一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型為一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，包括波動(dòng)平衡裝置、旋流除砂裝置、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置；波動(dòng)平衡裝置依次通過管路連接旋流除砂裝置、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器、儲(chǔ)水罐、提升泵及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置；在連接旋流除砂裝置和消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器的管路上，通過一分支管路連接有加藥罐。本實(shí)用新型將波動(dòng)平衡、除砂、消泡反應(yīng)、重金屬離子分離及去除、膜法處理幾種原理有機(jī)結(jié)合，處理后水質(zhì)可達(dá)到壓裂液配水回用的目的，節(jié)約了水資源。同時(shí)，整套裝置處理效率高，清理維護(hù)方便。
【專利說明】一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是關(guān)于一種頁巖氣壓裂返排廢液的處理裝置，尤其涉及一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]頁巖氣不同于常規(guī)儲(chǔ)層氣藏，必須對(duì)儲(chǔ)層進(jìn)行壓裂才能實(shí)現(xiàn)有效開采。最常用的頁巖氣壓裂技術(shù)主要集中在水力壓裂領(lǐng)域。水力壓裂即借助高壓將大量水、砂子以及化學(xué)物質(zhì)的混合物通過鉆孔打入地下目標(biāo)儲(chǔ)層，對(duì)其進(jìn)行壓裂破碎，將其中的天然氣儲(chǔ)備釋放出來的開采方法。
[0003]水力壓裂方法帶來了油氣產(chǎn)量的大幅提高，但是，同時(shí)也產(chǎn)生了大量的回流水，這些回流水中含有烴類及其他化學(xué)物質(zhì)、重金屬、地層水以及壓裂井中隨著氣體回到地面的壓裂返排廢水等等。頁巖氣的開采不可避免地消耗了大量的水資源，并危害了環(huán)境。其中，頁巖氣壓裂返排廢液是一種難處理的高鹽高氯有機(jī)廢水，水量大，成分復(fù)雜，可生化性差，如果采用單一的物理或化學(xué)方法很難滿足處理要求，探尋出一種高效實(shí)用的頁巖氣壓裂返排廢液處理工藝勢(shì)在必行。
[0004]由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，將物理與化學(xué)方法有效結(jié)合，處理后水質(zhì)可達(dá)到壓裂液配水回用的目的，節(jié)約了水資源。
[0006]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，整套裝置處理效率高，清理維護(hù)方便。
[0007]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，包括波動(dòng)平衡裝置、旋流除砂裝置、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置；波動(dòng)平衡裝置依次通過管路連接旋流除砂裝置、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器、儲(chǔ)水罐、提升泵及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置；在連接旋流除砂裝置和消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器的管路上，通過一分支管路連接有加藥罐。
[0008]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，波動(dòng)平衡裝置包括外罐體和固定于外罐體內(nèi)的內(nèi)罐體,所述內(nèi)、外罐體的上端均為敞開端；所述內(nèi)罐體上部為圓柱形、下部為上大下小的圓錐形；內(nèi)罐體的圓柱形外壁相對(duì)兩側(cè)與外罐體內(nèi)壁之間對(duì)稱豎直設(shè)置有兩個(gè)隔板，所述隔板將外罐體上部分隔為第一容置空間和第二容置空間，兩容置空間在隔板下方相互連通；內(nèi)罐體底部設(shè)有延伸到外罐體外部的第一排污口 ；在第一容置空間的內(nèi)罐體側(cè)壁上設(shè)有一沿著內(nèi)罐體外側(cè)從下向上延伸的溢流通道，溢流通道的下部開口設(shè)在內(nèi)罐體側(cè)壁上且距離內(nèi)罐體圓柱形底部一定高度的位置，溢流通道的上部開口低于內(nèi)罐體的頂部；一進(jìn)水管沿著內(nèi)罐體圓柱形側(cè)壁的切線方向設(shè)置，形成連通到內(nèi)罐體內(nèi)腔的切向進(jìn)水管；外罐體的底部設(shè)有第二排污口，在第二容置空間的外罐體側(cè)壁上距離底部一定高度處設(shè)有出水□。
