油气井压裂返排液处理装置及撬装式箱体的制作方法

本实用新型涉及油气田技术，尤其涉及一种油气井压裂返排液处理装置及撬装式箱体。

背景技术：

我国油气田常采用压裂作为油气井勘探和开发的一项重要技术手段。但压裂作业后留下的废液中含有大量的颗粒物、石油类及其他各种添加剂，如果将压裂返排液直接外排，将会对周围环境，尤其是农作物及地表水系造成污染，所以，必须进行针对性处理后，才能正常回用、排放或回注。

现有技术中，大部分油气井分散且远离居民与工业聚集区，并且为了在压裂作业过程中节约成本，减少压裂液管道远距离运输，因此压裂返排液的水处理多采用建立污水处理站，长输管道运输集中处理的方式。

采用现有技术，由于长距离的运输压裂返排液存在成本较高、机动性差、管线易腐蚀的缺点，对油气井压裂返排液中的固相悬浮物的处理效果有限且处理过程复杂，使得油气井压裂返排液处理的效率较低。

技术实现要素：

本实用新型提供一种油气井压裂返排液处理装置及撬装式箱体，提高了油气井压裂返排液的处理效率。

本实用新型提供一种油气井压裂返排液处理装置，包括：

进水泵和反应器，所述进水泵连接所述反应器的入口；

所述反应器包括：第一反应室、第一加药泵、滤网、第一出口、第二反应室、第二加药泵和第二出口；

所述进水泵用于将油气井压裂返排液通过所述反应器的入口注入所述第一反应室；

所述第一加药泵用于向所述第一反应室内加入混凝剂使所述油气井压裂返排液混凝；

所述滤网用于过滤混凝后的所述油气井压裂返排液，得到固体部分和液体部分，将所述液体部分注入所述第二反应室；

所述第一出口用于排出所述固体部分；

所述第二加药泵用于向第二反应室内加入氧化剂，使所述液体部分发生氧化反应；

所述第二出口用于排出所述液体部分经过氧化反应后得到的液体。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

还包括：第一搅拌器和第二搅拌器；

所述第一搅拌器用于将所述第一反应室内的所述油气井压裂返排液与所述混凝剂搅拌均匀；

所述第二搅拌器用于将所述第二反应室内的所述液体部分与所述氧化剂搅拌均匀。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

还包括：

进水阀门和保安滤网，所述进水阀门与所述保安滤网设置在所述进水泵的入口处；

所述进水阀门用于控制所述进水泵入口的开关；

所述保安滤网用于对进入所述进水泵的油气井压裂返排液进行过滤。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

所述进水泵和所述反应器之间设置电磁流量计。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

所述滤网的过滤精度为10～100μm。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

所述第一出口与所述第二出口设置阀门。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

所述氧化剂为过氧化氢；

所述混凝剂为PH缓冲液或助凝剂。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

所述第一搅拌器和所述第二搅拌器间歇轮流工作。

在本实用新型一实施例中，提供的油气井压裂返排液处理装置，

油气井压裂返排液在所述第一反应室内停留1-2小时；

所述液体部分在所述第二反应室内停留1-2小时。

本实用新型提供一种撬装式箱体，包括上述各实施例中任一项所述的油气井压裂返排液处理装置。

本实用新型提供一种油气井压裂返排液处理装置及撬装式箱体，其中装置包括：进水泵和反应器，进水泵连接反应器的入口；反应器包括：第一反应室、第一加药泵、滤网、第一出口、第二反应室、第二加药泵和第二出口；进水泵用于将油气井压裂返排液通过反应器的入口注入第一反应室；第一加药泵用于向第一反应室内加入混凝剂使油气井压裂返排液混凝；滤网用于过滤混凝后的油气井压裂返排液，得到固体部分和液体部分，将液体部分注入第二反应室；第一出口用于排出固体部分；第二加药泵用于向第二反应室内加入氧化剂，使液体部分发生氧化反应；第二出口用于排出液体部分经过氧化反应后得到的液体。本实用新型提供的油气井压裂返排液处理装置及撬装式箱体，提高了油气井压裂返排液的处理效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型油气井压裂返排液处理装置实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型油气井压裂返排液处理装置实施例二的结构示意图；

