一种循环式砂液回收系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及油气田勘探开发领域中的压裂液回收领域，具体的涉及一种循环 式砂液回收系统。
【背景技术】
[0002] 压裂施工是低渗透油气田的主要工艺改造技术，水力喷砂射孔是水力压裂的前期 工序，水力喷砂射孔返出大量的液体和砂子，均排放在井场的排污坑中；随着环保法的严格 实施，不能排放在地面，须进行回收处理再利用;水平井在压裂施工时，要进行水力喷砂射 孔，而每个层所需要的砂量约为5-6方，施工排量约为2-3方/分;当每口井需水力喷射10层 左右，加上放喷返出的砂子，施工后，每个射孔段需喷射液体约为100方，砂子约为50方;长 庆油田每年施工约600 口水平井，需要回收和利用的液体数量为:600 X 100 X 10=600000方； 每年排放在井场上的砂子约为:600 X 50=30000方;若要对水平井返出的砂子及液量进行处 理后回收再利用，按处理1方水的成本为200元，处理1方砂子的费用为300元的固体费物进 行计算，所需直接成本费用约为:600000 X 200+30000 X 300=1.29亿元。若考虑厂地，处理设 备，及运输费用，则固液处理费用约为2亿元以上。 【实用新型内容】
[0003] 为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种循环水力喷射， 并且将喷砂射孔中返出的砂子回用到地层中去，大大降低成本的使用，且避免了在喷砂射 孔工序中对回收液体和砂子的处理环节及费用，加快生产进度，减轻压裂施工对环保的压 力的循环式砂液回收系统。
[0004] 为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为:一种循环式砂液回收系统，至 少包括一压裂车组和砂液缓冲罐，所述的砂液缓冲罐的顶部的进口通过管线与井口的排液 口连接，该砂液缓冲罐的底部出口通过阀门连接有一三通，该三通的一端通过砂栗连接有 一振动筛，该振动筛的出口连接有一储砂罐，所述的三通的另一端通过第一阀门连接有上 水管汇，该上水管汇通过上回栗连接有一混砂罐，该混砂罐的出口与压裂车组的入口连接， 所述压裂车组的出口通过管线与井口的进液口连接。
[0005] 所述的砂液缓冲罐上部出口通过第二阀门连接有一储液大罐。
[0006] 所述的砂液缓冲罐是锤形砂液缓冲罐，该锤形砂液缓冲罐从上到下依次分为上锥 形罐体、主罐体和下锥形罐体。
[0007] 所述的主罐体的直径为1200mm，高度为800mm。
[0008] 所述上锥形罐体高度为250mm。
[0009] 所述下锥形罐体的高度为1000mm。
[0010]本实用新型采用以上技术方案，具有以下优点，将喷砂射孔中返出的砂子回用到 地层中去，大大降低成本的使用，且避免了在喷砂射孔工序中对回收液体和砂子的处理环 节及费用，加快生产进度，减轻压裂施工对环保的压力。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的结构不意图；
[0012] 图2是本放喷砂液回收结构示意图；
[0013] 图3是砂液缓冲罐的结构示意图；
[0014] 图中：1.井口；2.压裂车组;3.混砂罐;4.上水栗;5.上水管汇;6.储液大罐;7.第二 阀门；8.砂液缓冲罐;9.砂栗；10.第二阀门；11.振动筛；12.储砂罐;801.上锥形罐体;802. 主罐体;803.下锥形罐体。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0016] 实施例1
[0017]在水平井施工过程中，通过现场除砂罐大量的回收砂证明，水力喷射返出的砂子， 只有不到1/3为破碎砂，其它仍为完整的压裂砂;通过相关研究证实，砂粒直径大小，对管壁 的冲蚀基本上没有影响，其主要的影响因素为喷射液体的流速，要求喷射流速达到120米/ 秒;在引进水力喷砂射孔技术时，就是采用70目以上的粉砂进行喷砂射孔，只是由于国内没 有相关配套的粉砂，在推广应用的过程中，为了取材方便，采用了常规压裂砂进行水力喷砂 射孔。所以，射孔后返出的压裂砂仍然可以重复射孔，重复利用。