[0009]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，溢流通道由固定設(shè)置在內(nèi)罐體外壁并與內(nèi)罐體外壁具有間隙的一豎直圍板構(gòu)成；所述圍板的底部和兩側(cè)部焊接在內(nèi)罐體外壁，在內(nèi)罐體外壁與圍板之間的間隙部形成所述溢流通道，圍板的頂部低于內(nèi)罐體頂部，形成溢流通道的上部開口 ；內(nèi)罐體側(cè)壁上對(duì)應(yīng)溢流通道底部設(shè)有連通溢流通道和內(nèi)罐體內(nèi)腔的弧形開口，弧形開口形成所述溢流通道的下部開口。
[0010]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，外罐體上部為方形，下部為漏斗形；內(nèi)罐體的第一排污口伸出外罐體的漏斗形底部。
[0011]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，進(jìn)水管從外罐體側(cè)壁穿入并橫穿過內(nèi)罐體，在靠近內(nèi)罐體兩側(cè)壁處的進(jìn)水管上連接兩個(gè)分支進(jìn)水管，分支進(jìn)水管從內(nèi)罐體側(cè)壁切向伸進(jìn)內(nèi)罐體內(nèi)，進(jìn)水管直管段末端用盲板封閉。
[0012]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，內(nèi)罐體上部的側(cè)壁設(shè)有排油口，且排油口伸出到外罐體外；外罐體上部的側(cè)壁上設(shè)有溢流口。
[0013]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器包括一圓筒形旋流混合反應(yīng)室，所述圓筒形旋流混合反應(yīng)室中部的側(cè)壁設(shè)有切向進(jìn)水管，切向進(jìn)水管的進(jìn)水端設(shè)有與其連通的加藥管，加藥管與所述分支管路連接；旋流混合反應(yīng)室內(nèi)壁設(shè)有呈螺旋狀設(shè)置的導(dǎo)流葉片，旋流混合反應(yīng)室的頂部固定設(shè)有消泡板，所述消泡板上貫通設(shè)有多個(gè)均勻分布的消泡縫；旋流混合反應(yīng)室的上部外側(cè)圍設(shè)有圓形、敞口的溢流室，所述消泡板位于溢流室內(nèi)；所述溢流室的底部設(shè)有與切向進(jìn)水管連通的回流管；旋流混合反應(yīng)室的中下部外側(cè)圍設(shè)有反應(yīng)沉降室，旋流混合反應(yīng)室底部設(shè)有與反應(yīng)沉降室導(dǎo)通的沉降出口 ；反應(yīng)沉降室底部設(shè)有排污口，反應(yīng)沉降室上部設(shè)有出水口。
[0014]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，旋流混合反應(yīng)室頂部設(shè)有法蘭，所述消泡板通過螺栓與法蘭固定連接；消泡板上均勻分布有多個(gè)大小相同的透孔，與每個(gè)透孔對(duì)應(yīng)的位置，通過固定筋固定連接有一上大下小的消泡錐，所述消泡錐的中心與對(duì)應(yīng)的透孔的中心同軸，消泡錐的外徑小于透孔的內(nèi)徑，消泡錐的外圓與透孔之間形成縫隙構(gòu)成所述消泡縫。
[0015]在本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施方式中，所述消泡錐呈圓錐形狀，消泡錐的尖端朝下。
[0016]由上所述，本實(shí)用新型將波動(dòng)平衡、除砂、消泡反應(yīng)、重金屬離子分離及去除、膜法處理幾種原理有機(jī)結(jié)合，處理后水質(zhì)可達(dá)到壓裂液配水回用的目的，節(jié)約了水資源。同時(shí)，整套裝置處理效率高，清理維護(hù)方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]以下附圖僅旨在于對(duì)本實(shí)用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實(shí)用新型的范圍。其中:
