CN218089256U - 一种压裂、酸化返排液复合处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压裂、酸化返排液复合处理装置，包括酸化返液收集池、压裂返液收集池、混合池、管道混合器、旋流分离器、破胶剂加药装置、斜板沉降装置、PAC反应罐、铁磁粉反应罐、PAM反应罐、磁分离装置、污泥收集池、缓冲池和砂滤罐；酸化返液收集池收集待处理的酸化的返排液；所述压裂返液收集池收集压裂返液；酸化返液收集池、压裂返液收集池分别与混合池连接，并进行压裂、酸化返排液汇集；管道混合器连接在混合池与旋流分离器之间；所述旋流分离器、PAC反应罐、铁磁粉反应罐、PAM反应罐和磁分离装置依次连接；磁分离装置的出口接污泥收集池和缓冲池；砂滤罐与缓冲池连接。综上所述，本实用新型具有结构简单、处理高效等优点。

Description

一种压裂、酸化返排液复合处理装置

技术领域

本实用新型涉及油田废水处理技术领域，尤其是一种压裂、酸化返排液复合处理装置。

背景技术

在油田开发过程中，压裂、酸化是提高原油/天然气采收率的常规增产手段。采油井在压裂、酸化作业过程中会注入大量的压裂液、酸化液，在压裂、酸化施工完成中会有一定的比例的压裂液、酸化液返排至地面，每口压裂/酸化井返排废水量几百到几千方不等。

根据施工方式、目的和注入液体的性质不同，压返液其有较高悬浮物值、高稳定性、高黏度等特点，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。总的来说，压裂废液具有以下特点：(1)成分复杂，返排液主要成分是胍胶和高分子聚合物等。(2)处理难度大，悬浮物是常规含油污水处理中最难达标的项目，压裂返排液组分的复杂性及其性质的独特性决定了其处理难度更大。

其中，酸化液体系中含有盐酸、氢氟酸、有机酸等主体酸，还有稠化剂、胶凝剂、转向剂、缓蚀剂、黏土稳定剂、铁离子稳定剂等多种添加剂，因此酸化返排液pH值低、总铁含量高、化学需氧量高、悬浮物含量高，具有较强的腐蚀性，直接接触可能造成烧伤，排入地下会使土壤酸化，与硫化物积垢作用还可能产生有毒气体硫化氢。

例如，在专利公开号为“CN114772790A”、名称为“一种油田酸化压裂废水净化工艺及装置”的中国发明专利，其净化工艺包括：将油田酸化压裂废水通过泵体泵入废水池中进行沉淀，对废水池内杂质进行过滤；将废水泵入破乳池中进行搅拌，完成酸化压裂废水的破乳；将废水泵入沸腾床对其进行净化；将废水经沸腾床处理后泵入耦合反应罐中，在耦合反应罐内进行氧化反应，以去除废水中部分有机物；通过泵体将废水由耦合反应罐注入催化罐内，以脱除废水中部分化学需氧量；通过泵体将废水依次注入沉淀池沉淀以及通过过滤吸附池后，完成对酸化压裂废水的净化。

上述技术前半段通过对废水加热的方法(沸腾床)提高液体温度并辅助破乳剂、氧化剂的作用提高废水除铁破乳效果，业内技术人员都清晰知道在处理返排液时提高废水温度是一种非常有效的处理方式但该方法加热成本非常高、在一些无法提供足够热源的区域无法进行有效处理。工艺后半段主要是利用过滤设备间过滤精度、滤料吸附性、催化性的差异，采用叠加、逐级过滤的方法来达到对压裂酸化废水净化的目的，运行期间设备填料更换频繁，费用较高。其主要是通过提高处理温度、强行逐级过滤的方法进行处理，没有利用两种返排液(酸化返排液、压裂返排液)自身天然水性的差异，通过一定的技术方法实现“以污治污”的目的。

