CN111236916A - 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 - Google Patents
煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111236916A CN111236916A CN202010218965.3A CN202010218965A CN111236916A CN 111236916 A CN111236916 A CN 111236916A CN 202010218965 A CN202010218965 A CN 202010218965A CN 111236916 A CN111236916 A CN 111236916A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tank body
- coal seam
- pressure
- liquid
- fracturing fluid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 68
- 238000002156 mixing Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 102
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 88
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 68
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 39
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 24
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 100
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 24
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 15
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 5
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 229910001122 Mischmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/006—Production of coal-bed methane
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/267—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures reinforcing fractures by propping
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F7/00—Methods or devices for drawing- off gases with or without subsequent use of the gas for any purpose
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
Abstract
本发明提供了一种煤层压裂液混合装置,包括罐体,罐体相对的两侧设置进液口和出料口,罐体上方设置有通过注砂阀门密封的注砂口,罐体的进液口用于注入经过加压泵逐渐加压的液体,以便通过液体的压力变化使得位于注砂口附近的砂粒与液体混合。本发明还提供一种煤层压裂系统,包括用于存水的水箱、设置于水箱进水口处用于加压水的加压泵以及如如上所述的煤层压裂液混合装置。通过利用煤层压裂液混合装置混合砂粒与液体,避免了利用水箱混合砂粒与液体造成的加沙过程麻烦以及水箱损坏的问题。
Description
技术领域
本发明属于煤矿开采技术领域,具体涉及一种煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统。
背景技术
在抽采瓦斯的过程中需要首先对煤层进行煤层增透压裂,在煤层增透压裂的过程中,需要向瓦斯抽采钻孔中注入高压的水,对煤层进行压裂即利用水的压力将煤层压裂出孔隙,将煤层内的瓦斯由吸附状态变为解析状态,从而可以对煤层内的瓦斯进行抽采。