[0018]圖1:為本實(shí)用新型整體管路連接示意圖。
[0019]圖2:為本實(shí)用新型中波動(dòng)平衡裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3:為本實(shí)用新型中波動(dòng)平衡裝置的俯視圖。
[0021]圖4:為本實(shí)用新型中波動(dòng)平衡裝置的左視圖。
[0022]圖5:為本實(shí)用新型中消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6:為消泡板的剖面圖。
[0024]圖7:為消泡板的俯視圖。
[0025]圖8:為圖7中I處的放大視圖。
[0026]圖9:為圖8中A-A截面的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0027]為了對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照【專利附圖】

【附圖說明】本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】。
[0028]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置100，包括波動(dòng)平衡裝置1、旋流除砂裝置2、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器3及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置4 ;波動(dòng)平衡裝置I依次通過管路連接旋流除砂裝置2、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器
3、儲(chǔ)水罐5、提升泵6及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置4 ;本實(shí)施方式中采用兩個(gè)并聯(lián)的旋流除砂裝置2，在連接旋流除砂裝置2和消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器3的管路上，通過一分支管路8連接有加藥罐9，加藥罐9中設(shè)有消泡劑和離子反應(yīng)劑。
[0029]具體的，加藥罐9中的離子反應(yīng)劑為:重金屬離子沉降劑、氫氧化鈉、絮凝劑的混合物，用量分別為:5-10g/l、3-6g/l、20-50g/l。
[0030]頁巖氣壓裂返排液從管道進(jìn)入波動(dòng)平衡裝置1，經(jīng)過波動(dòng)平衡裝置的流量和壓力調(diào)節(jié)，達(dá)到流量和壓力的穩(wěn)定后經(jīng)管道進(jìn)入旋流除砂器2，通過旋流除砂器分離出大量固體物質(zhì)，固體顆粒物從a處管道排出(如圖1所示)，液體物質(zhì)則從b處管道進(jìn)入消泡式混合反應(yīng)器3中進(jìn)行消泡，同時(shí)配好的消泡劑和離子反應(yīng)劑則在加藥罐9中通過管道8被吸入到混合反應(yīng)器3中，消泡處理的同時(shí)離子反應(yīng)劑與水中重金屬充分混合反應(yīng)，生成可被濾除的沉淀物。處理后的水通過管道進(jìn)入到儲(chǔ)水罐5中。儲(chǔ)水罐5中的水通過提升泵6經(jīng)管道進(jìn)入動(dòng)態(tài)膜過濾裝置4進(jìn)一步處理，動(dòng)態(tài)膜過濾裝置4中的筑膜劑根據(jù)水質(zhì)要求調(diào)節(jié)孔隙度，通過優(yōu)選合適的筑膜劑，徹底濾除微小沉淀物及懸浮物；具體過程是將按一定比例配制的復(fù)合筑膜劑溶液同原液混合，在一定條件下，含有一定濃度筑膜劑的原水通過基膜時(shí)，筑膜劑在基膜表面形成具有分離性能的濾餅層，亦稱次生膜。在過濾過程中，次生膜攔截、吸附濾漿中的異相成份而將其濾除。通過筑膜劑的動(dòng)態(tài)添加，使濾層中筑膜劑與濾渣交錯(cuò)互混，濾層表面伴隨著濾漿中顆粒物的濾除而更新，降低了濾層阻力增長(zhǎng)速度，避免濾層表面形成致密薄膜，使濾層始終保持良好的液體透過性，有效地保證了流量的相對(duì)穩(wěn)定和過濾的精度。過濾周期結(jié)束后，次生膜連同污染物一同排出系統(tǒng)，不造成二次污染，系統(tǒng)進(jìn)行下一個(gè)周期的次生膜再生，如此循環(huán)。處理后的清水通過c處管道輸出，并直接用于壓裂配水，產(chǎn)生的濾餅干渣則排放到油田現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)渣池進(jìn)行集中處理。本實(shí)用新型將波動(dòng)平衡、除砂、消泡反應(yīng)、重金屬離子分離及去除、膜法處理幾種原理有機(jī)結(jié)合，處理后水質(zhì)可達(dá)到壓裂液配水回用的目的，節(jié)約了水資源。同時(shí)，處理效率高，清理維護(hù)方便。
