一种压裂返排液处理装置
技术领域
本实用新型属于油气行业储层改造清洁化生产技术领域,具体涉及一种压裂返排液处理装置。
背景技术
压裂改造一直是油气田开发的主体技术,但压裂后返出大量液体如何处理处置成为现场施工的制约因素。目前,压裂返排液除色、除悬浮物预处理技术主要为沉淀、金属滤网过滤、介质过滤器过滤、电絮凝、化学絮凝等技术,沉淀、金属滤网过滤处理后液体仍存在颜色深、浊度大、悬浮物含量高等问题;其中,介质过滤器反洗频繁且不易反洗干净;化学絮凝处理过程中多种药剂加入容易造成二次污染;板式电絮凝处理器运行过程中液体相对静止,流速慢,絮体粘附在极板上,装置维护困难等。
实用新型内容
鉴于此,本实用新型的目的是提供一种压裂返排液处理装置,用于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。
本实用新型提出的压裂返排液处理装置包括氧化罐、管式电絮凝反应器、储液罐、预覆膜过滤器和滤液罐;所述氧化罐的出口与所述管式电絮凝反应器的入口之间通过管路连接有进液泵,所述管式电絮凝反应器的出口通过管路与所述储液罐的入口相连接,所述储液罐的出口与所述预覆膜过滤器的入口相连接,所述预覆膜过滤器的出口通过管路直接或间接与所述滤液罐的入口相连接;其中,所述氧化罐、管式电絮凝反应器、储液罐、预覆膜过滤器和滤液罐均固定在一个箱体中。
本实用新型还具有以下可选特征。
可选地,所述箱体上设置有窗户、排气扇以及空调。
可选地,所述管式电絮凝反应器包括多个单体反应器,多个所述单体反应器通过液体管路串联和/或并联连接;每个所述单体反应器包括管壳,所述管壳内设置有电极棒和电极板,所述电极棒轴向设置在所述管壳内,所述电极板呈筒形,并围在所述电极棒的外围,所述管壳的前端和后端分别设置有入液接口和出液接口。
可选地,所述预覆膜过滤器主要包括储液槽,所述储液槽的入口与所述储液罐的出口通过管路相连接;所述储液槽的开口处水平架设有过滤转鼓,所述过滤转鼓上连接有转动装置,所述过滤转鼓的转轴的一端设置有气液出口,所述气液出口与气液分离器的入口相连接,所述过滤转鼓的外侧设置有刮板,所述刮板的下方设置有残渣收集槽。
可选地,所述储液槽的入口和出口之间通过管路还连接有助剂罐,所述助剂罐的入口与所述储液槽的出口之间通过管路连接有排液泵。
可选地,所述储液槽内设置有搅拌装置。
可选地,所述过滤转鼓内设置有喷淋装置,所述喷淋装置的入口设置在所述过滤转鼓的端面上。
可选地,所述预覆膜过滤器与所述滤液罐之间还通过管路连接有气液分离器和负压泵,所述气液分离器中部设有入口,底部设有液出口,上部设有气出口,其中,所述气液分离器的气出口连接有真空泵和消音器,液出口上依次连接有所述负压泵和所述滤液罐。
本实用新型的压裂返排液处理装置的有益效果是采用管式电絮凝反应器可以防止压裂反排液中分离的絮体粘附在电极板上和电极棒上,使絮体容易排出,采用预覆膜过滤器可对压裂返排液进行过滤,并将过滤的污染物进行刮取分离和固体回收,不会污染环境,同时也容易对覆膜过滤器进行维护和清理,而且整个处理装置集成在一个箱体内,可以通过卡车运输至各个井场进行现场工作。
附图说明
图1是本实用新型的压裂返排液处理装置的连接结构简图;
图2是图1中的管式电絮凝反应器的单元反应器的结构示意图;
图3是图1中的预覆膜过滤器的结构示意图。
在以上图中:1 氧化罐;2 管式电絮凝反应器;210 单体反应器;211 管壳;212 电极棒;213 电极板;214 入液接口;215 出液接口;3 储液罐;4 预覆膜过滤器;401 储液槽;402 过滤转鼓;403 转动装置;404 气液出口;405 刮板;406 残渣收集槽;407 搅拌装置;408 喷淋装置;5 滤液罐;6 负压泵;7 进液泵;8 助剂罐;9 排液泵;10 气液分离器;11 真空泵;12 消音器。
