CN209039198U - 一种压裂返排液回用处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压裂返排液回用处理系统，涉及石油钻井行业中压裂液的回收利用技术领域。包括依次连接的水质分析仪、悬浮物处理及固液分离系统、精密过滤器、杀菌装置和水箱，在返排液进入管道上连接有一个三通阀，三通阀第二端连接直接回用管路，三通阀第三端连接悬浮物处理及固液分离系统，水质分析仪设在返排液进入管道上，并位于三通阀之前，水箱出口端连接配液回用管路。本实用新型通过悬浮物处理及固液分离系统提高前序工艺的处理效果，为过滤和杀菌铺垫基础，实现了深度处理，处理液的检测指标均能达到二次利用的标准要求。

Description

一种压裂返排液回用处理系统

技术领域

本实用新型涉及石油钻井行业中压裂液的回收利用技术领域。

背景技术

在油气田中，常需要用到压裂工艺。压裂过程中会产生大量的排返液，需要进行处理，以达到环保要求，并且若是能重新利用，将降低水资源消耗。为了使工程现场能够达到能源局的NB/T 14002.3-2015标准，需要进行深度处理，大幅降低COD、浊度、悬浮物、铁离子含量、细菌含量等。现有的大多数处理系统，存在处理效果不佳，最终获得的指标并不理想等问题，并且再利用效果存在改进空间。

公开号为CN104692555A，公开日为2015年6月10日的中国专利文献公开了一种压裂返排液回收处理再利用方法，其特征在于包括以下步骤：步骤a、压裂返排液经过气液分离装置进行气液分离；步骤b、液体进入沉砂除油罐进行除砂去凝析油；步骤c、通过泵将去除凝析油的罐中液体泵入去离子罐中，去除金属离子；步骤d、处理后的液体经过滤罐进行过滤，进一步去除沉淀；步骤e、经过滤后的液体进入压裂返排液专用储液罐，从罐中取样进行全离子分析，补充缺失的添加剂，使其可以满足压裂液施工要求。

但是，以上述专利文献为代表的现有技术，在对压裂返排液进行混凝反应时，其效果并不明显，也就使得后续的固液分裂效果不理想。最终使得处理后的压裂返排液的各项指标不能满足二次利用的标准要求。

发明内容

本实用新型旨在针对上述现有技术所存在的缺陷和不足，提供一种压裂返排液回用处理系统，本实用新型通过悬浮物处理及固液分离系统提高前序工艺的处理效果，为过滤和杀菌铺垫基础，实现了深度处理，处理液的检测指标均能达到二次利用的标准要求。

本实用新型是通过采用下述技术方案实现的：

一种压裂返排液回用处理系统，其特征在于：包括依次连接的水质分析仪、悬浮物处理及固液分离系统、精密过滤器、杀菌装置和水箱，在返排液进入管道上连接有一个三通阀，三通阀第二端连接直接回用管路，三通阀第三端连接悬浮物处理及固液分离系统，水质分析仪设在返排液进入管道上，并位于三通阀之前，水箱出口端连接配液回用管路。

所述的悬浮物处理及固液分离系统为磁分离撬，磁分离撬包括混凝反应器、磁分离装置、叠螺脱水机、混凝剂投加装置和助凝剂投加装置，三通阀的第三端通入混凝反应器的入口端，且混凝反应器上还连接所述混凝剂投加装置和助凝剂投加装置，混凝反应器的出口端连接磁分离装置，磁分离装置连接叠螺脱水机和精密过滤器。

混凝剂投加装置和助凝剂投加装置结构相同，包括溶解池、搅拌器、水泵、计量投料机和计量泵，搅拌器下部伸入溶解池内，水泵一端连接进水管，另一端通过管路连接在溶解池顶部，计量投料机位于溶解池上方，计量泵一端通过管路连接溶解池下部侧壁，另一端通过管路连接混凝反应器。

搅拌器的转轴偏离溶解池的中心设置。

磁分离装置设在水槽上，包括磁盘支架、通过转轴设在磁盘支架中间的磁盘、与转轴连接的磁盘电机、设在磁盘支架上并用以固定磁盘电机的电机支架，以及设在磁盘之间间隙处的倾斜刮板，磁盘下部没入水槽中，倾斜刮板为中部向下凹陷的圆弧型。

磁盘包括上盖板和下底板，上盖板和下底板中央均设有转轴孔，下底板上设有网状加强筋，网状加强筋形成的网格空间内填充钕铁硼磁铁，上盖板和下底板通过铆钉连接，且在上盖板和下底板边缘连接处设有圆形橡胶密封。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果如下：