[0031]進(jìn)一步，如圖2、圖3及圖4所示，波動(dòng)平衡裝置I包括外罐體11和固定于外罐體內(nèi)的內(nèi)罐體12，內(nèi)、外罐體的上端均為敞開端；內(nèi)罐體12上部為圓柱形、下部為上大下小的圓錐形；內(nèi)罐體12的圓柱形外壁相對(duì)兩側(cè)與外罐體11內(nèi)壁之間對(duì)稱豎直設(shè)置有兩個(gè)隔板13，兩個(gè)隔板13將外罐體11上部分隔為第一容置空間14和第二容置空間15，兩容置空間在隔板13下方相互連通；內(nèi)罐體12底部設(shè)有延伸到外罐體11外部的第一排污口 16 ;在第一容置空間14的內(nèi)罐體12側(cè)壁上設(shè)有一沿著內(nèi)罐體外側(cè)從下向上延伸的溢流通道17，溢流通道17的下部開口 171設(shè)在內(nèi)罐體12側(cè)壁上且距離內(nèi)罐體圓柱形底部一定高度的位置，溢流通道17的上部開口 172低于內(nèi)罐體12的頂部；一進(jìn)水管18沿著內(nèi)罐體12圓柱形側(cè)壁的切線方向設(shè)置，形成連通到內(nèi)罐體內(nèi)腔的切向進(jìn)水管；外罐體11的底部設(shè)有第二排污口 19，在第二容置空間15的外罐體11側(cè)壁上距離底部一定高度處設(shè)有出水口 110。
[0032]進(jìn)一步，溢流通道17由固定設(shè)置在內(nèi)罐體12外壁并與內(nèi)罐體外壁具有間隙的一豎直圍板111構(gòu)成；圍板111的底部和兩側(cè)部焊接在內(nèi)罐體12外壁，在內(nèi)罐體12外壁與圍板111之間的間隙部形成溢流通道17，圍板111的頂部低于內(nèi)罐體頂部，形成溢流通道17的上部開口 172 ;內(nèi)罐體12側(cè)壁上對(duì)應(yīng)溢流通道17底部設(shè)有連通溢流通道和內(nèi)罐體內(nèi)腔的弧形開口，弧形開口形成溢流通道17的下部開口 171。
[0033]該波動(dòng)平衡裝置的作用是當(dāng)來液壓力、流量波動(dòng)較大時(shí)，通過壓力和流量的調(diào)節(jié)給下一流程提供穩(wěn)定的液流；具體工作過程為:來液從進(jìn)水管18進(jìn)入裝置的內(nèi)罐體12，通過切向進(jìn)水管的作用，在內(nèi)罐體12內(nèi)形成旋流，一方面使壓力得到釋放，另一方面頁巖氣壓裂返排液中的部分巖屑和砂粒，迅速沉降到內(nèi)罐體12底部的第一排污口 16，初步除固的液體則通過溢流通道的下部開口 171(即內(nèi)罐體12側(cè)壁上的弧形開口)進(jìn)入溢流通道17內(nèi)(即進(jìn)入圍板111和內(nèi)罐體12外壁之間停留)，當(dāng)液面的高度高于溢流通道17的上部開口172 (即高于圍板111的頂部高度)時(shí)溢流出來，進(jìn)入外罐體11的第一容置空間14內(nèi)；隨后液體從外罐體11底部繞過隔板13，進(jìn)入第二容置空間15內(nèi)，在隔板13的攔截和緩沖作用下，液流壓力和流量進(jìn)一步平穩(wěn)；最后液體從第二容置空間15中的出水口 110流出。出水口 110與溢流通道17相對(duì)設(shè)置在兩個(gè)容置空間內(nèi)，以及采用溢流通道17，其目的都是延長(zhǎng)液流通道，獲得更平穩(wěn)的液流。此外，沉降在外罐體11底部的巖屑和砂粒則通過第二排污口 19排出。
[0034]進(jìn)一步，外罐體11上部為方形，下部為漏斗形；內(nèi)罐體12的第一排污口 16伸出外罐體11的漏斗形底部；如圖2所示，內(nèi)罐體12的錐形底部焊接在外罐體11的漏斗形底部；外罐體11底部設(shè)有支腿114。如圖3、圖4所示，進(jìn)水管18從外罐體11側(cè)壁穿入并橫穿過內(nèi)罐體12，在靠近內(nèi)罐體12兩側(cè)壁處的進(jìn)水管18上通過法蘭連接或焊接兩個(gè)分支進(jìn)水管181，兩個(gè)分支進(jìn)水管181從內(nèi)罐體12側(cè)壁切向伸進(jìn)內(nèi)罐體內(nèi)形成切向進(jìn)水管，進(jìn)水管18直管段末端用盲板封閉。切向進(jìn)水管的設(shè)置可以使液流在進(jìn)入內(nèi)罐體時(shí)產(chǎn)生旋流，加速巖屑、砂粒與液體的分離、沉降速度。