但是,这种压裂方式,一旦停止向抽采钻孔中注入高压水,孔隙会受到应力恢复的影响,具体而言,当注水停止后,孔隙周围应力高的地区向孔隙应力低的地区进行应力传递,这样的应力传递会导致孔隙闭合,从而导致瓦斯抽采效率的下降。为了延缓孔隙的闭合时间,采用石英砂与水混合,将混合后的物质一起注入到瓦斯抽采钻孔中可以对孔隙起到支撑作用,从而可以实现延缓孔隙闭合时间,延长抽采时间。
然而,石英砂如果直接在水箱内与水混合,由于水箱是封闭的,加沙的过程较为麻烦,而且石英砂与水箱摩擦也会造成水箱的损坏。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题,即为了解决现有向煤层中注砂的过程中,直接在水箱内将石英砂与水混合,造成加沙过程麻烦,水箱容易损坏的问题。本发明提供一种煤层压裂液混合装置,包括罐体,所述罐体相对的两侧设置进液口和出料口,所述罐体上方设置有通过注砂阀门密封的注砂口,所述罐体的进液口用于注入经过加压泵逐渐加压的液体,以便通过液体的压力变化使得位于所述注砂口附近的砂粒与所述液体混合。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,还包括两根高压软管与两个锁紧件,其中一根高压软管插接于所述罐体的进液口内并通过一个所述锁紧件锁紧,另外一根高压软管插接于所述罐体的出料口并通过所述锁紧件锁紧。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,所述锁紧件为插销,所述插销包括相对设置的两个腿部以及位于两个腿部之间的连接部,两个所述腿部之间的间距不大于所述高压软管插接于所述罐体的插接端的外径;所述罐体设置有进液口的部分以及设置有出料口的部分分别设置有供所述插销插入的开口,所述开口垂直于所述进液口或者出料口的轴线。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,所述高压软管的插接端的外壁上设置有凹槽,所述凹槽用于与两个所述腿部接触。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,所述高压软管的插接端的外径沿插接方向逐渐缩小。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,所述罐体设置有泄压口,所述泄压口与罐体内部相通并通过泄压阀门密封。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,所述泄压口位于罐体底部。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,所述罐体的罐身与设置有进液口的部分以及设置有出料口的部分圆滑过渡;和/或,所述进液口与出料口分别采用进液阀门与出料阀门密封。
在上述煤层压裂液混合装置的优选技术方案中,所述罐体由钢材制成,其中,所述罐体的厚度为22-25mm,所述加压泵最大加压压力不大于35Mpa;和/或,还包括高压钢管和保护罩,所述罐体的出料口通过外部套设有金属保护套的所述高压软管与高压钢管连接;所述保护罩罩设在所述罐体外部并设置有用于供所述高压软管穿过的通孔。
本发明还提供一种煤层压裂系统,包括用于存水的水箱、设置于水箱进水口处用于加压水的加压泵以及如上所述的煤层压裂液混合装置。
本领域人员能够理解的是,本发明提供的煤层压裂液混合装置包括罐体,罐体相对的两侧分别设置进液口和出料口,罐体的上方设置有通过注砂阀门密封的注砂口。当需要通过煤层压裂液混合装置在压裂液中混合砂粒时,首先打开注砂口处的注砂阀门注入一定量的砂粒(例如石英砂),然后通过加压泵逐渐提高连续注入罐体的液体的压力,通过液体的压力变化使注砂口附近的砂粒与液体充分混合,并随着液体从罐体的出料口流出。通过在水箱外单独配置混合装置,使得液体与砂粒在水箱外混合,避免了利用水箱混合砂粒与液体造成的加沙过程麻烦以及水箱损坏的问题,而且本发明通过改变进入罐体的液体的压力的方式来实现砂粒与液体的混合,无需再提供诸如搅拌等装置,可以节省材料和费用,也能相应减少砂粒与设备之间的摩擦,从而提高设备的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的煤层压裂液混合装置结构示意图;
图2为本发明提供的锁紧件与进液口结构示意图;
图3为本发明提供的接头径向截面结构示意图;
图4为本发明提供的煤层压裂系统结构示意图。
附图标记说明:
1-罐体;
11-进液口;
111-进液阀门;
12-出料口;
121-出料阀门;
13-注砂口;
131-注砂阀门;
14-泄压口;
141-泄压阀门;
2-锁紧件;
3-高压软管;
31-接头;
4-高压钢管;
5-水箱;
6-加压泵;
7-密封圈;
8-固定支架;
9-煤层;
10-远程控制阀门。
具体实施方式
首先,本领域技术人员应当理解的是,这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理,并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整,以便适应具体的应用场合。
