[發(fā)明專利]一種鼓風(fēng)式纖維加入裝置及其工作方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110305619.3
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113123774B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 齊寧;韓子昭;蘇徐航;楊瀟;郭天魁;蔣平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: E21B43/267
• 分類號: E21B43/267
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 孫倩文

本發(fā)明涉及一種鼓風(fēng)式纖維加入裝置及其工作方法，屬于油氣藏增產(chǎn)措施領(lǐng)域，包括一圓柱狀殼體，殼體內(nèi)依次連接有纖維供給系統(tǒng)、風(fēng)送系統(tǒng)和纖維分散系統(tǒng)；風(fēng)送系統(tǒng)包括一外置的鼓風(fēng)機(jī)和送風(fēng)管道；纖維分散系統(tǒng)包括纖維分散腔，其上端開口與輸送通道和送風(fēng)管道均相通，纖維分散腔的下端開口與混砂罐上端的圓形開口相匹配并固定于該圓形開口處，纖維分散腔內(nèi)在送風(fēng)管道末端的正下方固定設(shè)置有分散傘，分散傘為無縫隙的整體傘狀結(jié)構(gòu)，纖維材料被風(fēng)送至纖維分散腔后沖擊分散傘而被打散，并從分散傘的邊緣落下。本發(fā)明體積小，適于現(xiàn)場施工，并且可以利用風(fēng)壓和分散傘對纖維進(jìn)行充分分散，防止纖維在加入過程中抱團(tuán)，有利于纖維與支撐劑的充分復(fù)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鼓風(fēng)式纖維加入裝置及其工作方法，尤其是一種加砂壓裂/高壓充填防砂用鼓風(fēng)式纖維加入裝置及其工作方法，屬于油氣藏增產(chǎn)措施技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水力壓裂技術(shù)是一項(xiàng)應(yīng)用廣泛的油氣井增產(chǎn)措施。壓裂作業(yè)結(jié)束后，通常需要進(jìn)行壓裂液的返排，但壓裂液的返排速度通常難以控制，返排速度過快(高于臨界出砂流速時)易導(dǎo)致支撐劑回流，返排速度慢又會造成壓裂液返排率低與作業(yè)周期長。為解決這一問題，可采用纖維復(fù)合加砂壓裂技術(shù)，提高填砂裂縫的臨界出砂流速，從而讓壓裂液返排時可以采用更大的流速，同時也抑制了支撐劑向井筒內(nèi)回流。

纖維復(fù)合加砂壓裂技術(shù)是指在壓裂作業(yè)混砂時加入防砂用的特質(zhì)纖維，與支撐劑同時注入人工裂縫，在井筒附近形成纖維復(fù)合砂體，其中支撐劑是基體，纖維是分散相與增強(qiáng)相。特質(zhì)纖維在支撐劑間隙中亂向分布，通過接觸壓力和摩擦力與支撐劑顆粒緊密接觸。特質(zhì)纖維與支撐劑形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以有效地增強(qiáng)支撐劑復(fù)合砂體的穩(wěn)固性，纖維貫穿于支撐劑之間并將其固定在原始位置，直徑微米級的纖維又允許地層流體與壓裂液自由通過，提升了復(fù)合砂體穩(wěn)定性的同時又提高了臨界出砂流速。纖維承擔(dān)了支撐劑復(fù)合砂體的大部分應(yīng)力，增強(qiáng)了支撐劑砂體抗移動變形與耐沖刷的能力，減小了支撐劑砂體的破壞幾率。

目前，上述特質(zhì)纖維的加入通常采用一種氣力輸送裝置，該裝置一般由供料器、輸料管道、風(fēng)機(jī)和分離器四個部分組成，現(xiàn)有的氣力輸送裝置主要存在以下缺陷：(1)裝置體積大，需要專門的車輛運(yùn)輸，不方便現(xiàn)場施工；(2)纖維在加入過程中容易抱團(tuán)，無法均勻地加入混砂罐與支撐劑充分混合，不利于纖維與支撐劑的充分復(fù)合；(3)纖維外露，易造成浪費(fèi)且污染環(huán)境；(4)該裝置通常配備使用的動力采用380V電源，不適宜壓裂施工現(xiàn)場使用。

中國專利文獻(xiàn)CN 102536188 A公開了一種應(yīng)用在油氣井纖維輔助壓裂過程中的纖維輸送裝置及其工作方法，該纖維輸送裝置包括進(jìn)料口、圓錐臺輸料腔、馬達(dá)a和馬達(dá)b，所述輸料腔的小端與混砂罐的頂部固定連接，所述輸料腔與混砂罐連通，在輸料腔的大端設(shè)置有頂蓋，在頂蓋的圓心處設(shè)置有攪拌孔，在攪拌孔的內(nèi)壁上固定設(shè)置有軸承，空心軸承貫通頂蓋通過軸承設(shè)置在輸料腔內(nèi)，所述空心軸的上部設(shè)有從動齒輪，在頂蓋上設(shè)置有馬達(dá)b，所述馬達(dá)b上設(shè)置有主動齒輪，所述主動齒輪與從動齒輪嚙合傳動連接；在頂蓋上還設(shè)置有與輸料腔連通的進(jìn)料口。該裝置可以控制纖維的加入速度，還能防止纖維的外露，避免威脅工作人員健康并且節(jié)約纖維用量，但在壓裂現(xiàn)場的實(shí)際使用過程中發(fā)現(xiàn)，該裝置容易將纖維擠壓在圓錐臺輸料腔的內(nèi)壁，使得纖維抱團(tuán)，無法均勻地加入混砂罐與支撐劑充分混合，不利于纖維與支撐劑的充分復(fù)合，降低了纖維復(fù)合砂體的現(xiàn)場使用效果。

中國專利文獻(xiàn)CN 204416572 U公開了一種脈沖式纖維加入裝置，設(shè)置在纖維泵出裝置和混合筒之間，所述脈沖式纖維加入裝置包括螺旋輸料裝置、轉(zhuǎn)閥控制部分和風(fēng)送部分，上述三個部分的殼體內(nèi)部貫通、依次連接，所述螺旋輸料部分水平設(shè)置，其殼體頂部設(shè)置纖維進(jìn)料口，對應(yīng)纖維泵出裝置的出料口，轉(zhuǎn)閥控制部分豎直設(shè)置，其殼體末端開口設(shè)置在風(fēng)送部分殼體前端頂部，風(fēng)送部分殼體向上傾斜設(shè)置，前端側(cè)面對應(yīng)設(shè)置送風(fēng)裝置的出風(fēng)口，末端對應(yīng)混合筒上方開口。該裝置能實(shí)現(xiàn)纖維的分散、計量、風(fēng)送的脈沖式纖維加入控制，能與脈沖式加砂同步。但是該裝置在作業(yè)現(xiàn)場使用時，需要專門的車輛運(yùn)輸，且體積過大、裝置復(fù)雜，不利于在各個油田的推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容