以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。
具体实施方式
实施例1
参考图1,本实用新型的实施例提出一种压裂返排液处理装置,包括氧化罐1、管式电絮凝反应器2、储液罐3、预覆膜过滤器4、滤液罐5和箱体;氧化罐1的出口与所述管式电絮凝反应器2的入口之间通过管路连接有进液泵7,管式电絮凝反应器2的出口通过管路与储液罐3的入口相连接,储液罐3的出口与预覆膜过滤器4的入口相连接,预覆膜过滤器4的出口通过管路直接或间接与滤液罐5的入口相连接;其中,氧化罐1、管式电絮凝反应器2、预覆膜过滤器4和滤液罐5均固定在箱体中。
从油井中抽出的压裂返排液在氧化罐1氧化后通入管式电絮凝反应器2中进行电絮凝反应,使污染物被凝絮后通入储液罐3中,等积攒到一定量后,再将其通入预覆膜过滤器4中进行过滤,使凝絮的污染物被分离和集中收集处理,过滤后的压裂返排液通入滤液罐5中。由于氧化罐1、管式电絮凝反应器2、预覆膜过滤器4和滤液罐5均布置和固定在箱体内,通过卡车装载箱体可以将本实用新型的压裂返排液,运输至各个井场进行现场工作。
实施例2
在实施例1的基础上,所述箱体上设置有窗户、排气扇以及空调。
通过窗户可以查看箱体内的设备的运转情况,通过排气扇可以将箱体内设备释放的废气排出,通过空调可以调整箱体内的环境温度,使设备能正常运行。
实施例3
参考图2,在实施例1的基础上,管式电絮凝反应器2包括多个单体反应器210,多个单体反应器210通过液体管路串联和/或并联连接;每个单体反应器210包括管壳211,管壳211内设置有电极棒212和电极板213,电极棒212轴向设置在管壳211内,电极板213呈筒形,并围在电极棒212的外围,管壳211的前端和后端分别设置有入液接口214和出液接口215。
管式电絮凝反应器2由九个单体反应器210组成,且前三个单体反应器210并联连接的入液接口214以及出液接口215都并联连接,其中,出液接口215与其他单体反应器210的入液接口串联连接。每个单体反应器均包括管壳211,每个管壳211内设置有电极棒212和筒形的电极板213,电极棒212和电极板213之间形成环形通道,在水流的作用下,絮体基本不粘附在筒形的电极板213和电极棒212上,每个单体反应器都可以在控制柜上实现单独通电控制,便于对单个单体反应器进行维护和更换。
实施例4
参考图3,在实施例1的基础上,预覆膜过滤器4主要包括储液槽401,储液槽401的入口与储液罐3的出口通过管路相连接;储液槽401的开口处水平架设有过滤转鼓402,过滤转鼓402上连接有转动装置403,过滤转鼓402的转轴的一端设置有气液出口404,气液出口404与气液分离器10的入口相连接,过滤转鼓402的外侧设置有刮板405,刮板405的下方设置有残渣收集槽406。
预覆膜过滤器4的过滤转鼓402的周面具有过滤孔,其表面伸入储液槽401内,当预覆膜过滤器4的储液槽401接收到管式电絮凝反应器2中经过电絮凝反应的压裂返排液后,压裂返排液接触过滤转鼓402的周面,启动真空泵8,真空泵8从气液出口404抽走过滤转鼓402内的空气,使储液槽401中的废水被吸入过滤转鼓402内,随着过滤转鼓402在转动装置403的带动下转动,其中凝絮被过滤后均匀地吸附在过滤转鼓402的周面上,并被刮板405刮掉后落在刮板405下方的残渣收集槽406中,经过过滤后流入气液分离器内的压裂返排液被负压泵6抽到滤液罐5中。