[0035]進(jìn)一步，如圖3、圖4所示，內(nèi)罐體12上部的側(cè)壁設(shè)有排油口 112，且排油口 112伸出到外罐體11外；在內(nèi)罐體12上層液面堆積的一定厚度的油定期從排油口 112排出。外罐體11上部的側(cè)壁上設(shè)有溢流口 113 ;多余的液流經(jīng)過該溢流口 113回流至裝置的前端，正常液流可以進(jìn)入下級(jí)處理。
[0036]進(jìn)一步，如圖5所示，消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器3，包括一圓筒形旋流混合反應(yīng)室31，圓筒形旋流混合反應(yīng)室31中部的側(cè)壁設(shè)有切向進(jìn)水管32，切向進(jìn)水管32沿著旋流混合反應(yīng)室31側(cè)壁的切線方向設(shè)置；切向進(jìn)水管32的進(jìn)水端設(shè)有與其連通的加藥管33，加藥管33與分支管路8連接；旋流混合反應(yīng)室31內(nèi)壁焊接設(shè)有呈螺旋狀設(shè)置的導(dǎo)流葉片312，旋流混合反應(yīng)室31的頂部固定設(shè)有消泡板35，消泡板35上貫通設(shè)有多個(gè)均勻分布的消泡縫355(如圖8所示)；旋流混合反應(yīng)室31的上部外側(cè)焊接設(shè)有圓形、敞口的溢流室36，消泡板35位于溢流室36內(nèi)；溢流室36的底部設(shè)有與切向進(jìn)水管32連通的回流管34 ；旋流混合反應(yīng)室31的中下部外側(cè)焊接設(shè)有反應(yīng)沉降室37，旋流混合反應(yīng)室31底部設(shè)有與反應(yīng)沉降室37導(dǎo)通的沉降出口 311 ;反應(yīng)沉降室37上部為圓柱形，底部設(shè)為錐形漏斗并在漏斗底部設(shè)有排污口 371，反應(yīng)沉降室37上部設(shè)有出水口 372。
[0037]該消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器3工作原理如下:經(jīng)過前級(jí)處理的頁巖氣壓裂返排液通過切向進(jìn)水管32進(jìn)入旋流混合反應(yīng)室31，與此同時(shí)，藥劑(如消泡劑、離子反應(yīng)劑)通過加藥管33進(jìn)入切向進(jìn)水管32 ;切向進(jìn)水管32使來液形成切向流進(jìn)入旋流混合反應(yīng)室31，在導(dǎo)流葉片312的作用下產(chǎn)生旋流，藥劑和來液在旋流的作用下進(jìn)行充分的混合，并使重的顆粒物快速沉降。此外，旋流作用有利于氣泡快速上浮、膨脹變大和破裂過程的發(fā)生。來液中一部分氣泡通過消泡劑的作用去掉，一部分氣泡由于浮力作用上升變大，經(jīng)過消泡板35時(shí)，通過消泡縫355的剪切作用將氣泡除掉，液體則在重力作用下重新進(jìn)入旋流混合反應(yīng)室31 ;小部分氣泡通過消泡板35溢流到溢流室36，敞口的溢流室36使來液中的氣泡在溢流室通過壓力釋放而逃逸、破碎，然后通過回流管34進(jìn)入切向進(jìn)水管32進(jìn)行再處理，確保消泡更徹底。產(chǎn)生的部分絮體和砂粒從沉降出口 311進(jìn)入反應(yīng)沉降室37進(jìn)行沉降，未來得及反應(yīng)的混合液，隨著沉降物一起進(jìn)入反應(yīng)沉降室37進(jìn)一步反應(yīng)沉降，確保反應(yīng)和沉降更徹底。較為干凈的水從出水口 372排出；重的顆粒物和生成的重金屬絮體沉降物則通過底部排污口 371定期排出。
[0038]進(jìn)一步，如圖6至圖9所示，旋流混合反應(yīng)室31頂部設(shè)有法蘭，消泡板35通過螺栓與法蘭固定連接；消泡板35上均勻分布有多個(gè)大小相同的透孔351，在與每個(gè)透孔351對(duì)應(yīng)的位置，通過固定筋焊接有一上大下小的消泡錐352，消泡錐352的中心與對(duì)應(yīng)透孔351的中心同軸，消泡錐352的外徑小于透孔351的內(nèi)徑，消泡錐352的外圓與透孔351之間形成縫隙構(gòu)成消泡縫355，消泡縫355的寬度為2-5mm。消泡錐352的大小不變，透孔351的直徑可以根據(jù)來液氣泡直徑分布來確定，從而調(diào)節(jié)消泡縫355的寬度。其中，消泡錐352可以為圓臺(tái)形狀，也可以為圓錐形狀(如圖9所示)，呈圓錐形狀時(shí)消泡錐352的尖端朝下，一方面該結(jié)構(gòu)能對(duì)氣泡形成剪切作用，輔助加藥消泡過程進(jìn)一步消泡；另一方面錐體的尖端可以刺破氣泡。
