CN204151171U - 一种压裂返排液处理排放装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压裂返排液处理排放装置，其包括：进水调节池，具有与压裂返排液输送管连通的进口端；药品添加装置，设置于所述进水调节池的上方；隔油池，与所述进水调节池的出口端相连；深度氧化装置，与所述隔油池的出口端相连；膜池，与所述深度氧化装置的出口端相连；水质检测装置，与所述膜池的排水口相连；三通阀门，进水端口与水质检测装置的出水口相连通；达标水排放装置，一端与所述三通阀门的第一出水口相连通；和非达标水循环装置，一端与所述三通阀门的第二出水口相连通。本实用新型的压裂返排液处理排放装置，可以对非达标水的再次处理，最终将其实现达标排放，防止对环境造成二次污染。

Description

一种压裂返排液处理排放装置

技术领域

本实用新型涉及油田现场压裂返排液处理装备技术领域，具体而言，本实用新型特别涉及一种压裂返排液处理排放装置。

背景技术

油田为了提高产油量，需要向地层中加入压裂液，以提高裂缝导流能力，改善地层的渗透率，压裂返排液，为从地层返排回地面的压裂作业废污水。压裂返排液中含有稠化剂、交联剂等多种化学成分，化学成分复杂，粘度大、COD和悬浮物含量高，是一类处理难度大的油田废水。一般压裂返排液有三种处理方式，一是由井场外运至联合站，与产出水混合处理，放置自行风干后填埋，这种方法费时费力，对环境污染大。二是压裂返排液经化学、物理、生物等各种方法处理后排放，此种方法处理成本高、设备不成熟、处理规模小等，不能满足现代大规模压裂作业的要求。三是压裂返排液处理后循环再利用，此种方法适应现在日益严峻的环保要求，但是需要建立在压裂返排液处理技术相当成熟的基础之上，对处理技术要求更为严格。

随着发展，现在出现了一些对压裂返排液的回收处理装置，如申请号为CN201320145527.4的页岩气压裂返排液回用处理装置，该装置包括废液池、高效氧化反应器、高效氧化剂/催化剂投加装置、复合混凝反应器、复合混凝药剂投加装置、高效固液分离器、深度过滤器、清水池和废泥浆岩屑池等，可以直接得知，该回收处理装置占地面积较大，工艺过程复杂，处理成本高。再如申请号为CN201220363440.X的油田压裂返排液污水的净化处理装置，该处理装置主要包括溶气气浮装置、撬装式过滤装置、气浮装置、加药装置、注水泵系统、电气控制系统、沉淀池等，其采用了行车式刮油机，对前期的浮油的进行了很好的处理，但其并没有实现对压裂返排液进行彻底清理，如果需要彻底清理，仍需借助其他设备。

由上分析，可知现有技术的压裂返排液处理排放装置存在以下特点和缺陷：

1、对压裂返排液的处理不彻底，容易对环境造成二次污染。一般的处理排放装置只对返排液进行单次处理，但由于车裂返排液中含有的各种成分不同，致使一般情况无法实现无污染排放。

2、对压裂返排液的处理效率较低，成本较高。如使用行车式刮油机，该种刮油方式成本较高，并且占用体积较大，工作运行中，降低了整体工作效率

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种压裂返排液处理排放装置，以至少解决现有技术存在的对环境造成二次污染等问题，以及进一步地解决压裂返排液处理效率低和成本较高等问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种压裂返排液处理排放装置，其技术方案如下：

