一种循环式砂液回收系统及回收方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及油气田勘探开发领域中的压裂液回收领域，具体的设及一种循环式砂 液回收系统及回收方法。
【背景技术】
[0002] 压裂施工是低渗透油气田的主要工艺改造技术，水力喷砂射孔是水力压裂的前期 工序，水力喷砂射孔返出大量的液体和砂子，均排放在井场的排污坑中；随着环保法的严格 实施，不能排放在地面，须进行回收处理再利用；水平井在压裂施工时，要进行水力喷砂射 孔，而每个层所需要的砂量约为5-6方，施工排量约为2-3方/分；当每口井需水力喷射10 层左右，加上放喷返出的砂子，施工后，每个射孔段需喷射液体约为100方，砂子约为50方； 长庆油田每年施工约600 口水平井，需要回收和利用的液体数量为：600XIOOX10=600000 方；每年排放在井场上的砂子约为：600X50=30000方；若要对水平井返出的砂子及液量进 行处理后回收再利用，按处理1方水的成本为200元，处理1方砂子的费用为300元的固 体费物进行计算，所需直接成本费用约为：600000X200+30000X300=1. 29亿元。若考虑厂 地，处理设备，及运输费用，则固液处理费用约为2亿元W上。
【发明内容】
[0003] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种循环水力喷射，并且 将喷砂射孔中返出的砂子回用到地层中去，大大降低成本的使用，且避免了在喷砂射孔工 序中对回收液体和砂子的处理环节及费用，加快生产进度，减轻压裂施工对环保的压力的 循环式砂液回收系统及回收方法。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：一种循环式砂液回收系统，至少包 括一压裂车组和砂液缓冲罐，所述的砂液缓冲罐的顶部的进口通过管线与井口的排液口连 接，该砂液缓冲罐的底部出口通过阀口连接有一=通，该=通的一端通过砂累连接有一振 动筛，该振动筛的出口连接有一储砂罐，所述的=通的另一端通过第一阀口连接有上水管 汇，该上水管汇通过上回累连接有一混砂罐，该混砂罐的出口与压裂车组的入口连接，所述 压裂车组的出口通过管线与井口的进液口连接。
[0005] 所述的砂液缓冲罐上部出口通过第二阀口连接有一储液大罐。
[0006] 所述的砂液缓冲罐是键形砂液缓冲罐，该键形砂液缓冲罐从上到下依次分为上锥 形罐体、主罐体和下锥形罐体。
[0007] 所述的主罐体的直径为1200mm，高度为800mm。
[0008] 所述上锥形罐体高度为250mm。
[0009] 所述下锥形罐体的高度为1000mm。
[0010] 一种水力喷射式砂液回收方法，其特征在于，按照W下步骤进行： 1 )、对施工井内进行清洗，将砂液缓冲罐顶部进口的管线接在井口的返排液阀口上，经 压裂车组出口的管线接在井口的进液口阀口上； 2) 、将混砂罐内上满液体，开启压裂车组，压裂车组将混砂罐内的液体5(K)L/min的流量累入到井内的射孔中，进入到射孔中的液体循环进入到砂液缓冲罐； 3) 、在循环的过程中，当混砂罐与砂液缓冲罐内的液体分别达到混砂罐与砂液缓冲罐 罐体体积的70%时，将进入到射孔的流量提高到2-3m3/min，施工压力提高到40-50MPa; 4) 、在步骤3的基础上，当混砂罐与砂液缓冲罐液面平稳后，根据喷射的时间、流量及 3-5%的砂比确定出加砂量，并向混砂罐加入确定出的砂量，通过压裂车组将混砂罐中加入 砂粒的混合液体累入到射孔中； 5) 、喷射完成后，关闭井口的返排液阀n，停止向井内射孔中继续累入混合液体，进行 压裂，若压开底层后，且施工正常，则进行压裂流程进行压裂，若没有压开地层，不能进行后 续的压裂施工，打开返排液阀口，井内的压裂液进入到砂液缓冲罐，并通过砂液缓冲罐进行 砂液分离，并重复步骤1) -4 )直到进行压裂时，压开地层，能够进行压裂为止。
[0011] 一种压后放喷液回收方法，按照W下步骤进行： I .关井1-2小时，让地层压力进行扩散，当井口的压力高于20MPa时，将砂液缓冲罐 顶部进口的管线接在井口的油放阀口上； II .打开油放阀口，井内的返排液在井内压力的情况下将返排液压到砂液缓冲罐中； III. 打开砂液缓冲罐出口与储液大罐连接的第二阀口，砂液缓冲罐中的压裂液进入到 储液大値中； IV. 当砂液缓冲罐中的为液体为10m3后，打开砂液缓冲罐底部的阀口，通过砂累井砂 液累入到振动筛中进行砂液分离，分离后的砂粒储存在储砂罐中，直到放喷结束。
[0012] 本发明采用W上技术方案，具有W下优点，将喷砂射孔中返出的砂子回用到地层 中去，大大降低成本的使用，且避免了在喷砂射孔工序中对回收液体和砂子的处理环节及 费用，加快生产进度，减轻压裂施工对环保的压力。
【附图说明】