其次,需要说明的是,在本发明的描述中,术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系,这仅仅是为了便于描述,而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,还需要说明的是,在本发明的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言,可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
现有的煤层增透压裂技术,为了延缓孔隙的闭合时间,采用石英砂与水混合,将混合后的物质一起注入到瓦斯抽采钻孔中,石英砂可以对煤层中压裂后的孔隙起到支撑作用,从而实现延缓孔隙的闭合时间延长抽采时间。然而,石英砂如果直接在水箱中与水混合,加沙过程麻烦,石英砂与水箱的摩擦也会造成水箱的损坏。
本发明提供的煤层压裂液混合装置,用于在水箱外部将石英砂与液体进行混合。具体而言,包括罐体,罐体两侧分别设置进液口与出料口,罐体的上方设置有通过注砂阀门密封的注砂口,可直接通过注砂口对罐体进行加沙砂,加沙过程方便,罐体的进液口注入经过加压泵逐渐加压的液体,利用液体的压力变化使罐体内部注砂口附近的石英砂砂粒与液体混合。也即是说,利用煤层压裂液混合装置混合液体与石英砂,加沙过程方便,同时避免石英砂与水箱摩擦造成水箱损坏。
实施例一
图1为本实施例提供的煤层压裂液混合装置结构示意图。如图1所示,煤层压裂液混合装置包括罐体1,罐体1的中部为罐体1的主体部分,罐体1的主体部分横截面积例如可以是完全一致的,罐体1的两侧(图1中为左右两侧)越靠近端点的位置,其横截面积越小。例如,罐体1可以是两端具有端盖的圆柱形结构,端盖为弧面结构,弧面结构向罐体外部突出。
在一些可能的实现方式中,罐体1由钢材制成,钢材的厚度为22-25mm。示例性地,罐体1的中部选用壁厚22mm的钢管,罐体1的两侧部分选用厚度为22mm的钢板,然后将他们焊接在一起即可。本实施例对钢管的长度与直径并不做限制,本领域人员可根据煤层的厚度与加沙量选择适合尺寸的钢管。
需要注意的是,由于液体与砂粒在压力的条件下在罐体1中进行混合,因此,罐体1需要具有一定的抗压能力。通常而言,煤层压裂中使用的液体压力不超过35Mpa,液体的最大压力乘以安全系数1.2可以得到罐体1的最小抗压强度需要满足在40Mpa。经过实验测得由22mm厚的钢管与钢板制成的罐体1能够承受60Mpa的压力,也即是说,使用22mm厚的钢管与钢板制成的罐体1足以满足压力要求。罐体1的中部与两侧部分使用焊接连接,并且所有的焊接点使用无缝焊接技术,在焊接完成后还需要进行耐压试验,以便确认所有的焊接点都能满足相应的检测要求。
需要指出的是,如果钢管与钢板的厚度过小,罐体1在压力条件下容易造成变形、破裂等现象,造成安全隐患;如果钢管与钢板的厚度过大,会增加罐体1的质量,提高了罐体1的生产难度,增加了罐体1的生产与制造成本。因此,在经过多次试验之后发现,罐体1的壁厚为22mm-25mm时,既能够保证安全,又能够保证重量和成本都在可接受的范围之内。
继续参照图1,罐体1上分别设置用于输入加压后的压裂液的进液口11,用于加入砂粒的注砂口13、用于将混合后的砂料及压裂液输出的出料口12,以及用于快速释放罐体1压力的泄压口14。为了描述方便,以下按照从左到右的顺序对这些部分分别进行介绍,以便本领域技术人员能够更好的理解本发明的技术方案。
如图1所示,罐体1的左侧设置的是出料口12,在罐体1中与液体混合后的砂粒(下文以石英砂为例,但其并非对于保护范围的具体限制,本领域技术人员也可采用其他合适的矿物颗粒)从罐体1左侧的出料口12排出到罐体1外,然后进入煤层由于压裂产生的孔隙中并对孔隙形成支撑,从而避免其过早闭合,以提高抽采效率。示例性地,出料口12为与罐体1相通的筒状结构,该筒状结构横截面形状不做限制,其可以是圆形或者椭圆形等,本领域人员可根据实际需要选择适合形状的筒状结构作为出料口12。出料口12与罐体1间可采用多种连接方式,示例性地,出料口12与罐体1间采用焊接连接。
在一些可实现方式中,罐体1设置有出料口12的左端部与罐体1的主体结构圆滑过渡,以减小局部阻力,使得混合有石英砂的液体更容易从出料口12处排出。本实施例此处对圆滑过渡的弧度并不做限制,只要设置有出料口12的罐体1一侧侧面没有明显的局部转角即可。
当然,本发明不限于此,在出料口12处还可设置出料阀门121,通过控制出料阀门121的启闭状态可以实现将出料口12的开闭。出料口12与出料阀门121间可采用多种连接方式,示例性地,出料口12与出料阀门121的接口通过焊接。具体而言,将出料阀门121设置在出料口12外部并与出料口12相抵,保证出料阀门121与出料口12相通,使用焊接的方式将出料口12与出料阀门121之间固定。当然,也可以采用其他连接方式例如螺钉连接的方式固定。本实施例此处对出料阀门121的具体结构不做限制,本领域人员可根据实际需要选择任意合适的阀门,例如,可以使用市售的球阀作为出料阀门121。通过在出料口12处设置出料阀门121,可以实现控制出料口12处的开闭状态,方便使用者控制罐体1是否出料。
