[發(fā)明專利]一種煤層氣開采壓裂設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910535302.1
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110159240B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設計）人: 陳世達;湯達禎;陶樹
• 申請（專利權）人: 中國地質(zhì)大學（北京）
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26
• 代理公司: 蘇州拓云知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32344
• 代理人: 王云峰

本發(fā)明公開了一種煤層氣開采壓裂設備，本發(fā)明設置專門的增壓混合機構，增壓混合機構可以實現(xiàn)對高壓水與砂粒供給機構供給的砂粒進行充分混合并增壓，并通過壓裂管進行噴射出，這樣，可以使得砂粒不經(jīng)過高壓泵進行噴射，可以有效的防止砂粒對高壓泵葉片的損壞等問題，同時，本發(fā)明的砂粒在進入增壓混合機構內(nèi)前，利用潤滑劑進行混合，防止砂粒的尖銳刃出現(xiàn)損壞而降低對煤層裂隙的切割作用，提高壓裂增裂效果；本發(fā)明的過濾座的設置，可以防止砂粒進入活塞端，防止對活塞端的損壞，同時，還可以保證壓力的增大以及砂粒與高壓水的混合作用。

技術領域

本發(fā)明涉及煤層氣開采技術領域，具體是一種煤層氣開采壓裂設備。

背景技術

壓裂工藝中使用的壓裂設備，壓裂泵是提高煤氣產(chǎn)量的主要設備之一，壓裂泵能夠?qū)毫岩哼\輸?shù)骄祝率咕椎膸r石裂開從而提高煤氣滲透率，增加煤氣在地層下方的快速流動以提高產(chǎn)油率。隨著人們對煤氣使用的要求提高，壓裂泵也向著大功率、高壓、大排量、輸出介質(zhì)多樣化、多功能發(fā)展。

傳統(tǒng)的壓裂設備一般采用壓裂泵進行高壓水直接壓裂，這種壓裂方式，對于初始壓裂具有一定的效果，但是，隨著壓裂的進行，需要不斷的增大壓力，這就導致壓力泵體積很大，對此，為了提高壓裂孔隙的運行，有時需要結合摻雜有砂粒的水力噴砂進行壓裂一段時間，再利用普通的水壓裂，二者相互結合，可以對煤層的裂隙進行切割，并逐步增大裂隙。但是，砂粒在泵送時，如果直接采用高壓泵，由于高壓泵的壓力很大，這些砂粒很容易對高壓泵的葉片產(chǎn)生損壞，影響高壓泵的壽命，而且，大型的高壓泵成本很高，嚴重影響經(jīng)濟效益。

因此，本發(fā)明提供了一種煤層氣開采壓裂設備，以解決上述背景技術中提出的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種煤層氣開采壓裂設備，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種煤層氣開采壓裂設備，包括穩(wěn)壓泵、高壓水壓裂供給設備、增壓混合機構、砂粒供給機構和壓裂管，其中，所述穩(wěn)壓泵的輸入端與所述高壓水壓裂供給設備的輸出端連接，其特征在于，所述穩(wěn)壓泵的輸出端連接至所述增壓混合機構的進料管上，所述增壓混合機構還采用供砂管連接設置有所述砂粒供給機構，所述增壓混合機構的排料管的端部連接至所述壓裂管，所述壓裂管伸入煤層的壓裂鉆孔中；

所述增壓混合機構實現(xiàn)對所述高壓水與砂粒供給機構供給的砂粒進行充分混合并增壓，以便通過所述壓裂管進行噴射出。

進一步，作為優(yōu)選，所述砂粒為石英砂、陶粒或者碳化硅顆粒，所述砂粒的形狀為具有棱角的多邊形結構。

進一步，作為優(yōu)選，所述增壓混合機構包括增壓缸體，所述增壓缸體上表面連接有上蓋，且增壓缸體下表面連接有下蓋，所述上蓋與所述增壓缸體之間采用螺母連接，所述下蓋的中心穿設連接有活塞桿，所述下蓋的下端延伸設置有對活塞桿起到密封作用的活塞桿密封，所述增壓缸體兩側(cè)分別設置所述進料管和排料管，且增壓缸體內(nèi)部設置有活塞組件，所述進料管一端設置吸入單向閥，所述排料管一端設置排出單向閥。

進一步，作為優(yōu)選，所述活塞桿采用增壓往復驅(qū)動機構驅(qū)動運動。

進一步，作為優(yōu)選，所述活塞組件包括活塞、緩沖密封、過濾座、滾珠和過濾壓孔，所述增壓缸體內(nèi)位于所述活塞上方設置有過濾座，且活塞下方設置有緩沖密封，所述活塞下端面?zhèn)缺砻媲度胗袧L珠，所述過濾座表面開設有多個過濾壓孔，且過濾壓孔的直徑小于最小的所述砂粒的大小，以便不允許所述砂粒進入所述過濾座的下方空間內(nèi)。

進一步，作為優(yōu)選，所述緩沖密封為圓環(huán)狀，且緩沖密封的外徑等于增壓缸體的內(nèi)徑。

進一步，作為優(yōu)選，所述進料管內(nèi)徑至少為排料管的內(nèi)徑的二倍。