图3为本实用新型油气井压裂返排液处理装置使用方法实施例一的流程示意图；

图4为本实用新型撬装式箱体实施例一的结构示意图。

附图标记说明：

1：进水泵；

2：反应器；

21：第一反应室；

22：第一加药泵；

23：滤网；

24：第一出口；

25：第二反应室；

26：第二加药泵；

27：第二出口；

31：第一搅拌器；

32：第二搅拌器。

通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

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。

本实用新型的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图1为本实用新型油气井压裂返排液处理装置实施例一的结构示意图。如图1所示，其中，本实施例提供的油气井压裂返排液处理装置包括如下部分：

进水泵1和反应器2，进水泵1连接反应器2的入口；

反应器2包括：第一反应室21、第一加药泵22、滤网23、第一出口24、第二反应室25、第二加药泵26和第二出口27；

进水泵1用于将油气井压裂返排液通过反应器2的入口注入第一反应室21；

第一加药泵22用于向第一反应室21内加入混凝剂使油气井压裂返排液混凝；

滤网23用于过滤混凝后的油气井压裂返排液，得到固体部分和液体部分，将液体部分注入第二反应室25；

第一出口24用于排出固体部分；

第二加药泵26用于向第二反应室25内加入氧化剂，使液体部分发生氧化反应；

第二出口27用于排出液体部分经过氧化反应后得到的液体。

具体地，当需要对污水池中的油气井压裂返排液进行处理时，将进水泵1的入口端置于污水池中，通过进水泵1工作将污水池中的油气井压裂返排液吸入反应室。

在反应室内，油气井压裂返排液分别经过混凝反应与氧化反应后排出反应器2。

具体地，油气井压裂返排液通过反应器2的入口进入反应器2后首先进入第一反应室21。当油气井压裂返排液进入第一反应室21后，与第一反应室21连接的第一加药泵22向第一反应室21内加入混凝剂，使油气井压裂返排液混凝。

可选地，油气井压裂返排液在第一反应室21内停留1-2小时。

经过混凝反应后的油气井压裂返排液经过滤网23进行过滤，过滤得到的固体部分不会通过滤网23，而是留在第一反应室21内并通过第一出口24排出，过滤得到的液体部分将通过滤网23，进入第二反应室25。

当油气井压裂返排液经过混凝反应与过滤得到的液体部分进入第二反应室25后，与第二反应室25连接的第二加药泵26向第二反应室25内加入氧化剂，使得油气井压裂返排液经过混凝反应与过滤得到的液体部分发生氧化反应。氧化反应后得到的液体经由第二出口27排出反应室。

可选地，液体部分在第二反应室25内停留1-2小时。

综上，本实施例提供的油气井压裂返排液的处理装置中通过混凝反应和氧化反应，在第一反应室中采用混凝剂促进了压裂返排液中悬浮物质的絮凝作用，有利于悬浮物质的去除；在第二反应室中采用氧化剂对部分溶解性有机污染物的去除。本法明提供的处理装置，可同时去除压裂返排液中的悬浮物和有机污染物，提高了处理后水的质量，从而有效去除了压裂返排液中的悬浮颗粒物和部分溶解性有机污染物，进而提高了油气井压裂返排液的处理效率。

图2为本实用新型油气井压裂返排液处理装置实施例二的结构示意图。如图2所示，其中，本实施例提供的油气井压裂返排液处理装置包括如下部分：

第一搅拌器31和第二搅拌器32；第一搅拌器31用于将第一反应室21内的油气井压裂返排液与混凝剂搅拌均匀；第二搅拌器32用于将第二反应室25内的液体部分与氧化剂搅拌均匀。