[0018] 通过多年来油气井放喷可以看出，压裂液从地层返出的砂子基本上全为粉砂，水 力喷砂射孔返出的破碎砂粒直径，仍然要大于压后地层返出的砂粒直径；国外压裂施工也 没有废弃的砂子处理物；另外，粉砂常作为压裂施工中的下沉剂使用，便于压开新的裂缝， 或堵老缝;所以，可以将地层返出砂和水力喷射砂全部注入地层，对地层的产能不会有大的 影响。
[0019] 如图1所示的一种循环式砂液回收系统，至少包括一压裂车组2和砂液缓冲罐8,所 述的砂液缓冲罐8的顶部的进口通过管线与井口 1的排液口连接，该砂液缓冲罐8的底部出 口通过阀门连接有一三通13，该三通13的一端通过砂栗9连接有一振动筛11，该振动筛11的 出口连接有一储砂罐12，所述的三通13的另一端通过第一阀门10连接有上水管汇5，该上水 管汇5通过上回栗4连接有一混砂罐3，该混砂罐3的出口与压裂车组2的入口连接，所述压裂 车组2的出口通过管线与井口 1的进液口连接。
[0020] 工作过程中，井内的砂液通过压裂车组2栗入到井口 1内，在经过井内循环后的砂 液进入到砂液缓冲罐8中，砂液缓冲罐8中的一部分通过上水管汇5及上水栗4进入到混砂罐 3中，进入到混砂罐3中的砂液在经过压裂车组2进入到井口 1内，实现砂液的循环使用，砂液 缓冲罐8中的另一部分砂液通过砂栗9进入到振动筛11中，经过振动筛11进行分离，分离后 的砂粒储存到储砂罐12中进行储存，该储存的砂粒为以后的施工需要做准备，实现对砂粒 的再使用，解约了施工成本，并且防止放喷后的砂液对周边的环境造成污染。
[0021] 实施例2
[0022]在实施例1的基础上，一种循环式砂液回收系统，至少包括一压裂车组2和砂液缓 冲罐8，所述的砂液缓冲罐8的顶部的进口通过管线与井口 1的排液口连接，该砂液缓冲罐8 的底部出口通过阀门连接有一三通13，该三通13的一端通过砂栗9连接有一振动筛11，该振 动筛11的出口连接有一储砂罐12，所述的三通13的另一端通过第一阀门10连接有上水管汇 5，该上水管汇5通过上回栗4连接有一混砂罐3，该混砂罐3的出口与压裂车组2的入口连接， 所述的砂液缓冲罐8上部出口通过第二阀门7连接有一储液大罐6;所述压裂车组2的出口通 过管线与井口 1的进液口连接。
[0023]该系统的核心设备为的砂液分离缓冲罐8,其上部有一个进口，一个出口；下部有 一个出口，该出口处连接有一个三通13。该三通13的一端连接有砂栗9,可以将砂液缓冲罐8 内的砂液输送到振动筛11上，将砂子分离出来;三通13的另一端直接与上水管汇5和上水栗 4连接，可以直接将砂液吸入混砂罐3中，供给压裂车组2,进行循环水力喷射。砂液缓冲罐8 其上部的出液口与储液大罐6相连接，若水力喷砂射孔过程中，在循环系统加入一定量的砂 子后，使循环系统的砂液量超过砂液缓冲罐8时，系统内多出的液体会从顶部溢出，通过管 线流入储液大罐6中，起到缓冲作用；
[0024]当进行压后放喷时，该砂液缓冲罐8可以作为一个旋流除砂器使用，通过旋流分离 作用，使砂液进行分离，纯液体通过旋流器顶部的阀门流入储液大罐6之中，将分离出的砂 子沉降在分离器的底部，此时，可以打开砂栗9向振动筛11提供砂液，将放喷出的砂子分离 出来，存储在一个储砂罐12当中，正常压裂时，便于将回收的压裂砂供给混和罐，再压入井 内。
[0025] 实施例3
[0026] 在实施例1或2的基础上，如图3所示为了为了满足水力喷砂射孔工艺施工流量为 2-3方/分，喷嘴流速2 120米/秒以上，含砂比达到5%以内的施工参数，该砂液缓冲罐8的制 作参数如下。所述的砂液缓冲罐8是锤形砂液缓冲罐，该锤形砂液缓冲罐从上到下依次分为 上锥形罐体801、主罐体802和下锥形罐体803;
[0027] 主罐体802直径：d=l 200mm
[0028] 砂液缓冲罐8进出口直径〇=150mm
[0029] 砂液缓冲罐8出口高度:hl=100mm
[0030] 上锥形罐体801高度h2=250mm
[0031] 主罐体802高度h3=800
[0032] 下维形罐体803高度h4=1000mm
[0033] 总高2150 mm
[0034] 壁厚:采用5mm以上的钢板制做，便于提高该罐的使用寿命及承压能力。
[0035]该罐容积计算=上锥体积+主罐体积+下锥体，元台体积计算公式为V=l/33ih(R~2+ 2rR+r'2)
[0036] 主罐体积：1 ? 22*3 ? 14*0 ? 8/4=0 ? 9m3
[0037] 上锥体：1/3*3 ? 14*0 ? 25(0 ? 62+2*0 ? 6*0 ? 075+0 ? 0752)=0 ? 12m3
[0038] 下锥体：1/3*