井下作业废液罐车自动回收装置技术领域
本实用新型涉及油田油水井作业修井液回收技术，具体而言是一种井下作业废液
罐车自动回收装置。
背景技术
油田修井作业是加强油水井维护，确保原油产量的日常措施。在洗、磨、钻等油水
井修井作业时，利用修井液循环，将油水井中的污油、泥砂、聚合物、金属屑末、橡胶碎片等
杂物携带到地面的作业循环池，经过作业循环池沉淀、分离，杂物沉积到循环池内。修井完
毕后，含油泥沙、聚合物的作业废液残留在作业循环池。残留的作业废液上层液体含沉淀杂
质较少，这部分液体一般由水泥车与罐车配合，通过水泥车泵送到罐车罐体内，再由罐车拉
运到污水站排放收集的比较干净的作业废液；而沉积于作业循环池底部剩余的含油泥砂、
聚合物等粘稠的固液混合物则由人工用铁锨从作业循环池中铲出，装入翻斗车，清理作业
循环池，最后用翻斗车拉运粘稠的池底废液到污水处理厂排放。
以上作业循环废液的收集与处理方式存在以下缺点：
1.上层含较少沉淀杂质液体的收集需要水泥车与罐车配合才能完成。一方面，需
要配置的设备较多，造成作业成本较高；同时，收液过程水泥车收集作业循环废液悬浮物浓
度较修井液的浓度高，造成水泥车再次进行作业修井时交叉污染，降低作业修井质量；水泥
车与罐车配合过程中，两者不同步到达，需要等待，以及配合过程中需要连接管汇，造成设
备利用率低。
上层含较少沉淀杂质液体收集的罐车既拉运作业修井液，又拉运作业循环废液，
造成罐车罐体内部污染，需要定期清理罐体内部的沉淀物。
下层粘稠混合液的收集过程，需要人工进入作业循环池，利用铁锨将池底残存的
油泥沙、聚合物等粘稠固液混合物铲运到翻斗车内。职工劳动强度大，工作效率低，影响作
业施工时效。
下层粘稠混合液的收集排放需要专用翻斗车运输到污水处理厂定点排放，需要设
备多，过程复杂。
发明内容
本实用新型的目的就是针对上述不足之处，提供一种井下作业废液罐车自动回收
装置。
本实用新型的目的是由下述技术方案实现的:
本实用新型包括：动力驱动、液体回收、除砂、液体储存、自动化控制五部分。所述
的动力驱动部分由汽车发动机、分动箱、耦合器、液压油泵、液压马达、液压马达Ⅱ组成；液
体回收部分主要由离心砂泵、吸液管线、进液管线、真空气动隔膜泵、罐车收液管线、射流喷
枪、液下渣浆泵组成；除砂部分为旋流除砂器；液体储存部分包括罐体、循环池；自动化控制
部分包括计算机、液位传感器、电控气动阀；汽车发动机的动力通过分动箱输出，经耦合器
至液压油泵转换为液压能，驱动液压马达工作，液压马达带动离心砂泵工作，真空气动隔膜
泵抽真空辅助离心砂泵将循环池的上部液体经吸液管线、离心砂泵、进液管线至旋流除砂
器的进口，进行砂液分离，液体经出口流至罐体的中腔室，泥砂通过下口流至罐体的后腔
室；循环池的下部粘稠砂液则通过罐体的前腔室的液体通过连接管线经离心砂泵加压，由
射流喷枪将粘稠砂液稀释，通过液下渣浆泵、吸液管线、进液管线至旋流除砂器；自动化控
制部分的计算机接收各液位传感器采集信号，输出执行信号控制相关电控气动阀按程序启
闭，并按顺序自动启闭真空气动隔膜泵、离心砂泵、液下渣浆泵，实现作业废液的回收处理。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的液压油泵与液压马达之间并联着二位