[0039]在本實(shí)施方式中，均勻分布的多個(gè)透孔351中，每三個(gè)相鄰?fù)缚椎膱A心連線呈正三角形，可以增加透孔分布的密度；固定筋包括長(zhǎng)固定筋353、短固定筋354，長(zhǎng)固定筋353與短固定筋354相互垂直，其中長(zhǎng)固定筋353橫穿過一排透孔351的中心焊接在消泡板35上，短固定筋354焊接在每個(gè)透孔351的圓周兩邊，且位于通過透孔351的圓心與長(zhǎng)固定筋353垂直的直線上，消泡錐352焊接在固定筋上。
[0040]在本實(shí)施方式中，導(dǎo)流葉片312的螺旋角為18° -25°，即導(dǎo)流葉片312與水平面呈18° -25°的傾角。
[0041]在本實(shí)施方式中，切向進(jìn)水管32、加藥管33、排污口 371和出水口 372的接口均設(shè)有鋼制法蘭。油田現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的連接一般采用鋼制管法蘭，采用此設(shè)置可以方便與油田現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備連接。
[0042]該消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器采用切向進(jìn)水管和導(dǎo)流葉片，一方面能使藥劑和液體充分混合，另一方面使重的顆粒物快速沉降。此外，旋流作用有利于氣泡快速上浮、膨脹變大和破裂過程的發(fā)生。消泡板上面均布的各個(gè)透孔與長(zhǎng)、短固定筋和消泡錐共同形成消泡縫，一方面能對(duì)氣泡形成剪切作用，進(jìn)一步消泡；另一方面錐體的尖端可以刺破氣泡。敞口的溢流室使來液中的氣泡在溢流室通過壓力釋放而逃逸、破碎；回流管的設(shè)計(jì)保證溢流室中的氣泡通過回流再次進(jìn)入進(jìn)水管進(jìn)行消泡，確保消泡徹底。反應(yīng)沉降室的設(shè)置，使旋流混合反應(yīng)室中未來得及反應(yīng)的藥劑和來液進(jìn)一步徹底反應(yīng)，然后在反應(yīng)沉降室底部的錐形漏斗中沉降，確保反應(yīng)和沉降更徹底。
[0043]綜上所述，本實(shí)用新型將波動(dòng)平衡、除砂、消泡反應(yīng)、重金屬離子分離及去除、膜法處理幾種原理有機(jī)結(jié)合，處理后水質(zhì)可達(dá)到壓裂液配水回用的目的，節(jié)約了水資源。同時(shí)，整套裝置處理效率高，清理維護(hù)方便。
[0044]以上所述僅為本實(shí)用新型示意性的【具體實(shí)施方式】，并非用以限定本實(shí)用新型的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述波動(dòng)膜法處理裝置包括波動(dòng)平衡裝置、旋流除砂裝置、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置；波動(dòng)平衡裝置依次通過管路連接旋流除砂裝置、消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器、儲(chǔ)水罐、提升泵及動(dòng)態(tài)膜過濾裝置；在連接旋流除砂裝置和消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器的管路上，通過一分支管路連接有加藥罐。
2.如權(quán)利要求1所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述波動(dòng)平衡裝置包括外罐體和固定于外罐體內(nèi)的內(nèi)罐體，所述內(nèi)、外罐體的上端均為敞開端；所述內(nèi)罐體上部為圓柱形、下部為上大下小的圓錐形；內(nèi)罐體的圓柱形外壁相對(duì)兩側(cè)與外罐體內(nèi)壁之間對(duì)稱豎直設(shè)置有兩個(gè)隔板，所述隔板將外罐體上部分隔為第一容置空間和第二容置空間，兩容置空間在隔板下方相互連通；內(nèi)罐體底部設(shè)有延伸到外罐體外部的第一排污口 ；在第一容置空間的內(nèi)罐體側(cè)壁上設(shè)有一沿著內(nèi)罐體外側(cè)從下向上延伸的溢流通道，溢流通道的下部開口設(shè)在內(nèi)罐體側(cè)壁上且距離內(nèi)罐體圓柱形底部一定高度的位置，溢流通道的上部開口低于內(nèi)罐體的頂部；一進(jìn)水管沿著內(nèi)罐體圓柱形側(cè)壁的切線方向設(shè)置，形成連通到內(nèi)罐體內(nèi)腔的切向進(jìn)水管；外罐體的底部設(shè)有第二排污口，在第二容置空間的外罐體側(cè)壁上距離底部一定高度處設(shè)有出水口。
