一种气田压裂返排液回收处理装置及方法技术领域
本发明属于气田废水处理技术领域，具体涉及一种气田压裂返排液回收处理装置及方法。
背景技术
近年来，为合理开发天然气资源，防止环境污染，需加强气田开发中的环境保护工作，其中气田压裂返排液的回收处理是至关重要的技术环节。目前，国内外常用的返排液处理方式是集中处理或建立移动式（撬装式）返排液处理装备，无论采用哪一种方式，均需对天然气井返排液中混有的天然气及地层返出的少量支撑剂进行分离，再回收存储。通常返排液的三相分离是采用在地面挖建沉降池的方式实现的，即返排液从天然气井口经地面排液管线流入沉降池，返排液中的支撑剂在重力作用下自然沉降，实现固相分离；返排液带出的天然气在排液管线排出口点火燃烧，实现气相分离，最后用提升泵将沉降池中的返排液泵送至液体储罐中存储或直接进入返排液处理流程。
由于天然气井压裂返排液量大，挖建沉降池既占用土地面积又不利于环保，这就需要采用新的方法对压裂返排液进行三相分离、回收处理。
发明内容
本发明的目的是克服现有压裂返排液在处理过程中需要挖建沉降池，占地面积大，污染环境。
为此，本发明提供了一种气田压裂返排液回收处理装置，包括三相分离回收罐，所述三相分离回收罐包括外罐、内罐，和平行设置的套放回收管线、油放回收管线、内罐循环出口管线、内罐排出管线、环空排出管线、环空循环进口管线；
所述内罐位于外罐内，外罐和内罐之间形成内外罐环空，内外罐环空内设有连接外罐和内罐的连接板；
所述套放回收管线和油放回收管线的一端分别伸入内罐内，另外一端分别伸出外罐，套放回收管线上连接有套放回收管线进口阀门，油放回收管线上连接有油放回收管线进口阀门；
所述内罐循环出口管线和内罐排出管线的一端分别伸入内罐内，另外一端分别伸出外罐，内罐循环出口管线上连接有内罐循环出口阀门，内罐排出管线上连接有内罐排出口阀门；
所述环空排出管线和环空循环进口管线的一端分别伸入内外罐环空内，另外一端分别伸出外罐，环空排出管线上连接有环空排出口阀门，环空循环进口管线上连接有环空循环进口阀门。
所述内罐的侧壁是防冲蚀挡板，防冲蚀挡板的竖直平面与外罐的内壁接触，防冲蚀挡板的带有弧度的一面垂直于套放回收管线的轴向中心线，防冲蚀挡板的底面与内罐的底面接触。
所述外罐和内罐的敞口端罩有防返溅护罩。
所述内罐的底端开设有内罐清罐排污口，内罐清罐排污口贯穿内罐和外罐。
所述内罐内安装有液位计。
所述内罐的内壁沿垂直于长边方向上固定有多个平行设置的用于架设套放回收管线、油放回收管线、内罐循环出口管线、内罐排出管线、环空排出管线、环空循环进口管线的托板。
一种气田压裂返排液回收处理方法，包括如下步骤：
步骤一：将天然气井口油管放喷管线通过油放回收管线进口阀门与油放回收管线连接，套管放喷管线通过套放回收管线进口阀门与套放回收管线连接，循环水泵的出口管线与环空循环进口阀门连接，循环水泵的进口管线与内罐循环出口阀门连接，倒液泵的进口管线连接内罐排出口阀门，倒液泵的出口管线连接返排液存储罐；
步骤二：打开油放回收管线进口阀门、套放回收管线进口阀门、环空循环进口阀门、内罐循环出口阀门，其他阀门处于关闭状态；
步骤三：开启天然气井油管放喷或者套管放喷，返排液经油放回收管线或套放回收管线流入内罐，内罐液位超过内罐循环出口阀门后，保持环空循环进口阀门、内罐循环出口阀门处于打开状态，启动循环水泵，内罐内的返排液循环至内外罐环空内，形成水冷保护层，内外罐环空充满返排液后，关闭循环水泵、环空循环进口阀门、内罐循环出口阀门；
步骤四：当混合有天然气的返排液排至内罐时，在油放回收管线或套放回收管线的出口点燃焚烧，此时内外罐环空内的返排液受热蒸发，重复步骤三，保持内外罐环空始终充满液体；
步骤五：内罐的液位到达高位时，打开内罐排出口阀门，启动倒液泵，将返排液送至返排液存储罐；
步骤六：重复步骤三～步骤五，直至气井排液结束。
本发明的有益效果：本发明提供的这种气田压裂返排液回收处理装置及方法，压裂返排液从油放回收管线流入内罐，返出的支撑剂自然沉降至罐底，返排液中的天然气在回收管线的出口点火燃烧，罐内的返排液积累到一定液位后用倒液泵泵送至液体储罐中存储。本装置的特点在于占用空间小，场地适应性强；抗冲蚀挡板及防返溅护罩磨损到一定程度后可快速更换，内、外罐体之间的环空充满液体后形成降温保护层，如环空中的液量蒸发减少，可用循环水泵从内罐直接向环空补液，提高了装置的使用寿命。本装置实现了返排液不落地回收的目的，不会对井场造成污染。