[0013] 图1为本发明的结构示意图； 图2是本放喷砂液回收结构示意图； 图3是砂液缓冲罐的结构示意图； 图中：1.井口；2.压裂车组；3.混砂罐；4.上水累点上水管汇；6.储液大罐；7.第二 阀口；8.砂液缓冲罐；9.砂累；10.第二阀口； 11.振动筛；12.储砂罐；801.上锥形罐体； 802.主罐体；803.下锥形罐体。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
[001引 实施例1 在水平井施工过程中，通过现场除砂罐大量的回收砂证明，水力喷射返出的砂子，只有 不到1/3为破碎砂，其它仍为完整的压裂砂；通过相关研究证实，砂粒直径大小，对管壁的 冲蚀基本上没有影响，其主要的影响因素为喷射液体的流速，要求喷射流速达到120米/ 秒；在引进水力喷砂射孔技术时，就是采用70目W上的粉砂进行喷砂射孔，只是由于国内 没有相关配套的粉砂，在推广应用的过程中，为了取材方便，采用了常规压裂砂进行水力喷 砂射孔。所w，射孔后返出的压裂砂仍然可W重复射孔，重复利用。
[0016] 通过多年来油气井放喷可W看出，压裂液从地层返出的砂子基本上全为粉砂，水 力喷砂射孔返出的破碎砂粒直径，仍然要大于压后地层返出的砂粒直径；国外压裂施工也 没有废弃的砂子处理物；另外，粉砂常作为压裂施工中的下沉剂使用，便于压开新的裂缝， 或堵老缝；所W，可W将地层返出砂和水力喷射砂全部注入地层，对地层的产能不会有大的 影响。
[0017]如图1所示的一种循环式砂液回收系统，至少包括一压裂车组2和砂液缓冲罐8， 所述的砂液缓冲罐8的顶部的进口通过管线与井口 1的排液口连接，该砂液缓冲罐8的底 部出口通过阀口连接有一=通13,该=通13的一端通过砂累9连接有一振动筛11，该振动 筛11的出口连接有一储砂罐12,所述的=通13的另一端通过第一阀口 10连接有上水管 汇5,该上水管汇5通过上回累4连接有一混砂罐3,该混砂罐3的出口与压裂车组2的入 口连接，所述压裂车组2的出口通过管线与井口 1的进液口连接。
[0018] 工作过程中，井内的砂液通过压裂车组2累入到井口 1内，在经过井内循环后的砂 液进入到砂液缓冲罐8中，砂液缓冲罐8中的一部分通过上水管汇5及上水累4进入到混 砂罐3中，进入到混砂罐3中的砂液在经过压裂车组2进入到井口 1内，实现砂液的循环使 用，砂液缓冲罐8中的另一部分砂液通过砂累9进入到振动筛11中，经过振动筛11进行分 离，分离后的砂粒储存到储砂罐12中进行储存，该储存的砂粒为W后的施工需要做准备， 实现对砂粒的再使用，解约了施工成本，并且防止放喷后的砂液对周边的环境造成污染。 [001引实施例2 在实施例1的基础上，一种循环式砂液回收系统，至少包括一压裂车组2和砂液缓冲罐 8,所述的砂液缓冲罐8的顶部的进口通过管线与井口 1的排液口连接，该砂液缓冲罐8的 底部出口通过阀口连接有一=通13,该=通13的一端通过砂累9连接有一振动筛11，该振 动筛11的出口连接有一储砂罐12,所述的=通13的另一端通过第一阀口 10连接有上水管 汇5,该上水管汇5通过上回累4连接有一混砂罐3,该混砂罐3的出口与压裂车组2的入 口连接，所述的砂液缓冲罐8上部出口通过第二阀口 7连接有一储液大罐6 ;所述压裂车组 2的出口通过管线与井口 1的进液口连接。
[0020] 该系统的核屯、设备为的砂液分离缓冲罐8,其上部有一个进口，一个出口；下部有 一个出口，该出口处连接有一个=通13。该=通13的一端连接有砂累9,可W将砂液缓冲罐 8内的砂液输送到振动筛11上，将砂子分离出来；=通13的另一端直接与上水管汇5和上 水累4连接，可W直接将砂液吸入混砂罐3中，供给压裂车组2,进行循环水力喷射。砂液缓 冲罐8其上部的出液口与储液大罐6相连接，若水力喷砂射孔过程中，在循环系统加入一定 量的砂子后，使循环系统的砂液量超过砂液缓冲罐8时，系统内多出的液体会从顶部溢出， 通过管线流入储液大罐6中，起到缓冲作用； 当进行压后放喷时，该砂液缓冲罐8可W作为一个旋流除砂器使用，通过旋流分离作 用，使砂液进行分离，纯液体通过旋流器顶部的阀口流入储液大罐6之中，将分离出的砂子 沉降在分离器的底部，此时，可W打开砂累9向振动筛11提供砂液，将放喷出的砂子分离 出来，存储在一个储砂罐12当中，正常压裂时，便于将回收的压裂砂供给混和罐，再压入井 内。
[0021] 实施例3 在实施例I或2的基础上，如图3所示为了为了满足水力喷砂射孔工艺施工流量为2-3 方/分，喷嘴流速> 120米/秒W上，含砂比达到5%W内的施工参数，该砂液缓冲罐8的制 作参数如下。所述的砂液缓冲罐8是键形砂液缓冲罐，该键形砂液缓冲罐从上到下依次分 为上锥形罐体801、主罐体802和下锥形罐体803 ; 主罐体802直径：d=1200mm砂液缓冲罐8进出口直径O=ISOmm 砂液缓冲罐8出口高度：hl=100mm 上锥形罐体801高度h2=250mm 主罐体802高度h3=800 下锥形罐体803高度h4=1000mm 总高2150mm 壁厚：采用5mmW上的钢板制做，便于提高该罐的使用寿命及承压能力。
[0022] 该罐容积计算=上锥体积+主罐体积+下锥体，元台体积计算公式为 ￥=1/3 3111巧-2巧诚甘-2) 主罐体积：1. 22*3. 14*0. 8/4=0. 9m3 上锥体：1/3*3. 14*0