3.如權(quán)利要求2所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述溢流通道由固定設(shè)置在內(nèi)罐體外壁并與內(nèi)罐體外壁具有間隙的一豎直圍板構(gòu)成；所述圍板的底部和兩側(cè)部焊接在內(nèi)罐體外壁，在內(nèi)罐體外壁與圍板之間的間隙部形成所述溢流通道，圍板的頂部低于內(nèi)罐體頂部，形成所述溢流通道的上部開口 ；內(nèi)罐體側(cè)壁上對(duì)應(yīng)溢流通道底部設(shè)有連通溢流通道和內(nèi)罐體內(nèi)腔的弧形開口，弧形開口形成所述溢流通道的下部開口。
4.如權(quán)利要求2所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述外罐體上部為方形 ，下部為漏斗形；內(nèi)罐體的第一排污口伸出外罐體的漏斗形底部。
5.如權(quán)利要求2所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述進(jìn)水管從外罐體側(cè)壁穿入并橫穿過內(nèi)罐體，在靠近內(nèi)罐體兩側(cè)壁處的進(jìn)水管上連接兩個(gè)分支進(jìn)水管，分支進(jìn)水管從內(nèi)罐體側(cè)壁切向伸進(jìn)內(nèi)罐體內(nèi)，進(jìn)水管直管段末端用盲板封閉。
6.如權(quán)利要求2所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述內(nèi)罐體上部的側(cè)壁設(shè)有排油口，且排油口伸出到外罐體外；外罐體上部的側(cè)壁上設(shè)有溢流口。
7.如權(quán)利要求1所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述消泡式重金屬離子混合反應(yīng)器包括一圓筒形旋流混合反應(yīng)室，所述圓筒形旋流混合反應(yīng)室中部的側(cè)壁設(shè)有切向進(jìn)水管，切向進(jìn)水管的進(jìn)水端設(shè)有與其連通的加藥管，加藥管與所述分支管路連接；旋流混合反應(yīng)室內(nèi)壁設(shè)有呈螺旋狀設(shè)置的導(dǎo)流葉片，旋流混合反應(yīng)室的頂部固定設(shè)有消泡板，所述消泡板上貫通設(shè)有多個(gè)均勻分布的消泡縫；旋流混合反應(yīng)室的上部外側(cè)圍設(shè)有圓形、敞口的溢流室，所述消泡板位于溢流室內(nèi)；所述溢流室的底部設(shè)有與切向進(jìn)水管連通的回流管；旋流混合反應(yīng)室的中下部外側(cè)圍設(shè)有反應(yīng)沉降室，旋流混合反應(yīng)室底部設(shè)有與反應(yīng)沉降室導(dǎo)通的沉降出口 ；反應(yīng)沉降室底部設(shè)有排污口，反應(yīng)沉降室上部設(shè)有出水口。
8.如權(quán)利要求7所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述旋流混合反應(yīng)室頂部設(shè)有法蘭，所述消泡板通過螺栓與法蘭固定連接；消泡板上均勻分布有多個(gè)大小相同的透孔，與每個(gè)透孔對(duì)應(yīng)的位置，通過固定筋固定連接有一上大下小的消泡錐，所述消泡錐的中心與對(duì)應(yīng)的透孔的中心同軸，消泡錐的外徑小于透孔的內(nèi)徑，消泡錐的外圓與透孔之間形成縫隙構(gòu)成所述消泡縫。
9.如權(quán)利要求8所述的用于頁巖氣壓裂返排廢液的波動(dòng)膜法處理裝置，其特征在于:所述消泡錐呈圓錐形 狀，消泡錐的尖端朝下。
【文檔編號(hào)】C02F1/44GK203959959SQ201420343020
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】鄢玲俐, 楊曉峰, 何策, 李向偉, 李斌, 姚薇, 楊迅, 莫同鴻, 程雁, 劉驍, 劉昌顯, 伍遠(yuǎn)平 申請(qǐng)人:中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院, 中國(guó)石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院江漢機(jī)械研究所