[發明專利]一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備及其工作方法

有效

• 申請號: 201410632824.0
• 申請日: 2014-11-11
• 公開（公告）號: CN104389576B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 許大星;劉欣佳;溫慶志
• 申請（專利權）人: 山東索普威石油技術有限責任公司;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

1.一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，該設備包括壓裂材料攪拌罐、在所述壓裂材料攪拌罐的軸向兩端分別設置有進料口和出料口；在所述壓裂材料攪拌罐的頂部、且靠近進料口的一側設置有纖維計量輸送裝置；在所述壓裂材料攪拌罐的頂部、且靠近出料口的一側設置有水溶性支撐劑輸料腔；

在所述進料口設置有進液泵，所述進液泵通過第一電磁流量計和壓裂液輸送管道與所述進料口相連；

在所述出料口設置有輸出泵，所述輸出泵通過第二電磁流量計與外部混砂車相連；

所述壓裂材料攪拌罐中垂直于軸向方向設置有由第一電機驅動的第一攪拌軸；

在所述第一攪拌軸上均勻分布有多條攪拌斜桿，所述攪拌斜桿與所述第一攪拌軸之間的夾角90°；

所述纖維計量輸送裝置為中國專利CN102536188 B權利要求1中所公開的一種應用在油氣井纖維輔助壓裂過程中的纖維輸送裝置；

在所述纖維計量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔內分別設置有控制開關和光電傳感器I、光電傳感器II，用于控制向所述壓裂材料攪拌罐內注入物料的量。

2.根據權利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，在所述壓裂材料攪拌罐中固定設置有漏斗，所述漏斗的上邊緣與所述壓裂材料攪拌罐的上端相連，所述漏斗的底部通孔套設在所述第一攪拌軸上部的攪拌斜桿的外徑。

3.根據權利要求2所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，所述漏斗為圓錐形狀；在所述漏斗的上端設置有一圈傾斜沿，該傾斜沿圍城所述漏斗上方的喇叭狀開口；在所述漏斗與壓裂材料攪拌罐側壁之間設置有多個支撐塊。

4.根據權利要求3所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，所述漏斗的高度0.3-0.8m，厚度0.5-3.0cm；所述傾斜沿與水平方向夾角10-40°，高度0.1-0.4m；在所述漏斗與壓裂材料攪拌罐側壁之間設置有4個支撐塊，所述支撐塊長度0.2-0.4m，寬度3-10cm。

5.根據權利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，所述設備還包括遠程控制面板，該控制面板通過無線網絡實時采集第一電磁流量計和第二電磁流量計的流量數據、實時控制所述纖維計量輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內輸入纖維速度和總量、實時控制所述水溶性支撐劑輸料腔向壓裂材料攪拌罐內輸入水溶性支撐劑速度和總量；所述控制面板還用于遠程啟動或停止進液泵和輸出泵。

6.根據權利要求5所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，在所述纖維計量輸送裝置內設置有第一控制開關和光電傳感器I，所述第一控制開關受控于所述遠程控制面板，用于實時控制所述纖維計量輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內輸入纖維；所述光電傳感器I向所述遠程控制面板實時傳輸纖維的速度和總量。

7.根據權利要求6所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，在所述水溶性支撐劑輸料腔內設置有第二控制開關和光電傳感器II，所述第二控制開關受控于所述遠程控制面板，用于實時控制所述水溶性支撐劑輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內輸入水溶性支撐劑；所述光電傳感器II向所述遠程控制面板實時傳輸水溶性支撐劑的速度和總量；所述遠程控制面板還用于遠程設定施工泵入程序，進而控制施工時泵入順序、泵入物料及控制泵入物料用量。

8.根據權利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，所述纖維計量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔均為圓臺形腔體結構；在所述纖維計量輸送裝置的底部設置有用于在壓裂材料攪拌罐內產生負壓的裝置。

9.根據權利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過程的現場設備，其特征在于，所述纖維計量輸送裝置上設置有纖維質量計量刻度尺；在所述水溶性支撐劑輸料腔上設置有水溶性支撐劑體積計量刻度尺；在所述壓裂材料攪拌罐上分別設置有紅外線液位計、清洗口和底部支撐架。

10.一種如權利要求4、8-9任意一項所述設備的工作方法，包括步驟如下：

1） 布置壓裂施工現場，連接所述設備的所有施工管線；

2）啟動所述纖維計量輸送裝置，纖維在負壓的作用下流入所述壓裂材料攪拌罐，纖維流入的速度范圍是0.1-20000g/min；

3）啟動水溶性支撐劑地面螺旋輸送裝置，將水溶性支撐劑沿進料口加入所述壓裂材料攪拌罐內，加入速度范圍是0.1-10m³/min；

4）通過遠程控制面板設定纖維和水溶性支撐劑的添加速度和總量；通過所述纖維質量計量刻度尺和水溶性支撐劑體積計量刻度尺觀察物料的添加狀態，同時利用光電傳感器I、光電傳感器II將添加物料的速度與添加總量返回至遠程控制面板，最終與所述設定的添加速度和總量進行實時比較、調整，直至與設定的添加速度和總量一致；

5）在遠程控制面板上的啟動進液泵，壓裂液流經第一電磁流量計進入壓裂材料攪拌罐內，遠程控制面板上實時顯示壓裂液的流入速度；

6）啟動第一電機，帶動第一攪拌軸和攪拌斜桿高速旋轉，使壓裂材料攪拌罐內的壓裂液與纖維和水溶性支撐劑混合；

7）觀察紅外線液位計，當壓裂材料攪拌罐中充滿適量的壓裂液后，通過遠程控制面板啟動輸出泵，使壓裂材料攪拌罐內的混合物料經第二電磁流量計流入混砂車并泵入井內，在所述遠程控制面板上實時顯示壓裂液的輸出速度；

8）重復步驟1)-7)完成多個脈沖加砂，直到施工全部完成后，通過遠程控制面板遠程停止進液泵和輸出泵工作，關閉纖維計量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔，壓裂施工完成。