继续参照图1,在罐体1的上方设置注砂口13,示例性地,注砂口13为与罐体1相通的筒状结构,使用者可以通过注砂口13向罐体1中添加石英砂。本实施例对于筒状结构的截面形状不做限制,其可以是圆形或者椭圆形等,本领域人员可根据实际需要进行设置。当然,可以在注砂口13处设置注砂阀门131,注砂阀门131与注砂口13可采用多种连接方式,示例性地,注砂阀门131与注砂口13采用焊接连接,注砂阀门131与注砂口13间焊接的方式与上文中出料阀门121与出料口12的焊接方式可以是相同的。通过在罐体1上方设置注砂口13并在注砂口13处设置注砂阀门131,使用者可以随时向腔体中添加石英砂,罐体1的注砂口13可以通过该注砂阀门131封闭,以便保证罐体1内的压力。
继续参照图1,罐体1可选地设置有泄压口14,泄压口14与罐体1内部相通并通过泄压阀门141密封。示例性地,泄压口14为筒状结构,泄压口14轴线与罐体1轴线垂直,本实施例对筒状结构的径向截面形状不做限制,其可以是圆形或者椭圆形等,本领域人员可根据实际需要进行设置。泄压口14与泄压阀门141可采用多种连接方式,示例性地,泄压口14与泄压阀门141采用焊接连接,对于泄压口14与泄压阀门141间的焊接方式与上文中出料阀门121与出料口12的焊接方式可以是相同的。当泄压阀门141闭合时,泄压口14即为闭合状态。泄压口用于释放罐体1中的压力,也即是说,当使用者需要通过上文中注砂口13向罐体1中加沙时,可以通过打开泄压口14处的泄压阀门141快速释放罐体1中的压力,以便安全加沙,避免发生安全事故。
较佳的,泄压口14位于罐体1底部,如图1所示,泄压口14位于罐体1下方。将泄压口14设置于罐体1底部,相较于将泄压口14设置在罐体1的其他位置,泄压速率更快。
继续参照图1,在罐体1的右侧设置进液口11,经过加压泵加压后的液体从进液口11进入到罐体1中。需要指出的是,连续进入进液口11的液体的压力是变化的,也即是说,加压泵在不同时间时施加给液体的压力是不同的,从而使得进入罐体1的压力的数值随机或者按照某种规律变化,以便在罐体1内形成涡流,从而将罐体1内的石英砂卷起并与这些石英砂混合在一起。
示例性地,进液口11为与罐体1相通的筒状结构。本实施例此处对进液口11的结构不做限制,其可以是圆形或者椭圆形等,本领域人员可根据实际需要选择适合结构的进液口11。进液口11与罐体1间可采用多种连接方式,示例性地,进液口11与罐体1间采用焊接连接。具体而言,进液口11设置于罐体1外部与罐体1相抵并与罐体1相通,将进液口11与罐体1贴合处使用焊接的方式紧固。相应地,在进液口11处设置进液阀门111,通过控制进液阀门111的启闭状态可以实现控制进液口11处的开闭。相应地,设置有进液口11的右端与罐体1的主体部分也采用圆滑过渡的方式,以降低进液口11处的局部阻力。
综上,采用设置有注砂口13的罐体1对液体与石英砂砂粒进行混合,避免了利用水箱混合砂粒与液体造成的加沙过程麻烦以及水箱损坏的问题。另外,通过改变进入罐体1的液体的压力的方式来实现砂粒与液体的混合,无需再提供诸如搅拌等装置。
图2示出了锁紧件与进液口的结构示意图,图3示出了本实施例提供的接头径向截面示意图。如图2-3所示,罐体1的进液口11连接有高压软管3,通过高压软管3向罐体1内输送液体。进液口11与高压软管3可采用插接的方式实现连接。举例而言,高压软管3插接于罐体1的进液口11内并通过一个锁紧件2锁紧,本实施例此处对锁紧件2的种类不做限制,本领域人员可根据需要选择插销、卡箍等作为锁紧件2。
在一些可实现方式中,使用插销作为锁紧件2,插销包括相对设置的两个腿部以及位于两个腿部之间的连接部,两个腿部之间的间距不大于高压软管3插接于罐体1的插接端的外径,也即是说,插销整体结构为如图2中所示的“U”型,通过使用“U”型插销作为锁紧件2,当需要移动锁紧件2时,只需要移动两个腿部之间的连接部即可同时移动两个腿部。罐体1设置有进液口11的部分设置有供插销插入的开口,也即是说,上文中的筒状结构进液口11设置有供插销插入的开口。较佳的,进液口11外表面为图2中示出的方形结构,将进液口11的外表面设置成方形,插销更容易从开口插入。开口垂直于进液口11轴线,锁紧件2可从筒状结构开口处插入罐体1进液口11实现进液口11与高压软管3之间的固定,这将在下文的描述中变得明显。
在一些可实现方式中,高压软管3的一端设置有接头31,利用接头31有利于将高压软管3插入进液口11。接头31可采用多种适合结构,例如,在一些示例中,可以将接头31配置成外径沿插接方向逐渐缩小,在接头31的外壁上还设置有至少一个凹槽,凹槽用于与锁紧件2的两个腿部接触,也即是说,接头31的径向截面形状为图3中所示的类似“宝塔”的形状。本实施例此处并不限制高压软管3与接头31间的连接方式,本领域人员可根据实际需要选择例如螺纹连接、利用紧固件连接等适合的连接方式。
