移动式井下作业返排液/残液处理装置及施工现场处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种移动式井下作业返排液/残液处理装置及施工现场处理方法，该移动式井下作业返排液/残液处理装置包括泵送装置、电絮凝单元、联合降解单元和蒸发结晶单元，各单元之间通过工艺连接管汇相连接，工艺连接管汇均由管道/管路与阀门组成。泵送装置将井下作业返排液/残液泵送至电絮凝单元，联合降解单元接收电絮凝单元经电絮凝沉淀后的液体，利用超声波空化，除去返排液/残液中的有机污染物，再经电氧化处理，将有机物分解为CO

【技术实现步骤摘要】
移动式井下作业返排液/残液处理装置及施工现场处理方法
本专利技术涉及油气田开发领域，尤其是一种移动式井下作业返排液/残液处理装置及施工现场处理方法。
技术介绍
井下作业是油气田勘探开发过程中的重要环节。在试油、修井、酸化、压裂等多种施工作业中常伴随返排液/残液产生，其组成主要包括：地层水、含油污水、压井液、压裂液、残酸、漏失泥浆以及上述多种液体的混合物等，这些返排液/残液种类多样、成分复杂且交替变化，其处理难度大，是油田较难处理的残液之一。目前国内对其采取的处理方法主要分为三大类：物理、化学和生物方法。物理方法主要是对附体悬浮颗粒状油脂进行去除，但存在难以去除可溶性有害物质的缺点。化学方法是经过混凝法、氧化还原法、铁/碳电解法等进行处理，混凝法不能很好的处理COD；氧化还原法在反应同时引入大量离子，进而可能对液体产生二次污染；铁/碳电解法主要是各种方法的集合，包括絮凝、氧化、还原、络合和电沉积等，其存在需要酸化水降低pH值，增加处理成本，且填料表面长时间使用后容易产生钝化或板结现象，导致装置处理能力逐渐下降，污染负荷增大。生物学方法是通过使用微生物技术处理废水，具有有机污染物完全降解，微生物来源充分，环境适应能力强等优点，但其缺点是不能单独使用该方法，需要结合化学工艺来完成，并且所需时间较长，同时优势菌种的寻找也是一个难题。随着我国石油开发技术的进步和国家新环保法的深入推行，返排残液的处理限制了原有开采的进程。而针对井下作业领域所涉及的“措施返排废液、高矿化度地层水和含油污水等”尚未开展系统化、专业化的环保型处理技术研究。
技术实现思路
针对上述现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种移动式井下作业返排液/残液处理装置及施工现场处理方法，使返排液/残液无害排放。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种移动式井下作业返排液/残液处理装置，包括泵送装置、电絮凝单元、联合降解单元和蒸发结晶单元，处理装置动力来源由施工现场发电机提供，各单元之间通过工艺连接管汇相连接，工艺连接管汇均由管道/管路与阀门组成，所有设备和控制单元采用整体模块化结构设计，共同橇装式安装于运输平板上；所述泵送装置用于将井下作业返排液/残液泵送至电絮凝单元；所述电絮凝单元包括依次连接的电絮凝装置、叠螺式压滤机和固废收集装置，所述电絮凝装置用于将泵送装置泵送的返排液/残液中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀，同时使带电污染物颗粒被电极中和而脱稳聚沉；叠螺式压滤机用于将电絮凝装置中形成的絮凝沉淀物进行压缩脱水，得到固体废物；固废收集装置用于将经过叠螺式压滤机的固体废物进行沉淀分离和脱水；所述联合降解单元包括超声波空化装置、电氧化降解装置；超声波空化装置接收电絮凝装置经电絮凝沉淀后的液体和叠螺式压滤机脱出的水分，利用超声波空化，除去返排液/残液中的有机污染物，再经电氧化降解装置电氧化处理，将有机物分解为CO2和H2O，处理后的液体进入后续蒸发结晶单元，处理后形成的含水微固相沉淀返回叠螺式压滤机将联合降解装置中形成的微固相沉淀物经叠螺式压滤机进行压缩脱水，叠螺式压滤机脱出的水分再循环到超声波空化装置，得到固体废物进入固废收集装置；所述蒸发结晶单元包括依次连接的换热器、低温蒸发结晶装置和结晶盐收集装置，换热器接收经电氧化降解装置电氧化处理后的液体，对液体进行预加热；低温蒸发结晶装置对预加热的液体通过热水和冷空气的直接接触，实现气体的加热增湿、液体蒸发变为蒸汽、无机盐结晶；结晶盐收集装置用于收集经低温蒸发结晶装置处理后产生的复合无机盐盐结晶。所述叠螺式压滤机采用含水絮凝沉淀物在前进的过程中，随着滤缝及螺距的逐渐变小被不断挤压，达到脱水。