[發(fā)明專利]一種負(fù)壓可控壓裂液混合器及壓裂液配制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110206964.8
• 申請(qǐng)日: 2011-07-22
• 公開（公告）號(hào): CN102350239A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周豐;孫虎;鄧?yán)^學(xué);劉培潤(rùn);張敏;高銀鎖;張冕;高紅平;曹欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長(zhǎng)慶井下技術(shù)作業(yè)公司
• 主分類號(hào): B01F5/02
• 分類號(hào): B01F5/02;B01F1/00;B01F15/02
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司 61108
• 代理人: 張超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種負(fù)壓可控壓裂液混合器及壓裂液配制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在石油工業(yè)的開發(fā)完井作業(yè)中，對(duì)于內(nèi)陸油氣田，多數(shù)要進(jìn)行壓裂施工作業(yè)，對(duì)油氣層加以改造后，才能達(dá)到工業(yè)油氣流進(jìn)行開采。壓裂施工作業(yè)必須要在現(xiàn)場(chǎng)配制數(shù)量龐大的壓裂液，才能進(jìn)行壓裂施工作業(yè)。每次所需的壓裂液數(shù)量，從100—1000多方數(shù)量不等，壓裂液的需求量非常大。而壓裂液配制的濃度是否均勻，能否達(dá)到初始粘度的要求，直接影響到壓裂施工的攜砂性能和抗濾失能力及抗剪切能力，水化程度等，因此，壓裂液配制的優(yōu)劣關(guān)系到壓裂施工的成敗與施工質(zhì)量。

現(xiàn)用壓裂液的配制主要存在以下問題：

1.采用人為方式向漏斗中倒入化工料的多少及速度，來控制加入量的大小和加入速度，其混合不均勻，易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，俗稱魚眼，漂浮在頂部，嚴(yán)重影響了基液的濃度；施工后又沉降在大罐的底部，造成了再次配制的壓裂液容易腐敗變質(zhì)，給清洗儲(chǔ)液罐38帶來了很大困難。

壓裂液的主要成份為水，主要配制難題就是要解決水與稠化劑（干粉狀）接觸后發(fā)生的結(jié)塊問題。現(xiàn)在的配制方法，采用將干粉（胍膠）倒入混合漏斗中，讓其流入噴嘴中高速流動(dòng)的水里，沒有充分散化的干粉與水接觸后，形成了結(jié)塊現(xiàn)象，盡管兩者混合后在排出管線中進(jìn)行了高速運(yùn)動(dòng)的攪拌，但仍有大量的粉狀料沒有被沖散，形成了膠包干粉的魚眼狀混合物，不能溶入水中，稠化基液的粘度。

2.固體添加劑如氯化鉀有結(jié)塊現(xiàn)象時(shí)，易卡在漏斗的出口處下不去，使配液無(wú)法進(jìn)行。

壓裂液中所配制固體添加劑，其常用的是氯化鉀，是顆粒狀晶體，當(dāng)受到空氣中的水份潮濕后易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。往往在配制過程中，易卡在漏斗出口處，堵塞了出口通道，要進(jìn)行處理，會(huì)中斷壓裂液的配制工藝；小于出口直徑的塊狀氯化鉀進(jìn)入負(fù)壓可控壓裂液混合器后，與高速流動(dòng)的液體混合時(shí)間短，溶解不良，大部份的塊狀或顆粒狀氯化鉀沉在了儲(chǔ)液罐38的底部，不能溶解在壓裂液當(dāng)中，影響了液體的配制質(zhì)量。

3.配液漏斗出口采用軟膠管，在液體高速流動(dòng)的狀態(tài)下，管線被吸偏，使得管線的過流面積嚴(yán)重縮小，不暢通，極易出現(xiàn)配液堵管線的現(xiàn)象，造成配液中途停止，稠化劑結(jié)塊等不良現(xiàn)象發(fā)生。

當(dāng)在軟管內(nèi)有快速流動(dòng)的液體時(shí)，會(huì)造成管線內(nèi)的壓力低于周圍的大氣壓，大氣壓會(huì)將軟管壓偏，嚴(yán)重阻塞軟管中混合物的通過能力；當(dāng)加入的粉劑量較大時(shí)，胍膠與液體接觸后，形成的膠狀物，會(huì)將排出管軟管堵死，出現(xiàn)堵管線現(xiàn)象。一旦堵住以后，要清除管線內(nèi)的膠結(jié)物，是很困難的事，甚至?xí)斐膳湟很浌軋?bào)廢。

4.液體添加劑采用人工倒入的方法加入，其倒入量無(wú)法得到精確控制，易混入空氣，使添加劑與空氣混合產(chǎn)生大量的泡沫，儲(chǔ)液罐38溢罐，不能再進(jìn)行循環(huán)，造成配制的壓裂液循環(huán)不均勻。

液體添加劑中含有起泡劑，當(dāng)把該添加劑倒入漏斗中進(jìn)行混合時(shí)，會(huì)有空氣混入其中，再與水混合后，會(huì)在儲(chǔ)液罐38中產(chǎn)生大量的泡沫，而將壓裂液排出儲(chǔ)液罐38外，造成配制工藝中止，不能再進(jìn)行大排量循環(huán)，以致所配制的壓裂液上下濃度不均勻。

5.因儲(chǔ)液罐38液面高度高于配液漏斗，停泵后會(huì)引起儲(chǔ)液罐38中的壓裂液倒流回漏斗內(nèi)，將漏斗中的干粉結(jié)成塊，而不能再用。

因儲(chǔ)液罐38的位置高于配制液體的負(fù)壓可控壓裂液混合器的位置，停止配液后，負(fù)壓可控壓裂液混合器出口管線中的液體會(huì)從負(fù)壓可控壓裂液混合器中返出，造成負(fù)壓可控壓裂液混合器漏斗中的干粉會(huì)與液體接觸，形成膠狀物，難以將其再與液體混合，造成膠胍的損失。

6.配制每罐壓裂液的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30分鐘，配制時(shí)間長(zhǎng)，耽誤其后續(xù)的壓裂施工。

7.配制壓裂液的排量和壓力低，只有200-300L/min的排量，噴嘴的噴出壓力不到4MPa，不能達(dá)到邊配制邊充分循環(huán)的工藝要求，配制以后還需再充分循環(huán)，延長(zhǎng)了配液時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種負(fù)壓可控壓裂液混合器及壓裂液配制系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。