一种移动式压裂返排液处理排放装置，包括：进水调节池，具有与压裂返排液输送管连通的进口端，用于容纳经过压裂返排液输送管输送来的压裂返排液；药品添加装置，设置于所述进水调节池的上方，用于向进水调节池内添加药品添加剂；隔油池，与所述进水调节池的出口端相连，用于将所述压裂返排液中的油分离出来；深度氧化装置，与所述隔油池的出口端相连，用于对压裂返排液进行充氧氧化；膜池，与所述深度氧化装置的出口端相连，用于对压裂返排液进行膜过滤；水质检测装置，与所述膜池的排水口相连，用于检测膜池处理过的压裂返排液的排放指标，判断所述排放指标是否达到排放标准；三通阀门，进水端口与水质检测装置的出水口相连通；达标水排放装置，一端与所述三通阀门的第一出水口相连通，将达标后的压裂返排液排放；和非达标水循环装置，一端与所述三通阀门的第二出水口相连通，另一端与所述深度氧化装置的进水口相连通，用于将非达标水输送回深度氧化装置。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中还包括：反应气排放装置，与所述膜池的排气口相连，用于收集、排放膜池内的气体，在反应气排放装置的两端设有滤水栅和危险气体成分检测装置；所述反应气排放装置的设有滤水栅的一端位于膜池内，滤水栅用于过滤进入所述反应气排放装置气体中含有的水分；所述反应气排放装置的设有危险气体成分检测装置的一端位于池外，危险气体成分检测装置用于检测所述反应气排放装置所排气体中危险气体成分是否超标。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，在所述隔油池内设有多个隔油区，相邻隔油区之间由隔板分开。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，所述隔板包括：固定在隔油池顶部的多个上隔板；位于相邻的上隔板之间、固定在隔油池底部的下隔板。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，在隔油池的上下方向上，所述下隔板的上边缘要高于上隔板的下边缘。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，所述上隔板的上下高度h与隔油池的上下高度H之间存在h＝2/3H～3/4H。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，还包括移动式运载平台，所述进水调节池、药品添加装置、隔油池、深度氧化装置、膜池、水质检测装置和达标水排放装置安装于所述移动式运载平台上。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，所述药品添加装置添加的药品添加剂为絮凝剂、脱稳剂、pH值调节剂的一种或多种。在所述药品添加装置设有多路添加管路。每个添加管路分别对应添加絮凝剂、脱稳剂和pH值调节剂，用于控制添加絮凝剂、脱稳剂、pH值调节剂的种类和数量。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，所述深度氧化装置包括臭氧生成器和羟基生成器，所述羟基生成器的下端与所述臭氧生成器的上端通过管路相连，所述羟基生成器的进口端和出口端分别与所述隔油池和膜池通过管路相连。由臭氧生成器为羟基生成器提供臭氧，所述羟基生成器将压裂返排液充分充氧后推流入所述膜池。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，所述羟基生成器为紫外线发生器。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，在所述膜池内设有多组膜组片。可以对压裂返排液进行多层膜过滤，更有效地对细菌、硫化菌进行截留。

优选地，在所述压裂返排液处理排放装置中，在所述进水调节池的前端设置有除砂装置和除气装置，由地层中返回的压裂返排液首先经过除砂装置除去压裂返排液中的砂粒，再经过除气装置除去压裂返排液中包含的气体。

分析可知，与现有技术相比，本实用新型首先改进了药品添加装置、进水调节池、隔油池，与此相适应，本实用新型将药品添加装置置于进水调节池上端，由此，本实用新型可以在隔油之前即对压裂返排液进行预处理，将隔油后的压裂返排液在进行后续处理，最后能够对压裂返排液实现无污染排放，防止了对环境的造成二次污染。

再者，本实用新型中设有滤水栅、反应气体排放装置和非达标水循环装置，对于滤水栅，可以防止尚未达到排放标准的返排液通过反应气排放装置的渗出，再结合达标水排放装置，使本实用新型排出的水分对环境完全无污染，本实用新型设有的危险气体成分检测装置，可以直接得知反应气排放装置排出气体危险气体含量，即可以直接得知气氛是否有污染，如果有污染或对人身体有害时，可以及时让现场工作人员进行适当防御，对环境有污染，可以通过分析得知该处的气体何时进行散发，达到对人无污染的标准，便于工作人员对工作的进一步安排；对于非达标水循环装置，可以对水质检测装置检测不达标的水不用另行通过载体先予以回收再进行后续安全处理，而直接将不达标的水循环至深度氧化、膜化、水质检测后直至达标后排出。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：由于对压裂返排液先在进水调节池内进行药品添加混合，然后再进行隔油、氧化、膜化、检测等排出，这样设计能对压裂返排液实现完全无污染的处理，预防了对环境造成二次破坏。另外由于非达标水循环装置和其安装位置，对非达标水由深度氧化-膜化-水质检测-达标水的循环处理，最终使非达标水达标排放标准排放，无需对非达标水另外进行回收，提高了工作效率同时降低了成本。

