过管道混合器11与芬顿氧化装置4连接，絮凝剂配液箱14和助凝剂配液箱15通过管道混合器11与混凝脱稳装置5中的化学絮凝反应器连接，杀菌剂配液箱16和阻垢缓蚀剂配液箱17通过管道混合器11与过滤净化装置7连接。

所述聚结斜板除油装置2从上至下包括依次连接的集油槽28、斜板隔油板23、承压层27、聚结材料层26、承托垫25及承托垫层24；其中，承托垫层24连接有压裂返排液进水管20，斜板隔油板23靠近承压层27的一端连接有出水管21，另一端通过有排油管线22与储油装置8连接。

所述承托垫层24为级配卵石组成的结构层，承托垫25为由钢制格栅和不锈钢丝网组成的结构层，聚结材料层26为由聚丙烯塑料球、陶粒、纤维球或者聚丙烯腈其中一种材料组成的结构层。所述混凝脱稳装置5包括依次连接的化学絮凝反应器及电絮凝反应器；其中，电絮凝反应器中的电絮凝阳极为铁电絮凝阳极或铝电絮凝阳极。所述固液分离装置6中设有斜管沉淀区及过滤器，斜管沉淀区采用蜂窝斜管材料，斜管孔径25-80mm，斜管倾斜角度为35-65°；过滤器为板框压滤机或袋式压滤机。所述过滤净化装置7的过滤器为材料为聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯的微滤膜过滤器。所述固体浓缩装置9包括浓缩池、卸料斗及排泥泵，浓缩池的底部连接卸料斗，卸料斗与排泥泵相连接。

其中，所述的破胶降粘装置3为催化破胶装置，选择性高分子断裂处理剂配液箱及催化破胶装置与专利号2017206842638一种压裂返排液的车载移动式资源化处理装置中的相同；所述芬顿氧化装置4为青州谭福环保设备有限公司生产的芬顿氧化塔，固液分离装置6、过滤净化装置7及本申请文件中提到的其他装置及设备均为在市面上能够买到的相关成品或者类似的产品能够实现相应的功能的同类型产品均可，且本领域的技术人员在购买后能够自行获知其相应的连接方法，因此不在本申请文件中赘述。

本实用新型的具体实施方式为：

1. 聚结斜板除油：压裂返排液收集池1中的返排液由提升泵29进入聚结斜板除油装置2中，返排液中的小油滴在粗粒化材料的润湿聚结、碰撞聚结、截留、附着等联合作用下聚结成较大的油粒，再经斜板隔油板23去除经聚结形成的较大的油珠，去除污油，污油进入储油装置8；

2. 破胶降粘：经聚结斜板除油处理后的返排液进入破胶降粘装置3中，在破胶剂作用下，未破胶的大分子冻胶及残渣等被降解为小分子，返排液的粘度、有机物浓度及色度大幅度降低；

3.芬顿氧化处理：经破胶降粘处理后的返排液进入芬顿氧化装置4中，调节环境为酸性，返排液中的有机化合物在双氧水和硫酸亚铁的强氧化性作用下进一步分解，有效降低了返排液的悬浮物和粘度；

4. 混凝脱稳：经芬顿氧化处理后的返排液在混凝脱稳装置5中，调节环境为中性或弱碱性，先在絮凝剂和助凝剂的作用下进行化学絮凝，后利用电的解离作用，经一系列水解、聚合及氧化过程进行电絮凝反应，使返排液中的胶态、悬浮杂质等脱稳凝聚沉淀；

5. 固液分离及过滤净化：经絮凝脱稳处理后的返排液依次经斜管沉淀、压滤机进行固液分离处理，滤渣经排泥管线19进入固体浓缩装置9中，上清液进入过滤净化装置7中，在杀菌剂和阻垢缓蚀剂的作用下，经微滤膜过滤器过滤，去除细菌、微小颗粒，出水经检测，达标水进行回注，不达标水经回流管线18回返到混凝脱稳装置5中继续处理。

Claims

1.一种压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：压裂返排液收集池（1）、除油装置、破胶降粘装置（3）、芬顿氧化装置（4）、混凝脱稳装置（5）、固液分离装置（6）及过滤净化装置（7）依次连通；还包括固体浓缩装置（9）及储油装置（8），混凝脱稳装置（5）及固液分离装置（6）均设有排泥管线（19），且均通过排泥管线（19）连接固体浓缩装置（9），过滤净化装置（7）设有回流管线（18），过滤净化装置（7）通过回流管线（18）连通混凝脱稳装置（5）；除油装置与储油装置（8）连接。

2.根据权利要求1所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述除油装置为聚结斜板除油装置（2），其从上至下包括依次连接的集油槽（28）、斜板隔油板（23）、承压层（27）、聚结材料层（26）、承托垫（25）及承托垫层（24）；其中，承托垫层（24）连接有压裂返排液进水管（20），斜板隔油板（23）靠近承压层（27）的一端连接有出水管（21），另一端通过有排油管线（22）与储油装置（8）连接。

3.根据权利要求2所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述承托垫层（24）为级配卵石组成的结构层，承托垫（25）为由钢制格栅和不锈钢丝网组成的结构层，聚结材料层（26）为由聚丙烯塑料球、陶粒、纤维球或者聚丙烯腈其中一种材料组成的结构层。

4.根据权利要求3所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述混凝脱稳装置（5）包括依次连接的化学絮凝反应器及电絮凝反应器；其中，电絮凝反应器中的电絮凝阳极为铁电絮凝阳极或铝电絮凝阳极。

5.根据权利要求4所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述固液分离装置（6）中设有斜管沉淀区及过滤器，斜管沉淀区斜管孔径25-80mm，斜管倾斜角度为35-65°；过滤器为板框压滤机或袋式压滤机。

6.根据权利要求5所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述过滤净化装置（7）的过滤器为材料为聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯的微滤膜过滤器。

7.根据权利要求6所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述固体浓缩装置（9）包括浓缩池、卸料斗及排泥泵，浓缩池的底部连接卸料斗，卸料斗与排泥泵相连接。

8.根据权利要求7所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述压裂返排液收集池（1）通过提升泵（29）连接聚结斜板除油装置（2）的压裂返排液进水管（20）。

9.根据权利要求8所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：还包括分别通过管道混合器（11）与破胶降粘装置（3）连接的破胶剂配液箱（10），所述的破胶剂配液箱为选择性高分子断裂处理剂配液箱，与芬顿氧化装置（4）连接的双氧水配液箱（12）及硫酸亚铁配液箱（13），与化学絮凝反应器连接的絮凝剂配液箱（14）和助凝剂配液箱（15），与过滤净化装置（7）连接的杀菌剂配液箱（16）和阻垢缓蚀剂配液箱（17）。

10.根据权利要求9所述的压裂返排液的回注处理装置，其特征在于：所述压裂返排液的回注处理装置为车载撬装式一体化装置。