一種壓裂混砂裝置的製作方法

2023-08-05 19:39:46 1

專利名稱：一種壓裂混砂裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及採油/氣設備技術領域，更具體地說，涉及一種壓裂混砂裝置。
背景技術：
油、氣井在試油或生產過程中，由於近井地帶有汙染(鑽井、固井、洗壓井過程都會造成汙染)或地層原始滲透率低的原因會造成油、氣井的產量較低，而此問題可以通過壓裂技術來解決。壓裂技術是指採油或採氣過程中，利用液體壓力作用，使油、氣的儲層形成裂縫的一種方法，其具體操作是採用高壓大排量的泵，利用液體傳壓的原理，將具有一定粘度的液體(即壓裂液)，以大於儲層的吸收能力的壓力向儲層注入，並使井筒內壓力逐漸升高，從而在井底憋起高壓，當此壓力大於井壁附近的地應力和地層巖石的抗張強度時，便在井底附近地層產生裂縫，繼續注入壓裂液，裂縫向前延伸並填以壓裂液，關井後壓裂液存在於裂縫中，從而在井底附近地層內形成具有一定幾何尺寸和高導流能力的填砂裂縫，使井達到增產增注的目的。其中，壓裂液由作為溶劑的液體(一般稱為基液)和作為溶質的固體顆粒(如石英砂等)混配而成。

目前，傳統的壓裂工藝中普遍採用水基或者油基的壓裂液對油層或者氣層進行壓裂，但是使用水基或者油基的壓裂液進行壓裂操作存在著一定的缺陷:首先，水基或者油基的壓裂液在降解以後，會對儲層造成傷害，尤其是降解產生的雜質會對儲層裂縫周圍的毛細孔造成傷害。其次，壓裂完成後，水基或者油基的壓裂液反排時間長，而且反排效果很難預測，影響油、氣田的正常開採。為了避免上述問題的出現，人們採用了液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為壓裂液的基液，但是，二氧化碳或石油氣(丙烷)只能在一定壓力下呈液體狀態存在，而現有的適用於水基或者油基壓裂液的混砂裝置(用於混配固、液原料使其成為壓裂液)因為無需使壓裂液存在於高壓環境中，所以其容納空間均為開放式設計，並不適用於以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液的製備。因此，如何提供一種用於製備以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液的壓裂混砂裝置，是目前本領域技術人員亟待解決的問題。

發明內容
有鑑於此，本發明提供了一種壓裂混砂裝置，其能夠適用於以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液的製備。為了達到上述目的，本發明提供如下技術方案:一種壓裂混砂裝置，用於混配壓裂液，其包括固液混配裝置，所述固液混配裝置為壓力容器，其包括:能夠將所述壓裂液的固體顆粒導入的固體導入口 ；導入所述壓裂液的基液的基液導入口 ；容納所述固體顆粒和所述基液的混配內腔；
導出混配而成的所述壓裂液的固液導出口。優選的，上述壓裂混砂裝置中，還包括用於容納所述壓裂液的固體顆粒的密閉存儲裝置，且所述存儲裝置和所述固液混配裝置設置於底盤車上。優選的，上述壓裂混砂裝置中，還包括設置在所述底盤車上能夠改變所述存儲裝置放置狀態的翻轉裝置，所述翻轉裝置能夠使所述存儲裝置以其軸線處於水平方向和豎直方向的狀態設置在所述底盤車上。優選的，上述壓裂混砂裝置中，在所述存儲裝置以其軸線處於豎直方向的狀態設置時，所述固液混配裝置設置在所述存儲裝置的底部，且所述存儲裝置通過設置在其底部的支撐裝置與地面接觸。優選的，上述壓裂混砂裝置中，所述固液混配裝置設置在所述支撐裝置上。優選的，上述壓裂混砂裝置中，還包括設置在所述支撐裝置上與所述混配內腔連通的液體添加裝置。優選的，上述壓裂混砂裝置中，所述底盤車上設置有驅動所述固液混配裝置、所述翻轉裝置和所述液體添加裝置工作的液壓驅動裝置。優選的，上述壓裂混砂裝置中，所述存儲裝置為壓力罐。優選的，上述壓裂混砂裝置中，所述翻轉裝置包括多個雙級液壓缸。優選的，上述壓裂混砂裝置中，所述支撐裝置包括多個在所述液壓驅動裝置的驅動下工作的液壓支撐杆。本發明提供的壓裂混砂裝置中，其在工作時，對固液混配裝置的混配內腔施加壓力，固體顆粒從固體導入口進入到固液`混配裝置中，由於固液混配裝置為壓力容器，其混配內腔為高壓環境，基液通過基液導入口進入到固液混配裝置內部後，在高壓作用下依舊能夠保持為液體狀態，使其成為壓裂液的基液，固體顆粒和基液在混配內腔中混配成壓裂液後從固液導出口導出。本發明提供的壓裂混砂裝置，其能夠將在常溫下呈氣態的二氧化碳或石油氣等物質通過高壓使其保持為液體狀態，進而與固體顆粒混合形成壓裂液，實現了製備以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液的目的。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例提供的壓裂混砂裝置的存儲裝置沿水平方向設置的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的壓裂混砂裝置的存儲裝置沿豎直方向設置的結構示意圖。以上圖1-圖2中:底盤車1、液壓驅動裝置2、存儲裝置3、翻轉裝置4、支撐裝置5、固液混配裝置6、液體添加裝置7。