二通阀、二位二通阀Ⅱ。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的离心砂泵的出口罐车收液管线上设有
电控气动阀。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的真空气动隔膜泵出口单流阀，在真空气
动隔膜泵与离心砂泵并联的管线上设有液位传感器Ш。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的罐体断面为椭圆形罐体，左端顶部设有
罐口，罐口上设有罐盖，右端顶部设有旋流除砂器，后端底部设有尾管，尾管上气动阀，罐体
的内腔设有前隔板、后隔板，下部分别设有单流阀Ш、单流阀Ⅱ，将内腔均分为前腔室、中腔
室、后腔室，前腔室、中腔室的顶部分别设有液位传感器、液位传感器Ⅱ，后腔室与中腔室底
部设有连通管，连通管上设有电控气动阀Ⅳ。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的后隔板中部设有缓冲孔。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的罐体与吸液管线的连接管线上设有电
控气动阀Ⅵ。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的射流喷枪的进口设有电控气动阀Ⅴ。
上述井下作业废液罐车自动回收装置中的吸液管线上设有电控气动阀Ⅶ。
本实用新型适用于油田油水井作业修井液回收处理，具体以下优点：
1.实现井下作业废液全面回收。设备从原来水泥车、罐车、翻斗车三台，降为一台
罐车完成，离心砂泵与真空气动隔膜泵代替了水泥车的柱塞泵，实现废液回收；利用罐体内
分离后的较清洁液体，通过离心砂泵产生高压，利用喷枪清洗循环池底部淤泥及池壁杂物，
实现循环池清洁。经过冲洗的循环池底部粘稠沉积物在高速液流冲击作用下将粘稠物质搅
动起来，形成浓度较大的悬浊液，采用液压驱动的液下渣浆泵，实现固态颗粒最大粒径为
50mm的固体物质，固液抽取浓度可达70%以上的悬浮物可靠抽吸。废液回收罐车与修井液拉
运罐车专罐专用，确保修井作业过程的修井液免受交叉污染。
实现作业修井液在进入罐体前提前分离杂物。在罐车的后罐口采用旋流除砂器进
行液体中固体杂质的有效分离。将固态物质从旋流除砂器的底部锥形料斗中排放到后官腔
底部，比较清洁干净的分离后液体进入前边的罐腔。有效防止了油泥、砂、聚合物沉积在罐
体的前腔室、中腔室。
通过罐体内单向阀、连通阀、连通管线、液位控制联合控制，实现罐体内部三个工
作腔分别收集不同杂质浓度的液体，实现从罐体后腔到罐体前腔逐渐清洁干净，有利于罐
体内积聚的杂物及废液排出。
尾管采用电控气动闸门，实现了罐车尾管排液远程控制，排液速度快，操作方便。
附图说明
图1-本实用新型主视局部剖视结构示意图。
图中，1.汽车发动机, 2.分动箱，3.二位二通阀，4.耦合器，5. 二位二通阀Ⅱ, 6.
液压油泵,7.液压马达，8.离心砂泵，9.进液管线，10.真空气动隔膜泵，11.电控气动阀,12.
