一种页岩气采出水压裂回用处理设备的制作方法

1.本实用新型涉及水处理设备技术领域，特别涉及一种页岩气采出水压裂回用处理设备。


背景技术：

2.在页岩气的开采过程中，使用水力压裂技术将压裂液高压注入到井中，用以破裂地下岩层，释放其中的页岩气，被注入到地层的水，会在页岩气产气的不同阶段返排，即压裂返排液和产出水，统称为采出水。
3.页岩气田采气采出水具有粘度大、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，对页岩气开发的长远发展将造成不可估量的损失，为减少排污，减轻井下作业用水的压力，可实施页岩气采气采出水处理与重复利用，以减少环境污染，节约水资源，实现采气采出水的零排放。
4.由于不同施工现场的水质并不相同，当采出水的矿化度和和钙镁离子的含量符合满足采出水重复利用的要求，只需要需重点对采出水中的srb细菌、fb细菌、tgb细菌和悬浮固体进行去除，但当采出水处中的ca2 和mg2 和矿化度指标超过采出水重复利用要求，则需还要对水中的离子进行去除，而现有页岩气采出水处理设备不能根据不同水质和现场条件情况进行调整，导致水质处理效果不佳或者处理效率低下等问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种页岩气采出水压裂回用处理设备，解决了现有页岩气采出水处理设备不能根据不同水质和现场条件情况进行工艺自动调整的问题，通过设置水质检测装置对回用水暂存池中的水进行水质检测，并根据实际检测结果针对不同水质进行处理方案的调整，处理过程简单、灵活，同时保证了较好的处理效果和较高的处理效率，二次污染小，净化处理效果好，成本低。
6.本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
7.一种页岩气采出水压裂回用处理设备，包括依次连接的污水池、缓冲罐、页岩气采出水压裂回用处理装置和回用水暂存池，所述污水池通过进水泵与缓冲罐连接，所述缓冲罐通过出水泵与页岩气采出水压裂回用处理装置连接，还包括中央处理器，所述回用水暂存池通过中间阀分别与清水池和中央处理器连接，所述中央处理器与清水池连接。
8.通过采用上述技术方案，采出水原水在进水泵的作用下进入污水池中，污水池对采出原水进行初步沉淀，使水中的部分泥沙和杂质与水分离，污水池中的上清液在出水泵的作用下进入页岩气采出水压裂回用处理装置中进行进一步处理，处理后的水由中间阀控制排入中央处理器或者清水池，若处理后的水符合回用或排放要求则直接进入清水池，若处理后的水不符合回用或排放要求则进入中央处理器进行进一步处理后再排入清水池，清水池中的水直接排放或者回用，本方案可以针对不同水质和现场条件进行调整，保证水质处理符合回用或排放要求，同时处理过程灵活，在保证较好的处理效果的同时还能保证较
高的处理效率。
9.本实用新型的进一步设置为：所述页岩气采出水压裂回用处理装置包括依次连接的ph调节池、沉降池和杀菌池，所述ph调节池与酸/碱加药箱连接，所述沉降池与絮凝剂/助剂加药箱连接，所述杀菌池与杀菌剂加药箱连接。
10.通过采用上述技术方案，进入页岩气采出水压裂回用处理装置中的水依次进入ph调节池、沉降池和杀菌池进行处理，通过分别向ph调节池、沉降池和杀菌池内加入一定比例的ph调节剂、絮凝剂/助剂以及杀菌剂实现水的ph调节，有机物、固体悬浮物等的去除以及对水中细菌去除，使水质逐渐满足排放要求，该操作过程简单，处理效率高。
11.本实用新型的进一步设置为：所述酸/碱加药箱、絮凝剂/助剂加药箱和杀菌剂加药箱分别通过管道混合器与ph调节池、沉降池和杀菌池连接。
12.通过采用上述技术方案，管道混合器用于投加ph调节剂、絮凝剂/助剂或杀菌剂时，对ph调节剂、絮凝剂/助剂或杀菌剂进行有效混合，管道混合器因其内部结构使药剂流体在流动过程中产生能紊流现象从而提高混合效率，使水的净化效果好。
13.本实用新型的进一步设置为：还包括水质检测装置，所述中间阀为三通电磁阀，所述三通电磁阀的进水口与回用水暂存池连接，所述三通电磁阀的出水口分别与清水池和中央处理器连接，所述中央处理器通过管道与清水池连接。
14.通过采用上述技术方案，通过水质检测装置实时检测电磁阀进水口处的水质，针对不同水质实时调整水的排出流向，对于水质较好的情况，只需要直接排入清水池即可，对于水质较差的情况，则排入中央处理器中进行进一步处理，达标后再排入清水池，设备通用性好，成本低，处理效率高。
15.本实用新型的进一步设置为：所述水质检测装置设置在三通电磁阀的进水口与回用水暂存池连接的管道上。