附图说明

图1为本实用新型优选实施例的结构示意图。

图2为本实用新型隔油池内隔板的安放示意图。

图3为本实用新型上下隔板的相对位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型优选实施例主要包括除砂装置、除气装置、进水调节池、药品添加装置、隔油池、深度氧化装置、膜池、水质检测装置、达标水排放装置、非达标水循环装置和移动式运载平台(即橇体)，为了简化附图，对于本领域技术人员而言，公知结构或者明显可以推知的结构，图1并未显示，例如，公知的结构包括除砂装置、除气装置等前置装置。

具体而言，本实用新型的所有装置的合理布局，实现了对压裂返排液无污染排放。

由地层中返回的压裂返排液首先经过除砂装置，利用除砂装置内的滤网除去砂粒，再进入除气装置，除去其中包含的各种气体，由此得到的液体经过压裂液输送管道进入进水调节池，在进水调节池上方设置有药品添加装置，通过其将絮凝剂、脱稳剂、pH值调节剂等各种药品添加剂中的一种或多种加入到进水调节池内；所述进水调节池、隔油池、深度氧化装置、膜池依次通过连接管路直接相连，所述膜池的返排液通过水质检测装置检测达标后由达标水排放装置将达标水排出。

由上描述可知，本优选实施例将水质检测装置检测达标的水排出，使得本优选实施例的不会对环境造成二次污染。

为了能够对油田压裂现场实现现场快速高效处理，本优选实施例还包括移动式运载平台，用于承载所述除砂装置、除气装置、进水调节池、药品添加装置、隔油池、深度氧化装置、膜池、水质检测装置和达标水排放装置。

为了能够对防止对环境造成二次污染，本优选实施例中，采用水质检测装置、达标水排放装置和非达标水循环装置组合使用，水质检测装置、达标水排放装置和非达标水循环装置采用三通阀门(即三通联通器)连接；水质检测装置的出水口与三通阀门进水端口相连通，达标水排放装置的一端与所述三通阀门的第一出水口相连通；非达标水循环装置的一端与所述三通阀门的第二出水口相连通，另一端与所述深度氧化装置的进水口相连通。在压裂返排液的处理过程中，如果经过一道程序即将水(包括达标水和非达标水)排出，在水处于非达标时，会对环境造成二次污染，如果回收非达标水，则还需再准备容器将非达标水带回进行处理，这样增大了工作成本，并且降低了工作效率。本优选实施例，通过将达标水由达标水排放装置排出，将非达标水进行再次循环处理的方式来解决非达标水对环境造成二次污染和工作效率低的问题。

有时需要根据压裂返排液的成分以及处理指标来添加不同种类的添加剂，本优选实施例中，所述药品添加装置设有多路添加管路，每个添加管路分别对应添加絮凝剂、脱稳剂和pH值调节剂，用于控制添加絮凝剂、脱稳剂、pH值调节剂的种类和数量。在回收压裂返排液的过程中，并不是所有的压裂返排液的成分均相同，因此要对不同的压裂返排液添加不同的添加剂，本实用新型采用多路添加管路，并对每路添加管路只装有一种添加剂，这样可以准确地控制添加剂的种类和数量。

在本实施例中，隔油池用于将返排液中含的浮油、分散油、乳化油处理掉，其结构为：在所述隔油池内设有多个隔油区，相邻隔油区由隔板分开。如图2～3所示，隔板在隔油池内的安放方式如下：隔板分为多个上隔板41和多个下隔板42，多个上隔板竖直向下延伸地固定在隔油池的顶部，多个下隔板竖直向上延伸地固定在隔油池的底部，下隔板位于相邻的上隔板之间，下隔板的上边缘421要高于上隔板的下边缘411，优选二者重叠的高度(即弦边411、421之间的距离)为上隔板高度h的1/3～2/3，进一步优选重叠高度在1/2h左右。此外，优选上隔板的高度h为隔油池高度H的2/3～3/4。