目前，针对这两种不同性质的返排液废水时常采用分散收集，单独处理的方式，还没有一种能同时接受两种返排液集中处理协调处理的工艺与设备。因此，急需要提出一种结构简单、处理可靠的压裂、酸化返排液复合处理装置。采用分散收集、协调控制、混合处理的方式，建立一体式混合处理系统是解决油田废水无害化处理的重要途径。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的目的在于提供一种压裂、酸化返排液复合处理装置，本实用新型采用的技术方案如下：

一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其包括酸化返液收集池、压裂返液收集池、混合池、管道混合器、旋流分离器、破胶剂加药装置、斜板沉降装置、PAC反应罐、铁磁粉反应罐、PAM反应罐、磁分离装置、污泥收集池、缓冲池和砂滤罐；

所述酸化返液收集池收集待处理的酸化的返排液；所述压裂返液收集池收集压裂返液；所述酸化返液收集池、压裂返液收集池分别与混合池连接，并进行压裂、酸化返排液汇集；所述管道混合器连接在混合池与旋流分离器之间；所述旋流分离器、PAC反应罐、铁磁粉反应罐、PAM反应罐和磁分离装置依次连接；所述磁分离装置的出口接污泥收集池和缓冲池；所述砂滤罐与缓冲池连接。

进一步地，所述管道混合器包括依次连接的第一管道混合器、除铁反应罐和第二管道混合器；所述第一管道混合器与混合池连接；所述第二管道混合器与旋流分离器连接。

进一步地，所述酸化返液收集池与混合池之间、压裂返液收集池与混合池之间分别设置有电磁流量计。

更进一步地，还包括与第一管道混合器连接的除铁剂加药装置。

更进一步地，还包括与第二管道混合器连接的氢氧化钠加药装置和絮凝剂加药装置。

更进一步地，还包括与PAC反应罐连接的助凝剂加药装置和混凝剂加药装置。

更进一步地，还包括与铁磁粉反应罐连接的磁分加药装置。

更进一步地，还包括与PAM反应罐连接的PAM加药装置。

更进一步地，所述缓冲池的上层与斜板沉降装置之间设置有一离心泵。

更进一步地，还包括与污泥收集池连接的叠螺式脱泥机，以及与叠螺式脱泥机连接的螺旋输送机。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型巧妙地采用混合池汇集酸化返液收集池、压裂返液收集池的压裂、酸化返排液，并依次经过旋流分离器、PAC反应罐、铁磁粉反应罐、PAM反应罐和磁分离装置，以得到污泥和缓冲液，将缓冲液的上层输送至斜板沉降装置内，以实现重复利用。综上所述，本实用新型具有结构简单、处理高效等优点，在油田废水处理技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1、酸化返液收集池；2、压裂返液收集池；3、电磁流量计；4、混合池；5、第一管道混合器；6、除铁剂加药装置；7、除铁反应罐；8、第二管道混合器；9、氢氧化钠加药装置；10、絮凝剂加药装置；11、旋流分离器；12、破胶剂加药装置；13、斜板沉降装置；14、助凝剂加药装置；15、混凝剂加药装置；16、磁分加药装置；17、PAM加药装置；18、PAC反应罐；19、铁磁粉反应罐；20、PAM反应罐；21、磁分离装置；22、离心泵；23、污泥收集池；24、缓冲池；25、砂滤罐；26、叠螺式脱泥机；27、螺旋输送机。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