16.通过采用上述技术方案，回用水暂存池用于对初步处理后的水进行暂存，可以对处理后的水进行再一次沉淀，使水中的悬浮物及杂质进一步沉淀，使进入清水池或中央处理器中的水相对更加纯净，大大减少水中悬浮物直接进入清水池或中央处理器中造成结垢或者堵塞的情况，有利于降低后期清理维护的频率，降低成本，同时，水质检测装置还具备出水质量实时监测的功能，使整个设备可靠性和稳定性更好。
17.本实用新型的进一步设置为：所述中央处理器包括依次连接的多介质过滤器和离子交换器。
18.通过采用上述技术方案，多介质过滤器是以成层状无烟煤、石英砂、细碎的石榴石或其它材料为床层，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清，过滤时，水中较大的颗粒在顶层去除，较小的颗粒在过滤器介质较深处去除，过滤后的水进入离子交换器中进行离子交换去除，将水中大量的重金属离子及无机盐离子进行去除，使最后排出的水符合回用和排放标准，通过多介质过滤器中的多级滤层和离子交换器中的离子交换树脂形成多级物理净化层，实现回用水的进一步处理，无需添加额外的化学药剂，避免了二次污染，净化处理效果好，成本低。
19.本实用新型的进一步设置为：所述水质检测装置包括水质传感器，所述水质传感器与控制模块连接，所述控制模块与三通电磁阀连接。
20.通过采用上述技术方案，水流经过水质检测装置时与水质传感器接触，水质传感
器对水质进行检测，检测出的数据信息传输给控制模块，控制模块根据水质检测的数据信息来控制三通电磁阀出水口的开关，当水质符合排放或者回用标准时，与清水池连接的出水口打开，与中央处理器连接的出水口关闭，水流直接进入清水池中，当水质不符合排放或者回用标准时，与中央处理器连接的出水口打开，与清水池连接的出水口关闭，水流进入中央处理器进行处理后再从中央处理器中流入清水池，通过对水流实时检测来自动调节水的流向，进行相应的处理，适合各种条件的水质，通用性好，处理过程灵活，在保证较好的处理效果的同时还能保证较高的处理效率。
21.本实用新型的有益效果是：
22.1.本实用新型适用于各种条件的水质，通用性好，处理过程灵活：通过污水池对采出原水进行初步沉淀，使水中的部分泥沙和杂质与水分离，通过页岩气采出水压裂回用处理装置中对沉淀后的水进行进一步处理，处理后的水由中间阀控制排入中央处理器或者清水池，处理后符合回用或排放要求则直接进入清水池，处理后不符合回用或排放要求则进入中央处理器进行进一步处理后再排入清水池，清水池中的水直接排放或者回用，实现了针对不同水质和现场条件进行调整的功能，处理过程灵活，在保证较好的处理效果的同时还能保证较高的处理效率。
23.2.本实用新型通过回用水暂存池对初步处理后的水进行暂存，可以对处理后的水进行再一次沉淀，使水中的悬浮物及杂质进一步沉淀，使进入清水池或中央处理器中的水相对更加纯净，大大减少水中悬浮物直接进入清水池或中央处理器中造成结垢或者堵塞的情况，有利于降低后期清理维护的频率，降低成本。
24.3.本实用新型中的中央处理器在过滤时，通过顶层去除水中较大的颗粒，通过过滤器介质较深层处去除较小的颗粒，过滤后的水进入离子交换器中进行离子交换去除，将水中大量的重金属离子及无机盐离子进行去除，使最后排出的水符合回用和排放标准，通过多介质过滤器中的多级滤层和离子交换器中的离子交换树脂形成多级物理净化层，实现回用水的进一步处理，无需添加额外的化学药剂，二次污染小，净化处理效果好，成本低。
25.4.本实用新型中通过设置水质检测装置不仅用于实时监测回用水暂存池中的水质情况，并根据实际情况控制并调节是否直接回用或二次净化，水质检测装置不仅具有水质实时监测的功能还具有水处理工艺自动调节的功能，且调节过程简单，自动化程度高，水处理效果好。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1是本实用新型一种页岩气采出水压裂回用处理设备的原理框图。
28.图中，1、污水池；2、缓冲罐；3、页岩气采出水压裂回用处理装置；31、ph调节池；32、沉降池；33、杀菌池；34、酸/碱加药箱；35、絮凝剂/助剂加药箱；36、杀菌剂加药箱；4、回用水暂存池；5、进水泵；6、出水泵；7、中央处理器；71、多介质过滤器；72、离子交换器；8、清水池；9、水质检测装置；91、水质传感器；92、控制模块；10、三通电磁阀。
具体实施方式
29.下面将结合具体实施例对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