以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
附图说明
图1是气田压裂返排液回收处理装置的俯视图。
图2是气田压裂返排液回收处理装置的正视图。
图3是气田压裂返排液回收处理装置的左视图。
附图标记说明：1、内罐；2、外罐；3、油放回收管线进口阀门；4、套放回收管线进口阀门；5、油放回收管线；6、连接板；7、套放回收管线；8、液位计；9、环空循环进口阀门；901、环空循环进口管线；10、内罐循环出口阀门；1001、内罐循环出口管线；11、内罐排出口阀门；1101、内罐排出管线；12、环空排出口阀门；1201、环空排出管线；13、防冲蚀挡板；14、防返溅护罩；15、内罐清罐排污口；16、循环水泵；17、内外罐环空；18、托板。
具体实施方式
实施例1：
为了解决现有压裂返排液在处理过程中需要挖建沉降池，占地面积大，污染环境，如图1、图2、图3所示，本发明提供了一种气田压裂返排液回收处理装置，包括三相分离回收罐，所述三相分离回收罐包括外罐2、内罐1，和平行设置的套放回收管线7、油放回收管线5、内罐循环出口管线1001、内罐排出管线1101、环空排出管线1201、环空循环进口管线901；
所述内罐1位于外罐2内，外罐2和内罐1之间形成内外罐环空17，内外罐环空17内设有连接外罐2和内罐1的连接板6；
所述套放回收管线7和油放回收管线5的一端分别伸入内罐1内，另外一端分别伸出外罐2，套放回收管线7上连接有套放回收管线进口阀门4，油放回收管线5上连接有油放回收管线进口阀门3；
所述内罐循环出口管线1001和内罐排出管线1101的一端分别伸入内罐1内，另外一端分别伸出外罐2，内罐循环出口管线1001上连接有内罐循环出口阀门10，内罐排出管线1101上连接有内罐排出口阀门11；
所述环空排出管线1201和环空循环进口管线901的一端分别伸入内外罐环空17内，另外一端分别伸出外罐2，环空排出管线1201上连接有环空排出口阀门12，环空循环进口管线901上连接有环空循环进口阀门9。
具体的工作过程是：将天然气井口油管放喷管线通过油放回收管线进口阀门3与油放回收管线5连接，套管放喷管线通过套放回收管线进口阀门4与套放回收管线7连接，循环水泵16的出口管线与环空循环进口阀门9连接，循环水泵16的进口管线与内罐循环出口阀门10连接，倒液泵的进口管线连接内罐排出口阀门11，倒液泵的出口管线连接返排液存储罐；返排液经油放回收管线5或套放回收管线7流入内罐1，携带出的陶粒在重力作用下自然沉降在罐底，内罐1液位超过内罐循环出口阀门10后，保持环空循环进口阀门9、内罐循环出口阀门10处于打开状态，启动循环水泵16，内罐1内的返排液循环至内外罐环空17内，形成水冷保护层，内外罐环空17充满返排液后，关闭循环水泵16、环空循环进口阀门9、内罐循环出口阀门10；当混合有天然气的返排液排至内罐1时，在油放回收管线5或套放回收管线7的出口点燃焚烧，实现了返排液中固相、气相的分离，安全便捷，此时内外罐环空17内的返排液受热蒸发，重复步骤三，保持内外罐环空17始终充满液体；内罐1的液位到达高位时，打开内罐排出口阀门11，启动倒液泵，将返排液送至返排液存储罐；重复步骤三～步骤五，直至气井排液结束。
本发明提供的这种气田压裂返排液回收处理装置，压裂返排液从油放回收管线流入内罐，返出的支撑剂自然沉降至罐底，返排液中的天然气在回收管线的出口点火燃烧，罐内的返排液积累到一定液位后用倒液泵泵送至液体储罐中存储。本装置的特点在于占用空间小，场地适应性强；内、外罐体之间的环空充满液体后形成降温保护层，如环空中的液量蒸发减少，可用循环水泵从内罐直接向环空补液，提高了装置的使用寿命。本装置实现了返排液不落地回收的目的，不会对井场造成污染。
实施例2：
在实施例1的基础上，如图1和图2所示，所述内罐1的侧壁是防冲蚀挡板13，防冲蚀挡板13的竖直平面与外罐2的内壁接触，防冲蚀挡板13的带有弧度的一面垂直于套放回收管线7的轴向中心线，防冲蚀挡板13的底面与内罐1的底面接触。所述外罐2和内罐1的敞口端罩有防返溅护罩14。