1、本实用新型通过磁分离撬提高前序工艺的处理效果，为过滤和杀菌铺垫基础，实现了深度处理，处理液的检测指标均能达到二次利用的标准要求。

2、本实用新型通过混凝反应器和混凝剂投加装置、助凝剂投加装置，实现对返排液进行微絮凝化学作用，通过磁种、混凝剂和助凝剂的使用，从而使返排液中非磁性物质具有磁性或使弱磁性物质的磁性增强，且与污染物结合的混凝剂和助凝剂可以更容易被磁吸力捕获，为后续磁分离装置进行固液分离提供了良好的分离基础。

3、混凝剂和助凝剂，通过可控制的水泵和可控制的计量加料机进行溶液形态制备，并由计量泵进行定量、定比投加，确保混凝反应器中的反应效果。

4、采用了偏离中心的搅拌器，可减少共同旋流，提高搅拌混合效率，快速形成达到要求的溶液。

5、倾斜刮板不仅能够对磁盘上的吸附捕捉物进行刮取，还能够在收集后进行利用物体本身的重力和一定的液体程度，自动下滑，并且中部向下凹陷的圆弧型，下滑过程不易在刮板上产生堆积，也利于清洗。

6、磁盘通过网状加强筋提高整体的结构强度，并且将磁铁置于其中，确保磁铁的均匀布置和能够起到明显的吸附作用；边缘通过橡胶进行密封加强，提高耐腐蚀性。

附图说明

下面将结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明，其中：

图1为本实用新型整体系统结构示意图。

图2为本实用新型磁分离撬结构示意图。

图3为本实用新型混凝剂/助凝剂投加装置结构示意图。

图4为本实用新型磁分离装置的主体结构示意图。

图5为本实用新型磁分离装置的磁盘间隙设置倾斜刮板的结构示意图。

图6为本实用新型磁分离装置的磁盘分解结构示意图。

其中，101、溶解池，102、搅拌器，103、水泵，104、计量投料机，105、计量泵，201、磁盘支架，202、磁盘，203、磁盘电机，204、电机支板，205、刮板，2021、上盖板，2022、下底板，2023、转轴孔，2024、网状加强筋，2025、钕铁硼磁铁，2026、圆形橡胶密封。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1~6所示，一种压裂返排液回用处理系统，包括依次连接的水质分析仪、悬浮物处理及固液分离系统、精密过滤器、杀菌装置、水箱，在返排液进入管道上连接有一个三通阀，三通阀第二端连接直接回用管路，三通阀第三端连接悬浮物处理及固液分离系统，水质分析仪设在返排液进入管道上，并位于三通阀之前，水箱出口端连接配液回用管路。

本实用新型采用全新设计的磁分离撬替代传统的悬浮物处理及固液分离系统。磁分离撬包括混凝反应器、磁分离装置、叠螺脱水机、混凝剂投加装置、助凝剂投加装置，混凝剂投加装置、助凝剂投加装置和三通阀第三端连接混凝反应器，混凝反应器连接磁分离装置，磁分离装置连接叠螺脱水机和精密过滤器。

其中，混凝剂投加装置和助凝剂投加装置结构相同，包括溶解池101、搅拌器102、水泵103、计量投料机104和计量泵105，搅拌器102下部伸入溶解池101内，水泵103一端连接进水管，另一端通过管路连接在溶解池101顶部，计量投料机104位于溶解池101上方，计量泵105一端通过管路连接溶解池101下部侧壁，另一端通过管路连接混凝反应器。优选的，搅拌器102的转轴偏离溶解池101的中心设置，可减少共同旋流。混凝剂投加装置的计量投料机104内设有聚合氯化铝或硫酸铝，助凝剂投加装置的计量投料机104内设有聚丙烯酰胺。计量泵105为柱塞式或隔膜式。

其中，磁分离装置设在水槽上，包括支架201、通过转轴设在支架201中间的磁盘202、与转轴连接的磁盘电机203、设在支架201上并用以固定磁盘电机203的电机支架204、设在磁盘202之间间隙处的倾斜刮板205。磁盘202下部没入水槽中。倾斜刮板205为中部向下凹陷的圆弧型。

具体的，磁盘202包括上盖板2021和下底板2022，上盖板2021和下底板2022中央均设有转轴孔2023，下底板2022上设有网状加强筋2024，网状加强筋2024形成的网格空间内填充钕铁硼磁铁2025，上盖板2021和下底板2022通过铆钉连接，且在边缘连接处设有圆形橡胶密封2026。