30.如图1所示，一种页岩气采出水压裂回用处理设备，包括依次连接的污水池1、缓冲罐2、页岩气采出水压裂回用处理装置3和回用水暂存池4，所述污水池1通过进水泵5与缓冲罐2连接，所述缓冲罐2通过出水泵6与页岩气采出水压裂回用处理装置3连接，还包括中央处理器7，所述回用水暂存池4通过中间阀分别与清水池8和中央处理器7连接，所述中央处理器7与清水池8连接，采出水原水在进水泵5的作用下进入污水池1中，污水池1对采出原水进行初步沉淀，使原水中的部分泥沙和杂质与水分离，污水池1中的上清液在出水泵6的作用下进入页岩气采出水压裂回用处理装置3中进行进一步处理，处理后的水由中间阀控制排入中央处理器7或者清水池8：若处理后的水符合回用或排放要求则直接进入清水池8，若处理后的水不符合回用或排放要求则进入中央处理器7进行进一步处理后再排入清水池8，清水池8中的水可以直接排放或者回用，本方案可以针对不同水质和现场条件进行调整，保证水质处理符合回用或排放要求，同时处理过程灵活，在保证较好的处理效果的同时还能保证较高的处理效率。
31.进一步的，所述页岩气采出水压裂回用处理装置3包括依次连接的ph调节池31、沉降池32和杀菌池33，所述ph调节池31与酸/碱加药箱34连接，所述沉降池32与絮凝剂/助剂加药箱35连接，所述杀菌池33与杀菌剂加药箱36连接，进入页岩气采出水压裂回用处理装置3中的水依次进入ph调节池31、沉降池32和杀菌池33进行处理，通过分别向ph调节池31、沉降池32和杀菌池33内加入一定比例的ph调节剂、絮凝剂/助剂以及杀菌剂实现水的ph调节，实现水中有机物、固体悬浮物等的去除以及对水中细菌去除，使水质逐渐满足回用或者排放要求，该操作过程简单，处理效率高。
32.进一步的，所述酸/碱加药箱34、絮凝剂/助剂加药箱35和杀菌剂加药箱36分别通过管道混合器与ph调节池31、沉降池32和杀菌池33连接，管道混合器用于投加ph调节剂、絮凝剂/助剂或杀菌剂时，对ph调节剂、絮凝剂/助剂或杀菌剂进行有效混合，管道混合器因其内部结构使药剂流体在流动过程中产生能紊流现象从而提高混合效率，使水的净化效果好。
33.进一步的，还包括水质检测装置9，所述中间阀为三通电磁阀10，所述三通电磁阀10的进水口与回用水暂存池4连接，所述三通电磁阀10的出水口分别与清水池8和中央处理器7连接，所述中央处理器7通过管道与清水池8连接，通过水质检测装置9实时检测三通电磁阀10的进水口处的水质，针对不同水质实时调整水的排出流向，对于水质较好的情况，只需要直接排入清水池8即可，对于水质较差的情况，则排入中央处理器7中进行进一步处理，达标后再排入清水池8，调整方便，通用性好，成本低，处理效率高。
34.进一步的，所述水质检测装置9设置在三通电磁阀10的进水口与回用水暂存池4连接的管道上，回用水暂存池4用于对初步处理后的水进行暂存，暂存过程中可以对处理后的水进行再一次沉淀，使水中的悬浮物及杂质进一步沉淀后，进入清水池8或中央处理器7中的水相对更加纯净，大大减少水中悬浮物直接进入清水池8或中央处理器7中造成结垢或者
堵塞的情况，有利于降低后期清理维护的频率，从而降低维护成本。
35.进一步的，所述中央处理器7包括依次连接的多介质过滤器71和离子交换器72，多介质过滤器71是以成层状无烟煤、石英砂、细碎的石榴石或其它材料为床层，在一定的压力下把浊度较高的水通过一定厚度的粒状或非粒材料，从而有效的除去悬浮杂质使水澄清，过滤时，水中较大的颗粒在顶层去除，较小的颗粒在多介质过滤器71介质较深处去除，过滤后的水进入离子交换器72中，将水中大量的重金属离子及无机盐离子进行去除，使最后排出的水符合回用和排放标准，通过多介质过滤器71中的多级滤层和离子交换器72中的离子交换树脂形成多级物理净化层，实现回用水的进一步处理，无需添加额外的化学药剂，二次污染小，净化处理效果好，成本低。
36.进一步的，所述水质检测装置9包括水质传感器91，所述水质传感器91与控制模块92连接，所述控制模块92与三通电磁阀10连接，水流经过水质检测装置9时与水质传感器91接触，水质传感器91对水质进行检测，检测出的数据信息传输给控制模块92，控制模块92根据水质检测的数据信息来控制三通电磁阀10的出水口的开关，当数据显示水质符合排放或者回用标准时，出水口与清水池8连接的一侧打开，与中央处理器7连接的一侧关闭，水流直接进入清水池8中，当水质不符合排放或者回用标准时，出水口与中央处理器7连接的一侧打开，与清水池连接的一侧关闭，水流在中央处理器7中处理后再从中央处理器7流入清水池8，通过水质检测装置9对水流实时检测来自动调节水的流向，以进行相应的处理方案的调整，适合处理各种条件的水质，通用性好，处理过程简单、灵活，在保证较好的处理效果的同时还能保证较高的处理效率，效果好，成本低。