可选地，在上述实施例中的油气井压裂返排液处理装置中，还包括：

进水阀门和保安滤网23，进水阀门与保安滤网23设置在进水泵1的入口处；

进水阀门用于控制进水泵1入口的开关；

保安滤网23用于对进入进水泵1的油气井压裂返排液进行过滤。

可选地，在上述实施例中的油气井压裂返排液处理装置中，

进水泵1和反应器2之间设置电磁流量计。用于获取输入反应器2的液体流量，并根据该液体流量调整进水泵1的工作速度。

可选地，在上述实施例中的油气井压裂返排液处理装置中，

滤网23的过滤精度为10～100μm。

可选地，在上述实施例中的油气井压裂返排液处理装置中，

第一出口24与第二出口27设置阀门。在预设时间进行打开，或者由油气井压裂返排液处理装置的操作人员打开。

可选地，在上述实施例中的油气井压裂返排液处理装置中，

氧化剂为过氧化氢；混凝剂为PH缓冲液或助凝剂。

可选地，在上述实施例中的油气井压裂返排液处理装置中，

第一搅拌器31和第二搅拌器32间歇轮流工作。能够降低油气井压裂返排液在工作时的最大功率，也能够使第一搅拌器31和第二搅拌器32不至于长时间工作而发热，提高第一搅拌器31和第二搅拌器32的使用寿命。

可选地，第一搅拌器31和第二搅拌器32能实现：快速搅拌转速100～240rad/min，以及慢速搅拌转速40～60rad/min。

可选地，在上述实施例中，滤网23为双层滤网23，包括：第一滤网23和第二滤网23，第一滤网23位于的第二滤网23内侧；第一滤网23的过滤精度为50～1000μm，第二滤网23的过滤精度为10～100μm。

可选地，在上述各实施例中提供的油气井压裂返排液处理装置中，第二反应室与第一反应室可以设置连接通道，将第二反应室中经过氧化反应后的纯净液体(水)返回第一反应室中，用于第一反应室内反应用水，以及，还可以用于清洗第一反应室内的滤网。可选地，第二反应室与第一反应室的通道为金属或塑料材质的连接管，并在管道中设置压力泵，用于将第二反应室内的液体通过压力泵提供的压力注入第一反应室内。

借由上述技术方案，本实用新型提供的一种油气井压裂返排液的处理方法和装置，至少具有下列优点：

1、本实用新型提供了一种油气井压裂返排液的处理装置，有效去除了压裂返排液中的悬浮颗粒物和部分溶解性有机污染物。

本实用新型提供的油气井压裂返排液的处理装置中包括用于混凝反应的第一反应室和用于氧化反应的第二反应室，采用第一反应室中的混凝剂促进了压裂返排液中悬浮物质的絮凝作用，有利于悬浮物质的去除；采用第二反应室中的氧化剂对部分溶解性有机污染物的去除。本实用新型提供的油气井压裂返排液处理装置，可同时去除压裂返排液中的悬浮物和有机污染物，提高了处理后水的质量。

2、本实用新型提供的油气井压裂返排液的处理装置，提高了处理效率。

本实用新型提供的混凝反应器中设置有滤网，将絮凝后得到的固体颗粒物质及时进行过滤，有利于将絮凝后的颗粒及时排出，提高了悬浮物的处理效率；进一步可以通过反冲洗泵和反冲洗喷头将附着在滤网上的颗粒进行冲洗，并通过排污管将颗粒及时排出，保证了滤网的有效过滤。

同时，通过粒径检测器对混凝反应器中颗粒的粒径进行检测，不至于使颗粒在粒径较小或较大的情况下进行过滤，降低过滤效果。

且，现有技术中，常根据滤网的工作时间确定其是否需要清洗，但是，由于不同压裂返排液中悬浮物的含量不同，且随着处理过程的延续，悬浮物质逐渐被絮凝后排出，压裂返排液中悬浮物质的含量呈现逐渐减少的趋势，若仅仅根据滤网的工作时间确定其是否需要清洗，很容易出现“无用清洗”，或，清洗不及时造成滤网堵塞的现象。本实用新型提供的油气井压裂返排液的处理装置，根据旋转滤网的相对的两表面的压力差信号对滤网上附着的颗粒进行及时清洗，提高了清洗步骤的功效，减少了“无用清洗”的概率，防止滤网的阻塞。

3、本实用新型提供的油气井压裂返排液处理装置，通过化学检测设备的使用，自动控制设备运行，降低了处理成本。

本实用新型对第一反应室内的混凝反应、第二反应室内的氧化模块中压裂返排液的水质参数指标进行实时监控，并将监控信号传递给控制单元，控制单元根据接收到的信号，明确混凝模块需要加入的混凝剂的数量以及氧化模块需要加入的氧化剂的数量，对各部件的开启或关闭进行整体协调，提高了整个处理装置的机械化程度，更利于压裂返排液的规模化处理；且整个处理过程中，减少了人工的参与，降低了处理成本。