整个排液结束后，检查防冲蚀挡板13和防返溅护罩14的磨损情况以及返出陶粒的沉降情况，防冲蚀挡板13及防返溅护罩14磨损到一定程度后可快速更换，使得压裂液体返排和回收作业安全、连续、便捷。
实施例3：
在实施例1的基础上，如图1和图2所示，所述内罐1的底端开设有内罐清罐排污口15，内罐清罐排污口15贯穿内罐1和外罐2。所述内罐1内安装有液位计8。所述内罐1的内壁沿垂直于长边方向上固定有多个平行设置的用于架设套放回收管线7、油放回收管线5、内罐循环出口管线1001、内罐排出管线1101、环空排出管线1201、环空循环进口管线901的托板18。
整个排液结束后，可以打开内罐清罐排污口15进行清罐作业；液位计8可以协助操作人员准确获得内罐1的液位高度，当内外罐环空17内的返排液受热蒸发，液位下降时，可以通过液位计8准确获得液位，向内外罐环空17内及时补充返排液，保持内外罐环空17始终充满液体；托板18可以稳固套放回收管线7、油放回收管线5、内罐循环出口管线1001、内罐排出管线1101、环空排出管线1201、环空循环进口管线901，以防其倾斜影响整个排液作业的进行。
实施例4：
一种气田压裂返排液回收处理方法，包括如下步骤：
步骤一：将天然气井口油管放喷管线通过油放回收管线进口阀门3与油放回收管线5连接，套管放喷管线通过套放回收管线进口阀门4与套放回收管线7连接，循环水泵16的出口管线与环空循环进口阀门9连接，循环水泵16的进口管线与内罐循环出口阀门10连接，倒液泵的进口管线连接内罐排出口阀门11，倒液泵的出口管线连接返排液存储罐；
步骤二：打开油放回收管线进口阀门3、套放回收管线进口阀门4、环空循环进口阀门9、内罐循环出口阀门10，其他阀门处于关闭状态；
步骤三：开启天然气井油管放喷或者套管放喷，返排液经油放回收管线5或套放回收管线7流入内罐1，内罐1液位超过内罐循环出口阀门10后，保持环空循环进口阀门9、内罐循环出口阀门10处于打开状态，启动循环水泵16，内罐1内的返排液循环至内外罐环空17内，形成水冷保护层，内外罐环空17充满返排液后，关闭循环水泵16、环空循环进口阀门9、内罐循环出口阀门10；
步骤四：当混合有天然气的返排液排至内罐1时，在油放回收管线5或套放回收管线7的出口点燃焚烧，此时内外罐环空17内的返排液受热蒸发，重复步骤三，保持内外罐环空17始终充满液体；
步骤五：内罐1的液位到达高位时，打开内罐排出口阀门11，启动倒液泵，将返排液送至返排液存储罐；
步骤六：重复步骤三～步骤五，直至气井排液结束。
具体的工作过程是：将天然气井口油管放喷管线通过油放回收管线进口阀门3与油放回收管线5连接，套管放喷管线通过套放回收管线进口阀门4与套放回收管线7连接，循环水泵16的出口管线与环空循环进口阀门9连接，循环水泵16的进口管线与内罐循环出口阀门10连接，倒液泵的进口管线连接内罐排出口阀门11，倒液泵的出口管线连接返排液存储罐；返排液经油放回收管线5流入内罐1，携带出的陶粒在重力作用下自然沉降在罐底，内罐1液位超过内罐循环出口阀门10后，保持环空循环进口阀门9、内罐循环出口阀门10处于打开状态，启动循环水泵16，内罐1内的返排液循环至内外罐环空17内，形成水冷保护层，内外罐环空17充满返排液后，关闭循环水泵16、环空循环进口阀门9、内罐循环出口阀门10；当混合有天然气的返排液排至内罐1时，在油放回收管线5的出口点燃焚烧，实现了返排液中固相、气相的分离，安全便捷，此时内外罐环空17内的返排液受热蒸发，重复步骤三，保持内外罐环空17始终充满液体；内罐1的液位到达高位时，打开内罐排出口阀门11，启动倒液泵，将返排液送至返排液存储罐；重复步骤步骤三～步骤五，直至气井排液结束。
本发明提供的这种气田压裂返排液回收处理装置，压裂返排液从油放回收管线流入内罐，返出的支撑剂自然沉降至罐底，返排液中的天然气在回收管线的出口点火燃烧，罐内的返排液积累到一定液位后用倒液泵泵送至液体储罐中存储。本装置的特点在于占用空间小，场地适应性强；抗冲蚀挡板及防返溅护罩磨损到一定程度后可快速更换，内、外罐体之间的环空充满液体后形成降温保护层，如环空中的液量蒸发减少，可用循环水泵从内罐直接向环空补液，提高了装置的使用寿命。本装置实现了返排液不落地回收的目的，不会对井场造成污染。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。