具體實施例方式本發明提供了一種壓裂混砂裝置，其能夠適用於以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液的製備。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。如圖1和圖2所示，本發明實施例提供的壓裂混砂裝置，用於混配壓裂液，例如以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液，其包括:固液混配裝置6，該固液混配裝置6為耐低溫的壓力容器，其包括:與存儲裝置3連通以將存儲裝置3內的固體顆粒(如砂子)導入的固體導入口 ；導入壓裂液的基液的基液導入口，；容納固體顆粒和基液的混配內腔；導出混配而成的壓裂液的固液導出口。本實施例提供的壓裂混砂裝置中，其在工作時，對固液混配裝置6的混配內腔施加壓力，固體顆粒從固體導入口進入到固液混配裝置6中，由於固液混配裝置6為壓力容器，其混配內腔為高壓環境，基液通過基液導入口進入到固液混配裝置6的混配內腔後，在高壓作用下依然能夠保持為液體狀態，使其成為壓裂液的基液，固體顆粒和基液在混配內腔中混配成壓裂液後從固液導出口導出。
本實施例提供的壓裂混砂裝置，其能夠將在常溫下呈氣態的二氧化碳或石油氣等物質通過高壓使其保持為液體狀態，進而與固體顆粒混合形成壓裂液，實現了製備以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液的目的。為了進一步優化上述技術方案，本實施例提供的壓裂混砂裝置中，還包括用於容納壓裂液的固體顆粒的密閉存儲裝置3，且存儲裝置3和固液混配裝置6設置於作為安置裝置的底盤車I上，如圖1所示。在現有技術中，混砂裝置均為開放式設計，其進行的混配操作是在常壓環境中進行的，而本實施例提供的存儲裝置3優選為密閉存儲裝置3，其能夠與固液混配裝置6導通，進而共同形成一個封閉空間，並使此封閉空間中的壓力大於外界大氣壓，進而使得固體顆粒能夠更加方便的隨時進入到固液混配裝置6中，而無需擔心固體顆粒在進入固液混配裝置6的過程中對固液混配裝置6的混配內腔的壓力造成影響，進而使壓裂液的混配工作能夠連續進行。當然，本實施例提供的存儲裝置3也可以為非密閉存儲裝置3，固體顆粒在固液混配裝置6工作前進入到固液混配裝置6中，然後固液混配裝置6在密封狀態下進行工作。將存儲裝置3和固液混配裝置6設置在底盤車I上，有利於本實施例提供的壓裂混砂裝置的運輸移動，提高了其工作靈活性，可以很方便的在不同施工場地之間進行運輸。優選的，本實施例提供的壓裂混砂裝置中，還包括設置在底盤車I上能夠改變存儲裝置3放置狀態的翻轉裝置4，翻轉裝置4能夠使存儲裝置3以其軸線處於水平方向和豎直方向的兩種狀態設置在底盤車I上，並且，在存儲裝置3以其軸線處於豎直方向的狀態設置時，固液混配裝置6設置在存儲裝置3的底部，且存儲裝置3通過設置在其底部的支撐裝置5與地面接觸，如圖2所示。為了降低能耗，並使得本實施例提供的壓裂混砂裝置的工作更加便捷順暢，本實施例優選在存儲裝置3進行工作時，使其處於軸線沿豎直方向設置的狀態進行工作，此狀態中，固液混配裝置6位於存儲裝置3的底部，這樣存儲裝置3中的固體顆粒就可以通過自身的重力進入到固液混配裝置6中，無需再設置動力裝置。但是，如果存儲裝置3始終使其軸線沿豎直方向設置，則由於存儲裝置3自身的尺寸問題而影響其運輸，所以為了便於運輸，在底盤車I上設置了翻轉裝置4以將存儲裝置3軸線沿豎直方向設置的工作狀態翻轉為軸線沿水平方向設置的運輸狀態。當存儲裝置3處於軸線沿豎直方向設置的狀態進行工作時，為了減小底盤車I的工作負荷，優選存儲裝置3通過支撐裝置5將其支撐在地面上。具體的，固液混配裝置6設置在支撐裝置5上，如圖1和圖2所示。本實施例提供的壓裂混砂裝置中，還包括設置在支撐裝置5上與固液混配裝置6的混配內腔連通的液體添加裝置7，如圖1和圖2所示。在壓裂液混配的過程中，如果需要在壓裂液中添加添加劑，則使液體添加裝置7進行工作，進而通過液體添加裝置7將添加劑導入到固液混配裝置6的混配內腔中，並與壓裂液混合。具體的，固液混配裝置6、翻轉裝置4和液體添加裝置7通過設置在底盤車I駕駛室後方的液壓驅動裝置2提供動力以進行工作，如圖1和圖2所示。優選的，存儲裝置3為壓力罐，為低溫壓力容器。其在工作時能夠與固液混配裝置6連通形成一個密封空間，並可承受一定的低溫和壓力要求，能夠滿足液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)的存在要求。進一步的，翻轉裝置 4包括多個雙級液壓缸，支撐裝置5包括多個在液壓驅動裝置2的驅動下工作的液壓支撐杆，如圖1和圖2所示。