本实施例中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

本实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。

如图1所示，本实施例提供了一种压裂、酸化返排液复合处理装置。需要说明的是，本实施例的收集池也可以采用收集罐，其结构形式是常规的替换，其也属于本技术的保护范畴。

具体来说，本实施例的复合处理装置包括通过管道依次连接的以下设置置：酸化返液收集池1、压裂返液收集池2、混合池4、第一管道混合器5、除铁反应罐7、第二管道混合器8、旋流分离器11、斜板沉降撬13、PAC反应罐18、铁磁粉反应罐19、PAM反应罐20、磁分离装置21、缓冲池24和砂滤罐25。另外，还有附带设备如电磁流量计3、除铁剂加药装置6、氢氧化钠加药装置9、絮凝剂加药装置10、破胶剂加药装置12、助凝剂加药装置14、混凝剂加药装置15、磁分加药装置16、PAM加药装置17、离心泵22、污泥收集池23、叠螺式脱泥机26和螺旋输送机27。另外，需要说明的是，第一管道混合器5、第二管道混合器8、旋流分离器11、斜板沉降撬13、PAC反应罐18、铁磁粉反应罐19、PAM反应罐20、磁分离装置21、电磁流量计3、除铁剂加药装置6、氢氧化钠加药装置9、絮凝剂加药装置10、破胶剂加药装置12、斜板沉降装置13、助凝剂加药装置14、混凝剂加药装置15、磁分加药装置16、PAM加药装置17等部件属于现有成熟部件，在此就不予赘述其内部结构。

下面详细阐述其工作原理：

(1)将酸化返排液和压裂返排液进行分开收集并按一定不比例混合；

首先，酸化返液收集池1、压裂返液收集池2与混合池4之间通过水泵管道连接，管道上加装电磁流量计3，通过调节阀门控制酸化返液与压裂返液进入混合池4的比例，三个池内设置PH自动检测器。

(2)将混合液进行除铁处理；其中，除铁剂加药装置6通过管道连接到第一管道混合器5加药口经管线进入除铁反应罐7进行反应。

(3)将除铁后混合液进行pH调节至中性，并进行初步固液分离。

在本步骤中，氢氧化钠加药装置9、絮凝剂加药装置10通过管道连接到铁反应罐7与旋流分离器11之间的管道混合器8的加药口，调节液体PH至中性，经旋流分离器11进行初步固液分离后，底部出泥通过管道排入污泥收集池23，上部清水进入斜板沉降撬13。

(4)将固液分离后的上清液进行破胶处理。其中，破胶剂加药装置12通过管道连接到旋流分离器11与斜板沉降撬13前端缓冲池之间的管道上。

(5)将破胶后混合液进行絮凝处理。斜板沉降撬13末端清水池经泵依次进入混凝反应罐18、铁磁粉反应罐19、絮凝反应罐20进行絮凝反应，对应加药顺序为：助凝剂加药装置14、混凝剂加药装置15经管线连接到PAC反应罐18，磁分加药装置16经管线连接到铁磁粉反应罐19，絮凝凝剂加药装置经管线连接到絮凝反应罐20。磁分离装置21对絮凝后液体进行泥水分离，分离污泥经管线排入污泥收集池23，清水经管线进入缓冲池24。

(6)将处理后的液体进行过滤处理。缓冲池24一部分清水经过泵进入砂滤罐25，过滤出水外排至外排储罐暂存；一部分清水经离心泵22通过控制流量大小按一定比例回流至斜板沉降装置13末端清水池。

(7)将集中收集污泥进行脱泥处理。污泥收集池23经泵输送至叠螺式脱泥机26进行脱泥处理，泥饼经螺旋输送机27抬升至翻斗车中，外运至指定污泥堆放处，压滤出水经管线排回混合池4。

在本实施例中，列举一实际处理工艺过程：

本案例为对国内某油田的压裂、酸化返排液混合处理，处理站内建设酸化返液收集池1(池容300m3)、压裂返液收集池2(池容300m3)各一座，作用是起到对不同区块返排液均质均量的作用同时可以隔绝浮油进入设备，通过控制两种返排液泵入混合池的流量按一定比例混合排入混合罐池4(池容400m3)，同时三个池内设置PH自动检测器，作用是通过调节混合比例控制混合液水质稳定并实时检测混合液PH。

本实施例的压裂、酸化返排液混合液经泵处理进入除铁反应罐7，并在两者之间的管道混合器5处加入除铁剂，作用是将混合液中的二价铁离子转化为三价铁离子，然后通过铁反应罐7与旋流分离器11之间的第二管道混合器8加入PH调节剂，调节液体PH至中性，作用是生产氢氧化铁沉淀并为后续破胶提供所需的反应条件，避免溶液过酸对设备的腐蚀，同时辅助添加絮凝剂，作用是增大紧实絮团提高泥水分离速率，经旋流分离器11进行初步固液分离后，底部出泥通过管道排入污泥收集池23，上清液进入斜板沉降装置，在旋流分离器11与斜板沉降装置13前端缓冲池之间的管道上加注破胶剂，斜板沉降装置13的作用是：一、提供破胶反应所需反应时间；二、进一步沉淀降低处理液中的悬浮物，减轻絮凝段负荷。

