[实用新型]一种撬装页岩油气压裂返排液处理装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及油气开采中的污水处理领域，具体涉及一种撬装页岩油气压裂返排液处理装置。

背景技术

压裂作业是页岩油气等非常规油气资源增产的一项主要措施，它是利用压裂车组以高压将压裂液注入地层并形成裂缝，从而显著改善地层的导流能力，使油气资源顺利产出，达到增产的目的。

压裂液中添加了大量的化学药剂，包括稠化剂、破胶剂、交联剂、助排剂、缓冲剂等水处理剂。经过与地层的反应，返排至地面的液体称为压裂返排液。其具有粘度大、稳定性高、悬浮物多、矿化度高和成分复杂等特点。若不进行妥善处理，对井场周边的土壤环境和水资源环境将造成极大的污染和破坏。

据统计，页岩油气单井压裂返排液的产生量最高达6000-10000m³，由此可见，页岩油气开发产生的压裂返排液量较常规油气井要大得多，普遍存在“措施规模大、返排液量高、后期地层出水量多”等特点，压裂返排液的污染治理是目前页岩油气勘探开发亟待解决的重要问题。

由于配制压裂液需要大量的淡水资源，而国内页岩油气开发区块基本位于山区，道路崎岖，淡水资源相对匮乏。因此，将压裂返排液经过处理后满足压裂液的重新配制要求，即可同时解决日趋严重的供水和环保问题，对保障页岩油气的可持续发展具有重要意义。

目前，页岩油气压裂返排液的处理装置的功能还不够完善，由于压裂返排液成分的复杂性和多样性以及现场施工个困难，现有装置普遍存在以下问题：1.装置可移动性差，难以在施工现场搬运，不适合开发页岩油气实际生产的需要；2.处理装置的处理成本过高，添加大量化学药剂，存在严重的二次污染；3.处理装置的集成工艺单一，对于高污染的压裂返排液处理效果不稳定，易受水质与区块的变化的影响。

实用新型内容

针对现有压裂返排液处理装置中存在的诸多不足，本实用新型的目的是提供一种撬装页岩油气压裂返排液处理装置，该装置可移动性强，处理工艺多样，处理效果稳定，处理成本低，不受水质变化影响，可重复利用压裂返排液，对淡水资源依赖性小。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的技术方案是：

一种撬装页岩油气压裂返排液处理装置，包括撬装成一个整体的化学处理单元、电絮凝处理单元、沉降处理单元、管式自动过滤处理单元、臭氧催化氧化处理单元、滤芯过滤处理单元、离心脱固处理单元和自动控制单元，所述的化学处理单元通过管道依次连接电絮凝处理单元、沉降处理单元、管式自动过滤处理单元、臭氧催化氧化处理单元和滤芯过滤处理单元，所述的电絮凝处理单元通过管道与储液池连接，离心脱固处理单元通过管道分别连接沉降处理单元、管式自动过滤处理单元和滤芯过滤处理单元，化学处理单元还通过管道分别连接臭氧催化氧化处理单元和滤芯过滤处理单元。

作为本实用新型的进一步改进，所述的化学处理单元包括pH调节罐、絮凝剂反应罐、助凝剂反应罐、氧化剂反应罐、搅拌器和计量泵，该单元通过pH剂、絮凝剂、助凝剂、氧化剂等多种化学药剂的投加、配制及计量，降低处理难度，从而达到预处理的效果。

作为本实用新型的进一步改进，所述的电絮凝处理单元包括进水管、吸水泵、1#管道混合器和电絮凝反应器，该单元通过进水管和吸水泵从储液池中吸入压裂返排液，并利用1#管道混合器使pH剂、絮凝剂、助凝剂等化学药剂混合均匀，接着在电絮凝反应器中发生氧化反应而产生金属离子，经过水解、聚合及亚铁的氧化反应生成各种絮凝剂，使水中的胶状物质在絮凝剂的作用下失去稳定性，从而达到去除悬浮物的效果。

作为本实用新型的进一步改进，所述的沉降处理单元包括沉降箱、刮渣机、刮泥机和1#液位计，该单元通过自然沉降原理，使压裂返排液中微粒发生聚集，形成密度小于水的悬浮体和密度大于水的污泥体，在浮力和重力的作用下分别由刮渣机和刮泥机去除，从而达到沉降分离的效果。

作为本实用新型的进一步改进，所述的管式自动过滤处理单元包括1#离心泵和管式过滤器等部件，通过管式过滤器中的两级滤网过滤，进一步去除上级单元剩余的悬浮物，同时可利用差压控制来清洗滤网，从而达到延长使用寿命的效果。

作为本实用新型的进一步改进，所述的臭氧催化氧化处理单元包括2#管道混合器、超声波发生器、氧化反应罐、尾气回收器、缓冲水箱、臭氧发生器和1#空压机，该单元通过2#管道混合器使氧化剂混合均匀，进行初步氧化，同时利用臭氧与活性炭联用技术，并辅以超声波的协同，大量产生化学活性极强的羟基自由基和臭氧氧化剂将污染物进一步氧化，从而达到去除难降解有机物的效果。