工作模式：

当返排液送入时，首先通过水质分析仪进行检测，若是能够达到直接回用的标准，就通过控制三通阀，使液体从三通阀第二端排向直接回用管路；若是不能达到直接回用标准，则通过控制三通阀，使液体进入三通阀第三端排向磁分离撬，进入混凝反应器；混凝反应器中进行微絮凝反应，同时投加混凝剂和助凝剂；通过在各自的溶解池101中与水泵103送入的水进行适量混合成为溶液，具体，混凝剂采用固体聚合氯化铝或硫酸铝通过计量投料机104投料至溶解池101，助凝剂采用固体聚丙烯酰胺通过计量投料机104投料至溶解池101，在搅拌器102的作用下，搅拌均匀形成溶液，由计量泵105以溶液形式定比例投加至混凝反应器，在混凝反应器中完成化学絮凝后。若是直接不经过絮凝直接进行磁分离，很难将返排液中含有的酸碱离子、有机物、油等有害物质进行有效分离，通过混凝反应器后，水中有害物质通过氢键、范德瓦尔斯力或静电力与经表面官能团修饰的磁种絮接，从而使非磁性物质具有磁性或使弱磁性物质的磁性增强，与污染物结合的混凝剂和助凝剂可以更容易被磁吸力捕获，可为后续的磁分离提供良好的分离基础。进入磁分离装置的水槽后，液体中的磁性颖粒被磁盘202的钕铁硼磁铁2025所吸附而被捕；随着磁盘202在磁盘电机203作用下旋转，被捕集的磁性颗粒从水中进入空间，再由倾斜刮板205刮下来，并在自身重力作用下，沿倾斜刮板205下滑汇聚进行收集，并送入叠螺脱水机，在叠螺脱水机中进行进一步固液分离，分离出干泥和还可分离的液体，还可分离的液体返送回磁分离装置进行继续分离；由磁分离装置分离出的液体首先通过精密过滤器进行过滤，然后通过杀菌装置进行杀菌，由水箱收集，根据需求送至配液回用管，并根据需求进行配液后，即可重新使用。

Claims (6)

1.一种压裂返排液回用处理系统，其特征在于：包括依次连接的水质分析仪、悬浮物处理及固液分离系统、精密过滤器、杀菌装置和水箱，在返排液进入管道上连接有一个三通阀，三通阀第二端连接直接回用管路，三通阀第三端连接悬浮物处理及固液分离系统，水质分析仪设在返排液进入管道上，并位于三通阀之前，水箱出口端连接配液回用管路。

2.根据权利要求1所述的一种压裂返排液回用处理系统，其特征在于：所述的悬浮物处理及固液分离系统为磁分离撬，磁分离撬包括混凝反应器、磁分离装置、叠螺脱水机、混凝剂投加装置和助凝剂投加装置，三通阀的第三端通入混凝反应器的入口端，且混凝反应器上还连接所述混凝剂投加装置和助凝剂投加装置，混凝反应器的出口端连接磁分离装置，磁分离装置连接叠螺脱水机和精密过滤器。

3.根据权利要求1所述的一种压裂返排液回用处理系统，其特征在于：混凝剂投加装置和助凝剂投加装置结构相同，包括溶解池（101）、搅拌器（102）、水泵（103）、计量投料机（104）和计量泵（105），搅拌器（102）下部伸入溶解池（101）内，水泵（103）一端连接进水管，另一端通过管路连接在溶解池（101）顶部，计量投料机（104）位于溶解池（101）上方，计量泵（105）一端通过管路连接溶解池（101）下部侧壁，另一端通过管路连接混凝反应器。

4.根据权利要求3所述的一种压裂返排液回用处理系统，其特征在于：搅拌器（102）的转轴偏离溶解池（101）的中心设置。

5.根据权利要求2所述的一种压裂返排液回用处理系统，其特征在于：磁分离装置设在水槽上，包括磁盘支架（201）、通过转轴设在磁盘支架（201）中间的磁盘（202）、与转轴连接的磁盘电机（203）、设在磁盘支架（201）上并用以固定磁盘电机（203）的电机支架，以及设在磁盘（202）之间间隙处的倾斜刮板（205），磁盘（202）下部没入水槽中，倾斜刮板（205）为中部向下凹陷的圆弧型。

6.根据权利要求5所述的一种压裂返排液回用处理系统，其特征在于：磁盘（202）包括上盖板（2021）和下底板（2022），上盖板（2021）和下底板（2022）中央均设有转轴孔（2023），下底板（2022）上设有网状加强筋（2024），网状加强筋（2024）形成的网格空间内填充钕铁硼磁铁（2025），上盖板（2021）和下底板（2022）通过铆钉连接，且在上盖板（2021）和下底板（2022）边缘连接处设有圆形橡胶密封（2026）。