[發明專利]一種海上壓裂液連續混配裝置

有效

• 申請號: 201310566315.8
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103623735A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 姜偉;付英軍;劉書杰;王杏尊;劉剛芝
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: B01F13/10
• 分類號: B01F13/10
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關暢

技術領域

本發明涉及一種用于海上低滲透油氣田的壓裂液混配裝置，特別是關于一種海上壓裂液連續混配裝置。

背景技術

低滲透油氣田的開發主要采用壓裂技術改造油層，目前陸地油田進行壓裂作業的技術已經比較成熟。壓裂作業成功與否的關鍵很大程度上取決于壓裂液質量的好壞，提高壓裂液質量的主要方法是改進稠化劑性能和提高混配工藝。近年來國內投入大量精力研究稠化劑以提高稠化劑的性能，2003年后陸地使用混配設備性能也得到很大提高，連續混配設備及施工方案已基本成熟，并在國內各大油田逐步得到應用。但對于海上低滲透油氣田的開發，由于受到海上作業施工場地限制、海上高投入高風險以及海上環保等因素影響，在陸地油田已比較成熟的壓裂工藝技術很難直接用于海上。特別是適合海上使用的混配設備還需進一步研究。

過去壓裂作業多采用以柴油為基液的油基壓裂液，其在完成壓裂填砂任務后泵返地面造成的污染后期處理難度大，如海上大規模推廣應用壓裂，必須考慮水基壓裂液，但水基壓裂液的高質量連續混配仍是世界性難題，主要問題是水化速度緩慢，以胍爾粉為主的稠化劑不易與水親合，混配過程中也會形成大量水包粉（俗稱魚眼），不能二次循環后再混合，而且自然溶脹時間長（在120分鐘以上），這些都不能滿足海上壓裂作業要求。為彌補水化速度不足的問題，提高配液設備性能及改進稠化劑性能就至關重要。海上目前是以批量提前混配方式混配壓裂液，這樣無法實現連續混配。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種能夠對壓裂液進行高質量、連續混配的海上壓裂液連續混配裝置。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種海上壓裂液連續混配裝置，其特征在于：它包括一同軸雙向攪拌裝置、第一灌注泵、第二灌注泵、一多級螺旋研磨泵、一氣壓多頭噴射混合裝置、一測量裝置、一回注管線和一電磁閥；所述同軸雙向攪拌裝置對注入其中的稠化劑和壓裂液進行剪切、攪拌后得到稠化劑和壓裂液的混合液，稠化劑和壓裂液的混合液經所述第一灌注泵泵入所述螺旋研磨泵中，稠化劑和壓裂液的混合液經所述螺旋研磨泵研磨后進入所述氣壓多頭噴射混合裝置中，在外部氣壓作用下，稠化劑和壓裂液的混合液與注入所述氣壓多頭噴射混合裝置中的海水在所述氣壓多頭噴射混合裝置中進行噴射混合，得到滿足海上作業需求的配置壓裂液；根據所述測量裝置對配置壓裂液測量的排量數據和海上作業對壓裂液的需求量，一部分配置壓裂液通過所述測量裝置進入所述第二灌注泵中，并通過所述第二灌注泵泵入井筒中；通過控制所述回注管線上的所述電磁閥，另一部分配置壓裂液通過所述回注管線返回所述同軸雙向攪拌裝置中。

所述同軸雙向攪拌裝置包括一攪拌罐和若干攪拌器，若干所述攪拌器以所述攪拌罐的中心軸為軸心間隔均勻固定設置在所述攪拌罐中；所述攪拌罐設置成圓柱形，其包括一罐體、一上蓋板和一下蓋板，所述上蓋板設置在所述罐體的上端，所述下蓋板設置在所述罐體的下端，所述上蓋板上開設有壓裂液入口，所述下蓋板上開設有壓裂液出口；每一所述攪拌器包括一上電機、一上傳動軸、一上攪拌葉、一聯軸器、一下攪拌葉、一下傳動軸和一下電機，所述上電機和下電機分別固定設置在所述上蓋板和下蓋板上，所述上傳動軸的上端和下傳動軸的下端分別連接在所述上電機和下電機的動力輸出端，所述上傳動軸的下端和下傳動軸的上端通過所述聯軸器連接，所述上攪拌葉和下攪拌葉分別固定在所述上傳動軸和下傳動軸上。

在所述上電機與所述上傳動軸的上端連接位置以及所述下電機與所述下傳動軸的下端連接位置均設置有一保護罩。

所述上攪拌葉和所述下攪拌葉的葉片數量設置為兩個以上；所述上攪拌葉的葉片中有一個以上葉片水平設置，其余葉片與水平方向成銳角且斜向下設置；所述下攪拌葉的葉片中有一個以上葉片與水平方向成銳角且斜向上設置，其余葉片與水平方向成銳角且斜向下設置。

所述每一螺旋研磨泵包括一泵心軸和一套設在所述泵心軸外部的泵外殼體；所述泵心軸一端和與之對應的所述泵外殼體一端構成一泵入口，所述泵心軸另一端和與之對應的所述泵外殼體另一端構成一泵出口；所述泵心軸包括中心軸和在所述中心軸的外表面上設置的等間距或間距漸變的螺旋外螺紋；所述泵外殼體的內表面上設置有等間距或間距漸變的螺旋內螺紋；所述螺旋外螺紋的長度和螺旋內螺紋的長度對應設置，且所述螺旋外螺紋和螺旋內螺紋的旋向相反。