所述电絮凝装置采用电絮凝原理，在电场的作用下，阳极产生电子形成微絮凝剂——铁或铝的氢氧化物，废水中悬浮的颗粒、胶体污染物在絮凝剂作用下失去稳定性，脱稳后的污染物颗粒和微絮凝剂之间相互碰撞，不投加任何氧化剂或还原剂，结合成肉眼可见的大絮体。上述移动式井下作业返排液/残液处理装置的施工现场处理方法，包括以下步骤：步骤一：施工现场连接管线，并启动动力系统，打开管道阀门；步骤二：井下作业施工过程中产出的各种返排液/残液，通过管道与阀门的控制，经过工艺连接管汇，由泵送装置输送至电絮凝单元，将井下作业返排液/残液通过泵送装置输送至电絮凝单元；步骤三：在电絮凝单元中，返排液/残液中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀，同时使带电污染物颗粒被电极中和而脱稳聚沉，经电絮凝沉淀后的液体进入后续联合降解单元，形成的多种含水沉淀物进入叠螺式压滤机，随着滤缝及螺距的逐渐变小被不断挤压，达到充分脱水的目的，被脱出的水分进入联合降解单元，脱水后得到的固体废物进入固废收集装置；步骤四：在联合降解单元中，液体通过超声波空化装置和电氧化降解装置，在超声波空化作用和电氧化作用的联合作用下，最大限度地提高液体中有机物的降解反应强度和反应速率，将有机物分解为CO2和H2O，处理后的液体进入后续蒸发结晶单元，处理后形成的含水微固相沉淀进入叠螺式压滤机，在前进的过程中，随着滤缝及螺距的逐渐变小被不断挤压，达到充分脱水的目的，被脱出的水分再次进入联合降解单元，脱水后得到的固体废物进入固废收集装置；步骤五：在蒸发结晶单元中，液体首先流经换热器得到预加热，再进入低温蒸发结晶单元装置，利用空气在不同温度下饱和含湿量不同的特征，通过热水和冷空气的直接接触在液体和空气之间建立传质传热关系，实现气体的加热增湿、液体蒸发、无机盐结晶，得到的蒸汽进行空放处理，得到的复合结晶盐则由结晶收集装置进行收集；步骤六：做好固废收集和结晶收集的集中处理收尾工作。所述步骤二中井下作业是指试油作业、修井作业、酸化作业或压裂作业。本专利技术的有益效果是：本专利技术通过电絮凝技术、联合降解技术和低温蒸发结晶技术实现井下作业返排液/残液高效绿色环保处理，整体处理过程中无化学药剂添加，不形成二次化学污染，且可实现现场废液零排放，去除彻底，处理成本低，只需一次性对设备进行设备投资，处理能力能够达到30m3/d。此外，移动式井下作业施工现场返排液/残液处理装置采用撬装式设计，实现设备的灵活机动调运，占地面积小，设备简单，设备维护简单，只需要改变电场的外加电压就能控制运行条件的改变，很容易实现自动化控制，特别适用于野外作业现场。附图说明图1是本专利技术移动式井下作业返排液/残液处理装置及处理流程示意图。图中：Ⅰ—泵送装置、Ⅱ—电絮凝单元、Ⅲ—联合降解单元、Ⅳ—蒸发结晶单元。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通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，均属于本专利技术的保护范围。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本专利技术中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种移动式井下作业返排液/残液处理装置，其特征在于，包括泵送装置(Ⅰ)、电絮凝单元(Ⅱ)、联合降解单元(Ⅲ)和蒸发结晶单元(Ⅳ)，处理装置动力来源由施工现场发电机提供，各单元之间通过工艺连接管汇相连接，工艺连接管汇均由管道/管路与阀门组成，所有设备和控制单元采用整体模块化结构设计，共同橇装式安装于运输平板上；/n所述泵送装置(Ⅰ)用于将井下作业返排液/残液泵送至电絮凝单元(Ⅱ)；/n所述电絮凝单元(Ⅱ)包括依次连接的电絮凝装置(1)、叠螺式压滤机(2)和固废收集装置(3)，所述电絮凝装置(1)用于将泵送装置(Ⅰ)泵送的返排液/残液中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀，同时使带电污染物颗粒被电极中和而脱稳聚沉；叠螺式压滤机(2)用于将电絮凝装置(1)中形成的絮凝沉淀物进行压缩脱水，得到固体废物；固废收集装置(3)用于将经过叠螺式压滤机(2)的固体废物进行沉淀分离和脱水；/n所述联合降解单元(Ⅲ)包括超声波空化装置(4)、电氧化降解装置(5)；超声波空化装置(4)接收电絮凝装置(1)经电絮凝沉淀后的液体和叠螺式压滤机(2)脱出的水分，利用超声波空化，除去返排液/残液中的有机污染物，再经电氧化降解装置(5)电氧化处理，将有机物分解为CO...