本實施例提供的壓裂混砂裝置，在具體使用時，首先通過翻轉裝置4將壓力罐翻轉直立起來，然後將固液混配裝置6的基液導入口與上遊的液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)存儲設備連接，將固液混配裝置6的固液導出口與下遊的壓裂泵送設備連接，這樣就能夠通過固液混配裝置6的三個接口將上遊的液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)存儲設備、壓力罐，下遊的壓裂泵送設備形成一個連通的密閉空間，作業之前，首先在壓力罐內加入作業要求的砂子，加砂完畢後，將上述密閉空間加壓並預冷，也可以通過向密閉空間內充裝少量的液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)的方式將壓力罐內的溫度和壓力調整到能夠維持二氧化碳或石油氣(丙烷)呈液體的狀態，然後開始混配操作。在混配過程中，液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)與壓力罐內的砂子在固液混配裝置6中一邊混合一邊排出，進入到下遊的壓裂泵送設備。在此混配過程中，如果需要添加添加劑，則通過液體添加裝置7將添加劑添加到壓裂液中。對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。
權利要求
1.一種壓裂混砂裝置，用於混配壓裂液，其特徵在於，包括固液混配裝置(6)，所述固液混配裝置(6)為壓力容器，其包括: 能夠將所述壓裂液的固體顆粒導入的固體導入口； 導入所述壓裂液的基液的基液導入口； 容納所述固體顆粒和所述基液的混配內腔； 導出混配而成的所述壓裂液的固液導出口。
2.根據權利要求1所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，還包括用於容納所述固體顆粒的密閉存儲裝置(3 )，且所述存儲裝置(3 )和所述固液混配裝置(6 )設置於底盤車(I)上。
3.根據權利要求2所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，還包括設置在所述底盤車(I)上能夠改變所述存儲裝置(3)放置狀態的翻轉裝置(4)，所述翻轉裝置(4)能夠使所述存儲裝置(3 )以其軸線處於水平方向和豎直方向的狀態設置在所述底盤車(I)上。
4.根據權利要求3所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，在所述存儲裝置(3)以其軸線處於豎直方向的狀態設置時，所述固液混配裝置(6)設置在所述存儲裝置(3)的底部，且所述存儲裝置(3)通過設置在其底部的支撐裝置(5)與地面接觸。
5.根據權利要求4所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，所述固液混配裝置(6)設置在所述支撐裝置(5)上。
6.根據權利要求4所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，還包括設置在所述支撐裝置(5)上與所述混配內腔連通的液體添加裝置(7)。
7.根據權利要求6所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，所述底盤車(I)上設置有驅動所述固液混配裝置(6)、所述翻轉 裝置(4)和所述液體添加裝置(7)工作的液壓驅動裝置(2)。
8.根據權利要求2所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，所述存儲裝置(3)為壓力罐。
9.根據權利要求3所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，所述翻轉裝置(4)包括多個雙級液壓缸。
10.根據權利要求6所述的壓裂混砂裝置，其特徵在於，所述支撐裝置(5)包括多個在所述液壓驅動裝置(2)的驅動下工作的液壓支撐杆。
全文摘要
本發明提供了一種壓裂混砂裝置，用於混配壓裂液，其包括固液混配裝置，所述固液混配裝置為壓力容器，其包括能夠將所述壓裂液的固體顆粒導入的固體導入口；導入所述壓裂液的基液的基液導入口；容納所述固體顆粒和所述基液的混配內腔；導出混配而成的所述壓裂液的固液導出口。本發明提供的壓裂混砂裝置，其能夠將在常溫下呈氣態的二氧化碳或石油氣等物質通過高壓使其保持為液體狀態，進而與固體顆粒混合形成壓裂液，實現了製備以液態二氧化碳或液化石油氣(丙烷)作為基液的壓裂液的目的。
文檔編號E21B43/26GK103233714SQ20131016485
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月7日 優先權日2013年5月7日
發明者崔日哲, 呂亮, 劉 東, 韓增平, 李守哲, 張懷智, 杜明強 申請人:煙臺傑瑞石油服務集團股份有限公司