在本实施例中，深度氧化装置用于去除压裂返排液中的有机物，降低COD值(化学需氧量)，其结构为：所述深度氧化装置包括臭氧生成器和羟基生成器，所述羟基生成器的下端与所述臭氧生成器的上端通过管路相连，所述羟基生成器的进口端和出口端分别与所述隔油池和膜池通过管路相连。由臭氧生成器为羟基生成器提供臭氧，所述羟基生成器将压裂返排液充分充氧后推流入所述膜池。

为了提高深度氧化装置的效率，在本优选实施例中，所述羟基生成器为紫外线发生器。在紫外线光辐射下，臭氧与水反应产生氢氧自由基，氢氧自由基的强氧化作用可使得压裂返排液中残留的难降解有机化合物被氧化分解为无机物，从而降低返排液的有机物含量。

为了能够对压裂返排液进行充分膜过滤，本优选实施例中，在所述膜池内设有多组膜组片。膜组片优选MBR(Membrane Bioreactor)膜，可有效的对剩余有机物进行强化去除，有效截留细菌、硫化菌。

为了能够将充氧氧化生成的二氧化碳排出，本实施例中，还包括反应气体排放装置，所述反应气排放装置位于膜池上方，用于收集、排放深度氧化过程中产生的二氧化碳气体。

为了过滤所排气体中含有的水分和检测出所排气体中危险气体成分是否超标，以便于进行防护处理，在反应气排放装置的两端设有滤水栅和危险气体成分检测装置；其中，设有滤水栅的一端位于膜池内，设有危险气体成分检测装置的一端位于池外。在反应气排放装置排气过程中，由于是将膜池内的气体往外排出，在这种过程中，会将一些水分顺带排出，而由于本申请实用新型所排的物质为压裂返排液，如不加处理会对环境会造成污染。为了避免由此对环境造成污染，在进入反应气排放装置之前，需先利用滤水栅(市售标准件即可)将气体中可能含有的水分过滤。另外，还在反应气排放装置上设有危险气体成分检测装置检测出所排气体中危险气体成分是否超标，以便于进行防护处理。

如图1所示，压裂返排液经过除砂装置和除气装置后通过管路进入进水调节池(即缓冲池)，此时进入进水调节池内的返排液已为常压液体，在所述进水调节池上方设有的药品添加装置内设有絮凝剂添加管路、脱稳剂添加管路、pH值调节剂添加管路等多路添加管路，根据后续处理工艺的要求添加药品的一种或者多种；处理后的返排液通过管路进入多级隔油池，所述多级隔油池内由带有隔板分成多级隔油区(隔板包括上隔板和下隔板，上隔板下隔板位于相邻的上隔板之间，隔油区的级数由上隔板41的数量确定)，利用油水密度不同，油漂浮于上面的原理，通过交错放置的上下隔板将油从返排液中分离；除油后的返排液进入紫外线发生器，安装在所述紫外线发生器下方的臭氧生成器为其充氧，进而对处于所述紫外线发生器的返排液进行充分充氧，将返排液中有机物进行羟基快速、无差别氧化，氧化最终产物为二氧化碳和水，二氧化碳和水同时再进入膜池，水通过所述膜池的多组膜组片进行膜过滤；二氧化碳则通过反应气排放装置的滤水栅过滤水分并通过气体成分检测装置检测所排气体的成分，以便于进行后续防护处理；经过所述膜池膜化后的水通过水质检测装置检测。