实施例5
参考图1,在实施例4的基础上,储液槽401的入口和出口之间通过管路还连接有助剂罐8,助剂罐8的入口与储液槽401的出口之间通过管路连接有排液泵9。
助剂罐8中的调配有助剂,助剂为硅藻土溶液或纤维素溶液,在将压裂返排液通入储液槽401之前,将助剂罐8中的助剂通入储液槽401中,然后启动真空泵8和过滤转鼓402的转动装置403,使过滤转鼓402的周面上涂覆一定厚度的硅藻土或纤维素,然后将多余的助剂回收至助剂罐8,再关闭助剂罐8与储液槽401的连通,往储液槽401通入压裂反排液后,通过过滤转鼓402周面上的硅藻土或纤维素形成的助剂层可以对压裂返排液进行精细过滤,当过滤速度下降较多后,用刮板405刮掉助剂层的表层,直至助剂层厚度刮至一定程度后,重新连通助剂罐8和储液槽401,往过滤转鼓402的周面上涂覆助剂层即可,维护简单方便,可保证对压裂返排液的精细过滤。
实施例6
参考图3,在实施例4的基础上,储液槽401内设置有搅拌装置407。
往储液槽401中通入助剂溶液后,为了避免产生沉淀,需要在储液槽401内设置搅拌装置407,搅拌装置407为扇形架结构,可在过滤转鼓402和储液槽401之间的空间中往复摆动。
实施例7
参考图3,在实施例1的基础上,过滤转鼓402内设置有喷淋装置408,喷淋装置408的入口设置在过滤转鼓402的端面上。
过滤转鼓402内设置喷淋装置408,喷淋装置408在过滤转鼓402内轴向延伸其两端,往喷淋装置408内通入清洗液,可以对过滤转鼓402进行反向冲洗,使过滤转鼓402表面附着的助剂或者过滤物被清理掉。
实施例8
参考图1,在实施例1的基础上,预覆膜过滤器4与滤液罐5之间还通过管路连接有气液分离器10和负压泵6,气液分离器10的中部设有入口,底部设有液出口,上部设有气出口,气液分离器的气出口连接有真空泵11和消音器12,液出口上连接有负压泵6,负压泵6的出口连接有滤液罐5。
经过预覆膜过滤器4过滤后的压裂返排液先经过气液分离器10分离出溶解的气体,被真空泵11抽出,保持过滤转鼓402负压状态,消音器12连接在真空泵11的出口,可消除噪音;气液分离器10内液面达到一定高度后,液位探测器联动负压泵6,将气液分离器10内的液体转入滤液罐5,保证气液分离器10液面低于气液分离器10的进液口,以保持过滤转鼓402和气液分离器10处于负压状态。
实施例9
某气田压裂返排液呈深褐色,粘度1.59mpa.s,pH为6-7,色度2387,浊度899NTU,悬浮物4085mg/L。在氧化罐1中加入1%双氧水氧化,2-3min后黑色退去,压裂返排液显浅黄色,由进液泵7进入管式电絮凝反应器2中,通过电化学反应,压裂返排液中污染物被絮凝,随清液一起进入储液罐,然后流至过预覆膜滤器4的储液槽401内。通过已预涂助剂的过滤转鼓402截留絮体,清液进入滤液罐5,絮体及刮除的助剂调入残渣收集槽406。处理后得到清液,外观清澈,色度、浊度、悬浮物去除率达98%。
某气田压裂返排液呈黑色,粘度1.38mpa.s,pH为6-7,色度2500,浊度318NTU,悬浮物3895mg/L。预覆膜过滤器4提前预涂助剂层30mm,设定刮刀405刮除进尺手动调节,滤速下降后,刮刀进尺0.1mm,压裂返排液由储液罐3进入预覆膜过滤器4,过滤后得到清液,外观清澈,色度89,浊度11NTU,悬浮物54 mg/L。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段,这里不一一叙述。