本实施例的斜板沉降装置13底部污泥定期排放至污泥收集池23，斜板沉降装置13末端清水池经泵依次进入混凝反应罐18、铁磁粉反应罐19、絮凝反应罐20进行絮凝反应，对应加药顺序为：助凝剂加药装置14、混凝剂加药装置15经管线连接到PAC反应罐18，磁分加药装置16经管线连接到铁磁粉反应罐19，絮凝凝剂加药装置经管线连接到絮凝反应罐20，作用是澄清水质，降低水中SS\含油，磁分离装置21对絮凝后液体进行泥水分离，作用是利用加入磁分的磁性，通过磁盘上的永恒磁铁将沾有磁粉的絮团从处理液中快速分离，分离污泥经管线排入污泥收集池23，清水经管线进入缓冲池24；缓冲池24一部分清水经过泵进入砂滤罐25，过滤出水外排至外排储罐暂存；一部分清水经离心泵22通过控制流量大小按一定比例回流至斜板沉降装置13末端清水池，作用是保障进水絮凝段进水水质稳定，保持系统运行平稳；污泥收集池23经泵输送至叠螺式脱泥机26进行脱泥处理，泥饼经螺旋输送机27抬升至翻斗车中，外运至指定污泥堆放处，压滤出水经管线排回混合池4，重新进入主工艺流程。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，包括酸化返液收集池(1)、压裂返液收集池(2)、混合池(4)、管道混合器、旋流分离器(11)、破胶剂加药装置(12)、斜板沉降装置(13)、PAC反应罐(18)、铁磁粉反应罐(19)、PAM反应罐(20)、磁分离装置(21)、污泥收集池(23)、缓冲池(24)和砂滤罐(25)；

所述酸化返液收集池(1)收集待处理的酸化的返排液；所述压裂返液收集池(2)收集压裂返液；所述酸化返液收集池(1)、压裂返液收集池(2)分别与混合池(4)连接，并进行压裂、酸化返排液汇集；所述管道混合器连接在混合池(4)与旋流分离器(11)之间；所述旋流分离器(11)、PAC反应罐(18)、铁磁粉反应罐(19)、PAM反应罐(20)和磁分离装置(21)依次连接；所述磁分离装置(21)的出口接污泥收集池(23)和缓冲池(24)；所述砂滤罐(25)与缓冲池(24)连接。

2.根据权利要求1所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，所述管道混合器包括依次连接的第一管道混合器(5)、除铁反应罐(7)和第二管道混合器(8)；所述第一管道混合器(5)与混合池(4)连接；所述第二管道混合器(8)与旋流分离器(11)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，所述酸化返液收集池(1)与混合池(4)之间、压裂返液收集池(2)与混合池(4)之间分别设置有电磁流量计(3)。

4.根据权利要求2所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，还包括与第一管道混合器(5)连接的除铁剂加药装置(6)。

5.根据权利要求2所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，还包括与第二管道混合器(8)连接的氢氧化钠加药装置(9)和絮凝剂加药装置(10)。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，还包括与PAC反应罐(18)连接的助凝剂加药装置(14)和混凝剂加药装置(15)。

7.根据权利要求1或2或4或5所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，还包括与铁磁粉反应罐(19)连接的磁分加药装置(16)。

8.根据权利要求1或2或4或5所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，还包括与PAM反应罐(20)连接的PAM加药装置(17)。

9.根据权利要求1或2或4或5所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，所述缓冲池(24)的上层与斜板沉降装置(13)之间设置有一离心泵(22)。

10.根据权利要求1或2或4或5所述的一种压裂、酸化返排液复合处理装置，其特征在于，还包括与污泥收集池(23)连接的叠螺式脱泥机(26)，以及与叠螺式脱泥机(26)连接的螺旋输送机(27)。

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