4、本实用新型将所述的油气井压裂返排液处理装置置于撬装式箱体内，解决了现今压裂返排液处理装置的拆装繁琐、不利于运输的问题。

采用本实用新型提供的处理装置对压裂返排液的处理效率高于95％。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

图3为本实用新型油气井压裂返排液处理方法实施例一的流程示意图。如图3所示，本实施例中，油气井压裂返排液处理方法包括：

S301：获取压裂返排液。

S302：通过混凝剂使油气井压裂返排液发生混凝反应。

S303：通过氧化剂使压裂返排液发生氧化反应。

S304：将经过混凝反应与氧化反应的压裂返排液排出。

具体地，本实施例所请求保护的油气井压裂返排液处理方法用于在图1所示的油气井压裂返排液处理装置上执行，实现方式及原理相同，不再赘述。

图4为本实用新型撬装式箱体实施例一的结构示意图。如图4所示，本实用新型一实施例还提供一种撬装式箱体40，其中箱体内包括上述各实施例中所记载的油气井压裂反派也处理装置401。

本实用新型实施例提供的压裂返排液处理效果如下表1、表2与图2所示。

表1

表1为混凝工艺处理前后对照表。上述表1中数据为：编号为H7-4、YM35-2C2、KS10和ZG11-H-13的压裂返排液水样经本实用新型提供的处理装置中的混凝反应后，水样中悬浮颗粒物的含量和水样的平均粒径。从表中数据可以看出，上述四个压裂返排液水样经本实用新型提供的混凝反应后，悬浮颗粒物的含量均极大的降低，水样的平均粒径也同样降低。

表2为KS10水样双氧水处理实验对照表。将上述表1中编号为KS10的压裂返排液水样经本实用新型处理装置中的氧化处理，并设置对照试验。表2中为处理水样的来源以及处理过程中过氧化氢的加入量。试验结果为：实验编号为2和3的KS10水样，处理前为土黄色、处理中颜色变浅、处理后水样澄清，处理后水样的澄清度与对照实验相同，且水样中的颗粒物质消失；实验编号4为不加过氧化氢的水样处理，处理前、中、后，水样的颜色无变化、水样中的颗粒物质未减少；试验编号5为未经混凝反应处理的KS10水样，处理前，颜色为锈红色，处理中颜色消失，但含有一定的颗粒物质，处理后仍有少量的颗粒物质残留。

表2

通过上述试验可知，采用本申请提供的处理装置(包括混凝反应器和高级氧化池)对压裂返排液进行处理，可同时去除其中的悬浮颗粒物和有机污染物，得到澄清的水样。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。另外，上述实施例中的“第一”、“第二”等是用于区分各实施例，而并不代表各实施例的优劣。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本实用新型的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个实用新型方面中的一个或多个，在上面对本实用新型的示例性实施例的描述中，本实用新型的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的装置解释成反映如下意图：即所要求保护的本实用新型要求比在每个实施例中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的实施例书所反映的那样，实用新型方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的实施例书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个实施例本身都作为本实用新型的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的装置中的部件进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个装置中。可以把实施例中的部件组合成一个部件，以及此外可以把它们分成多个子部件。除了这样的特征中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的实施例、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何装置的所有部件进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的实施例、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的实施例书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。本实用新型的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以它们的组合实现。

应该注意的是上述实施例对本实用新型进行说明而不是对本实用新型进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附实施例的范围的情况下可设计出替换实施例。在实施例中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对实施例的限制。单词“包含”不排除存在未列在实施例中的部件或组件。位于部件或组件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件或组件。本实用新型可以借助于包括有若干不同部件的装置来实现。在列举了若干部件的实施例中，这些部件中的若干个可以是通过同一个部件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

本实用新型中所述的数值范围包括此范围内所有的数值，并且包括此范围内任意两个数值组成的范围值。例如，“第一滤网的过滤精度为50～1000μm”，此数值范围包括50～1000之间所有的数值，并且包括此范围内任意两个数值(例如：100、500)组成的范围值(100-500)；本实用新型所有实施例中出现的同一指标的不同数值，可以任意组合，组成范围值。

本实用新型实施例和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于实施例中通过引用关系得到的组合。通过实施例和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本实用新型的保护范围。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。