当水质达到排放标准时，由达标水排放装置外排；比如：若将达标水引入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，则按照GB18918-2002一级排放标准的A标准执行；若将达标水排入GB3838地表水Ⅲ类功能水域(划定的饮用水水源保护区和游泳区除外)，GB3097海水二类功能水域和湖、库等封闭或者半封闭水域时，则按照GB18918-2002一级排放标准的B标准执行；若将达标水排入GB3838地表水Ⅳ、V类功能水域或者GB3097海水三、四类功能海域，则按照GB18918-2002二级排放标准执行；

当水质未达到排放标准时，由非达标水循环装置将未达标准水输送回所述紫外线发生器的进口再进行深度氧化继续处理，直至符合排放标准后由达标水排放装置外排。

本实用新型可以实现对压裂返排液的达标排放处理，最终产物可直接排放，无二次污染，可置于油田压裂现场对返排液实现现场快速高效处理。

综上，本实用新型可以实现如下有益效果：

一、便于运输，适用于多个井场及工厂化作业现场，可置于油田压裂现场对返排液实现现场快速高效处理。

二、排放过程达到无污染排放，避免对环境造成二次污染。

三、实现快速排放，多级分步处理。

由技术常识可知，本实用新型可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本实用新型范围内或在等同于本实用新型的范围内的改变均被本实用新型包含。

Claims (10)

1.一种压裂返排液处理排放装置，其特征在于，包括：

进水调节池，具有与压裂返排液输送管连通的进口端，用于容纳经过压裂返排液输送管输送来的压裂返排液；

药品添加装置，设置于所述进水调节池的上方，用于向进水调节池内添加药品添加剂；

隔油池，与所述进水调节池的出口端相连，用于将所述压裂返排液中的油分离出来；

深度氧化装置，与所述隔油池的出口端相连，用于对压裂返排液进行充氧氧化；

膜池，与所述深度氧化装置的出口端相连，用于对压裂返排液进行膜过滤；

水质检测装置，与所述膜池的排水口相连，用于检测膜池处理过的压裂返排液的排放指标，判断所述排放指标是否达到排放标准；

三通阀门，进水端口与水质检测装置的出水口相连通；

达标水排放装置，一端与所述三通阀门的第一出水口相连通，将达标后的压裂返排液排放；和

非达标水循环装置，一端与所述三通阀门的第二出水口相连通，另一端与所述深度氧化装置的进水口相连通，将非达标水输送回深度氧化装置。

2.根据权利要求1所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于，还包括：

反应气排放装置，与所述膜池的排气口相连，用于收集、排放膜池内的气体，在反应气排放装置的两端设有滤水栅和危险气体成分检测装置；

所述反应气排放装置的设有滤水栅的一端位于膜池内，滤水栅用于过滤进入所述反应气排放装置气体中含有的水分；

所述反应气排放装置的设有危险气体成分检测装置的一端位于池外，危险气体成分检测装置用于检测所述反应气排放装置所排气体中危险气体成分是否超标。

3.根据权利要求1所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：在所述隔油池内设有多个隔油区，相邻隔油区之间由隔板分开。

4.根据权利要求3所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：所述隔板包括：

固定在隔油池顶部的多个上隔板；

位于相邻的上隔板之间、固定在隔油池底部的下隔板。

5.根据权利要求4所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：

在隔油池的上下方向上，所述下隔板的上边缘要高于上隔板的下边缘。

6.根据权利要求5所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：

所述上隔板的上下高度h与隔油池的上下高度H之间存在h＝2/3H～3/4H。

7.根据权利要求1所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：所述深度氧化装置包括臭氧生成器和羟基生成器，所述羟基生成器的下端与所述臭氧生成器的上端通过管路相连，所述羟基生成器的进口端和出口端分别与所述隔油池和膜池通过管路相连。

8.根据权利要求7所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：

所述羟基生成器为紫外线发生器。

9.根据权利要求1所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：

在所述膜池内设有多组膜组片。

10.根据权利要求1所述的压裂返排液处理排放装置，其特征在于：

在所述进水调节池的前端设置有除砂装置和除气装置，由地层中返回的压裂返排液首先经过除砂装置除去压裂返排液中的砂粒，再经过除气装置除去压裂返排液中包含的气体。