[發明專利]實現超高導流能力的壓裂脈沖加砂系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201310281751.0
• 申請日: 2013-07-04
• 公開（公告）號: CN103321627A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發明（設計）人: 溫慶志;劉鋒;羅明良;金曉春;李楊;徐希;劉榮;于學亮
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 呂利敏

1.一種實現超高導流能力的壓裂脈沖加砂系統，其特征在于，該系統包括外部控制單元、內部受控單元、外部壓裂泵車機組、混砂車和儲液罐；所述混砂車內盛裝有壓裂用的混砂液，所述儲液罐中盛裝有壓裂用的基液，所述外部控制單元通過內部受控單元實現混砂車內的混砂液和儲液罐中的基液間隔交替泵入所述的外部壓裂泵車機組，最終外部壓裂泵車機組實現向地下開采裂縫中間隔交替泵入混砂液和基液。

2.根據權利要求1所述的一種實現超高導流能力的壓裂脈沖加砂系統，其特征在于，所述混砂液中砂比為≤90%。

3.根據權利要求1所述的一種實現超高導流能力的壓裂脈沖加砂系統，其特征在于，所述的外部控制單元包括控制面板，在所述控制面板上安裝的顯示器、1號電磁流量計控制按鈕、2號電磁流量計控制按鈕、1號三通電動球閥控制按鈕、2號三通電動球閥控制按鈕、自動手動切換按鈕和開啟按鈕；

所述的內部受控單元包括PLC控制器、繼電器、1號三通電動球閥、1號電磁流量計、2號電磁流量計、2號三通電動球閥和電動泵；

所述自動手動切換按鈕與所述PLC控制器電連接；

所述1號電磁流量計控制按鈕和2號電磁流量計控制按鈕通過PLC控制器分別與1號電磁流量計和2號電磁流量計電連接；所述1號電磁流量計用于計量混砂車的輸料流量；所述2號電磁流量計用于計量儲液罐的輸料流量；

所述1號三通電動球閥控制按鈕分別通過PLC控制器和繼電器與所述1號三通電動球閥電連接，所述1號三通電動球閥串聯在所述混砂車的輸料回路中；當1號三通電動球閥開啟時，所述混砂車內的混砂液沿1號電磁流量計流入所述的外部壓裂泵車機組，最終通過外部壓裂泵車機組泵入所述的壓裂縫中；當1號三通電動球閥關閉時，所述混砂車內的混砂液沿混砂車的輸料回路回流至混砂車；

所述2號三通電動球閥控制按鈕分別通過PLC控制器和繼電器與所述2號三通電動球閥電連接；所述2號三通電動球閥串聯在所述儲液罐的輸料回路中：當2號三通電動球閥開啟時，所述儲液罐內的基液沿2號電磁流量計流入所述的外部壓裂泵車機組，最終通過外部壓裂泵車機組泵入所述的壓裂縫中；當2號三通電動球閥關閉時，所述儲液罐內的基液沿儲液罐的輸料回路回流至儲液罐；

所述開啟按鈕用于控制整個系統的開啟或關閉。

4.根據權利要求3所述的一種實現超高導流能力的壓裂脈沖加砂系統，其特征在于，所述1號三通電動球閥和2號三通電動球閥的開啟或關閉狀態完全相反：當1號三通電動球閥開啟時，所述2號三通電動球閥關閉；當1號三通電動球閥關閉時，所述2號三通電動球閥開啟。

5.一種如權利要求1-4所述壓裂脈沖加砂系統的工作方法，其特征在于，該方法包括步驟如下：

（1）按下開啟按鈕，啟動壓裂脈沖加砂系統；

（2）壓裂初始時，通過所述1號電磁流量計控制按鈕和2號電磁流量計控制按鈕，分別設定好1號和2號電磁流量計的上限值，并且選取自動模式進行工作，當流量超過上限時，系統發出警報，并且根據流量數據反饋給PLC控制器，PLC控制器通過向1號電動三通球閥和2號電動三通球閥發出指令，將閥門調小至適當值，如系統還未解除警報，系統將自動切換至手動模式，人為強行通過所述1號三通電動球閥控制按鈕和2號三通電動球閥控制按鈕用于向PLC控制器設定控制指令，分別控制1號三通電動球閥和2號三通電動球閥的開啟大小或關閉時間，調節流量以保護整個系統，整個系統在解除警報之后，再按一次自動手動切換按鈕將其切換至自動模式繼續工作；

（3）當1號三通電動球閥開啟時，所述混砂車內的混砂液沿1號電磁流量計流入所述的外部壓裂泵車機組，最終通過外部壓裂泵車機組泵入所述的壓裂縫中；當1號三通電動球閥關閉時，所述混砂車內的混砂液沿混砂車的輸料回路回流至混砂車；

當2號三通電動球閥開啟時，所述儲液罐內的基液沿2號電磁流量計流入所述的外部壓裂泵車機組，最終通過外部壓裂泵車機組泵入所述的壓裂縫中；當2號三通電動球閥關閉時，所述儲液罐內的基液沿儲液罐的輸料回路回流至儲液罐；

外部壓裂泵車機組實現向地下開采裂縫中間隔交替泵入混砂液和基液，所述1號三通電動球閥和2號三通電動球閥的開啟或關閉狀態完全相反：當1號三通電動球閥開啟時，所述2號三通電動球閥關閉；當1號三通電動球閥關閉時，所述2號三通電動球閥開啟，如此循環往復就實現了基液和混砂液向壓裂縫中脈沖注入；

（4）操作完畢，再次按下開啟按鈕關閉壓裂脈沖加砂系統。