单流阀,13.罐车收液管线，14.罐体，15.前腔室，16.罐口，17. 罐盖，18.液位传感器，19.前
隔板，20.中腔室，21.液位传感器Ⅱ，22. 后隔板，23.后腔室，24.除砂液管线，25.旋流除砂
器，26.气动阀，27.尾管，28.单流阀Ⅱ，29.单流阀Ш，30.连通管，31.电控气动阀Ⅳ，32.电
控气动阀Ⅴ，33.射流喷枪，34.液位传感器Ш，35.连接管线，36.电控气动阀Ⅵ，37.电控气
动阀Ⅶ，38.吸液管线，39.循环池，40. 液下渣浆泵，41.液压马达Ⅱ；X.下口，S.出口，J.进
口。
具体实施方式
结合附图，对本实用新型作进一步的描述：
实施例一
油田井下作业废液罐车自动回收装置，包括：动力驱动、液体回收、除砂、液体储
存、自动化控制五部分。所述的动力驱动部分由汽车发动机1、分动箱2、耦合器4、液压油泵
6、液压马达 7、液压马达Ⅱ 41组成；液体回收部分主要由离心砂泵8、吸液管线38、进液管
线9、真空气动隔膜泵10、罐车收液管线13、射流喷枪33、液下渣浆泵40组成；除砂部分为旋
流除砂器25；液体储存部分包括罐体14、循环池39；自动化控制部分包括计算机、液位传感
器、电控气动阀。
实施例二
井下作业废液罐车自动回收装置的运行程序如下：
首先，打开计算机运行程序，计算机指令打开电控气动阀Ⅶ 37，启动真空气动隔
膜泵10，液位传感器Ш 34采集到液位信号反馈到计算机，计算机指令打开二位二通阀Ⅱ
5，关闭二位二通阀 3，打开电控气动阀 11,停止真空气动隔膜泵10运行；
其次，罐车自带的汽车发动机1的动力传递到分动箱2，经耦合器4至液压油泵6转
换为液压能，驱动液压马达7工作，液压流体驱动液压马达 7工作，带动离心砂泵8运转，循
环池39中的作业废液通过吸液管线38、电控气动阀Ⅶ 37进入离心砂泵8，经过罐车收液管
线13、电控气动阀 11，至旋流除砂器25的进口J，进行砂液分离，液体经出口S流至罐体14的
中腔室20，泥砂通过下口X流至罐体14的后腔室23，完成上层杂质含量较少的作业废液回
收；
第三，循环池39中的底层含油泥砂和聚合物的粘稠混合液，采高压射流液体冲击
循环池和液下渣浆泵40配合，实现剩余作业废液的吸收。计算机指令关闭电控气动阀Ⅶ
37、电控气动阀 11，打开罐体14前腔室15下部的连接管线35上的电控气动阀Ⅵ 36、电控气
动阀Ⅴ32，启动离心砂泵8，抽吸罐体14前腔室15内清洁液体，形成高压射流，通过手持射流
喷枪33将高压液体喷射到循环池39底部的粘稠液体，形成悬浊液，计算机指令打开电控气
动阀 11、电控气动阀Ⅶ 37、二位二通阀 3，关闭电控气动阀Ⅴ32、电控气动阀Ⅵ 36、二位
二通阀Ⅱ 5，停止离心砂泵8，液压马达Ⅱ41驱动液下渣浆泵40，将含油泥砂和聚合物的粘
稠混合液抽吸到旋流除砂器25进行进一步分离；
第四，经旋流除砂器25分离后的固体杂质留在罐体14后腔室23，液体进入罐体14
的中腔室20，液体进入中腔室20的初始阶段，前腔室15与中腔室20下部连通管30上的电控
气动阀Ⅳ31处于关闭状态，当液位上升到设定高度，中腔室20的液位传感器21采集到高液
位信号，计算机按照设定的中腔室20高液位后，开启电控气动阀Ⅳ31，中腔室20液体经连通
管30进入前腔室15，当中腔室20的液位传感器21采集到低液位信号，计算机指令关闭电控
气动阀Ⅳ31，在中腔室20的连通管30吸液口伸入罐内，高出罐体底部一定高度，连通管30在
前腔室15的出液口与罐底平齐，连通管30通断实现了的液位控制，避免悬浮物等杂质直接
进入前腔室15，确保前腔室15液体的干净，前腔室15与中腔室20的中间前隔板19下部设有
单流阀Ш 29，两侧液位高低行程由压力差控制，当中腔室20液位高于前腔室15液位时，单
流阀Ш 29关闭，当前腔室15液位高于中腔室20液位时，单流阀Ш 29打开；中腔室20与后腔
室23 之间的后隔板22同样设有单流阀Ⅱ28，后隔板22中部的缓冲孔H，以减缓行车途中液
体的冲击；前腔室15顶部的液位传感器 18，控制前腔室15内液体的极限高度，防止液体从
罐口16溢出污染罐体14，通过检测前腔室15液位，由计算机控制离心砂泵8的废液抽吸量；
罐体14尾部的尾管27采用Φ250钢管，增大流通面积，尾管27上的气动阀26，通过气动开关，
实现远程控制液体排放。