【技术特征摘要】
1.一种移动式井下作业返排液/残液处理装置，其特征在于，包括泵送装置(Ⅰ)、电絮凝单元(Ⅱ)、联合降解单元(Ⅲ)和蒸发结晶单元(Ⅳ)，处理装置动力来源由施工现场发电机提供，各单元之间通过工艺连接管汇相连接，工艺连接管汇均由管道/管路与阀门组成，所有设备和控制单元采用整体模块化结构设计，共同橇装式安装于运输平板上；
所述泵送装置(Ⅰ)用于将井下作业返排液/残液泵送至电絮凝单元(Ⅱ)；
所述电絮凝单元(Ⅱ)包括依次连接的电絮凝装置(1)、叠螺式压滤机(2)和固废收集装置(3)，所述电絮凝装置(1)用于将泵送装置(Ⅰ)泵送的返排液/残液中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀，同时使带电污染物颗粒被电极中和而脱稳聚沉；叠螺式压滤机(2)用于将电絮凝装置(1)中形成的絮凝沉淀物进行压缩脱水，得到固体废物；固废收集装置(3)用于将经过叠螺式压滤机(2)的固体废物进行沉淀分离和脱水；
所述联合降解单元(Ⅲ)包括超声波空化装置(4)、电氧化降解装置(5)；超声波空化装置(4)接收电絮凝装置(1)经电絮凝沉淀后的液体和叠螺式压滤机(2)脱出的水分，利用超声波空化，除去返排液/残液中的有机污染物，再经电氧化降解装置(5)电氧化处理，将有机物分解为CO2和H2O，处理后的液体进入后续蒸发结晶单元(Ⅳ)，处理后形成的含水微固相沉淀返回叠螺式压滤机(2)将联合降解装置中形成的微固相沉淀物经叠螺式压滤机(2)进行压缩脱水，叠螺式压滤机(2)脱出的水分再循环到超声波空化装置(4)，得到固体废物进入固废收集装置(3)；
所述蒸发结晶单元(Ⅳ)包括依次连接的换热器(6)、低温蒸发结晶装置(7)和结晶盐收集装置(8)，换热器(6)接收经电氧化降解装置(5)电氧化处理后的液体，对液体进行预加热；低温蒸发结晶装置(7)对预加热的液体通过热水和冷空气的直接接触，实现气体的加热增湿、液体蒸发变为蒸汽、无机盐结晶；结晶盐收集装置(8)用于收集经低温蒸发结晶装置(7)处理后产生的复合无机盐盐结晶。


2.根据权利要求1所述移动式井下作业返排液/残液处理装置，其特征在于，所述叠螺式压滤机(2)采用含水絮凝沉淀物在前进的过程中，随着滤缝及螺距的逐渐变小被不断挤压，达到脱水。


3.根据权利要求1所述移动式井下作业返排液/残液处理装置，其特征在于，所述电絮...

【专利技术属性】
技术研发人员：提云，孙海林，娄新春，徐克彬，仪忠建，李进，张伟，杨小涛，夏丽萍，杨昱，杜鑫芳，张馨渊，夏天宝，贺兴伟，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，中国石油天然气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12