进一步,如图3中所示,在接头31的外壁凹槽内部还可以设置密封圈7,密封圈7与接头31紧固连接。密封圈7的材料可以是带有一定弹力的材料,例如橡胶,以提高密封性。通过在接头31的凹槽内设置密封圈7提高了接头31与进液口11连接的紧密性,防止气体泄漏。
以下简要介绍高压软管3与进液口11连接的过程,以便本领域技术人员能够更好的理解本实施例的方案;
在此,定义高压软管3配置有接头31的一端为高压软管3的插接端。将高压软管3的插接端插入罐体1的进液口11,待接头31插入到进液口11中的预设位置后,从进液口11的开口部分插入“U”型插销,并使得“U”型插销的两个腿部分别位于接头31外壁的相对两侧凹槽中,实现接头31与进液口11之间的固定,避免高压软管3与进液口11脱离。
需要指出的是,罐体1的出料口12同样也可以连接有高压软管3。具体来说,高压软管3的一端连接出料口12另一端连接插进煤层9的高压钢管4,也即是说,在罐体1中混合后的液体依次经过出料口12、高压软管3与高压钢管4后进入到煤层9。至于高压软管3与出料口12间的连接方式与上文中高压软管3与进液口11间的连接方式可以是相同的,此处不再重复描述。
在一些可实现方式中,与罐体1的出料口12连接的高压软管3外部套设有金属保护套,示例性地,在与罐体1的出料口12连接的高压软管3外部套设金属铠装外套,即具有一定弯折能力和一定强度的圆筒形金属套。通过在高压软管3外部套设金属保护套可以防止高压软管3由于老化或者其他原因在高压下发生爆炸,从而提高设备的安全性。
此外,在某些实现方式中,还可以在罐体1的外部罩设保护罩。保护罩设置有通孔,高压软管3穿过通孔后与进液口11和/或出料口12连接。通过在罐体1的外部设置保护罩,可以防止高压软管3与进液口11和/或出料口12连接发生松动时,接头处的液体喷溅到保护罩外面,从而避免人员受到高压液体的伤害。
综上,本实施例提供的煤层压裂液混合装置,使得压裂液与砂粒在水箱外混合,避免了利用水箱混合砂粒与液体造成的加沙过程麻烦以及水箱损坏的问题,而且,本实施例提供的煤层压裂液混合装置,在进液口11处注入压力变化的液体,压力不断变化的液体在罐体1中形成涡流,与从注砂口13加入的砂粒充分混合,液体与砂粒混合后的物质从出料口12处排出,无需提供例如搅拌等装置,可以节省材料和费用,也能相应减少砂粒与设备之间的摩擦,从而提高设备的使用寿命。
实施例二
图4示出了本实施例提供的煤层压裂系统的结构示意图。如图4所示,煤层压裂系统包括加压泵6,加压泵6一端通过水管连接水源,另一端通过高压管连接水箱5进水口,加压泵6用于为液体提供压力,本实施例此处对加压泵6的具体结构不做限制,本领域人员可根据实际需要选择市面上常见的加压泵,例如可以选用柱塞式加压泵作为本实施例中加压泵6。值得一提的是,加压泵6加压的过程为逐步加压的过程,也即是说,从罐体的进液口处进入到罐体中的液体压力逐渐增大。
继续参照图4,高压泵与水箱5连接的高压管中部设置有远程控制阀门10,本领域人员对于远程控制阀门10具体结构不做限制,本领域人员可根据实际需要选择任意合适的远程控制阀门10,例如可以选用电磁阀作为远程控制阀门。如果出现煤层9异常的情况可以远程控制加压泵6与水箱5之间的远程控制阀门10关闭停止加压。
如图4所示,加压泵通过水箱5连接罐体1,水箱5用于储存压裂液,该压裂液可以是水或者其他合适的溶液,出于经济的考虑,一般可以选择水作为压裂液。水箱5进水口通过一根高压软管3连接罐体1进水口,水在罐体1中与石英砂砂粒进行混合,混合物经过出料口12,另一根高压软管3进入到高压钢管4中,高压钢管4位于瓦斯抽采钻孔中。需要注意的是,高压软管3与高压钢管4连接处同样设置远程控制阀门10,起到远程控制高压软管3与高压钢管4连通状态。
继续参照图4,罐体1底部设置有多个固定支架8,固定支架8顶部与罐体1底部固定连接,示例性地,使用焊接的方式将固定支架8焊接在罐体1底部。固定支架8底部与地面使用可拆卸连接,例如,固定支架8底部与地面之间采用螺钉连接。固定支架8的数量为非限制性的,如图4中示出的,使用两个固定支架8固定罐体1与地面,两个固定支架8分别设置在罐体1底部左右两侧。当然,为了提高罐体1与地面之间的稳定性,本领域技术人员也可以使用多个支架进行固定。通过使用固定支架8固定罐体1的位置,防止罐体1在使用过程中移动造成安全事故。
下面对煤层压裂系统工作方式进行描述;
将煤层压裂系统中各装置组装完毕,打开进液阀门111与出料阀门121并进行二次防护,也即,在与罐体1的出料口12连接的高压软管3外部套设有金属保护套,在罐体1的外部罩设保护罩,避免因操作不当或是设备老化造成安全事故。等到煤层9中压入一定量的高压水在煤层9中形成孔隙后,关闭远程控制阀门10,打开泄压阀门141将罐体1中压力进行释放,压力释放后关闭泄压阀门141。打开注砂阀门131通过注砂口13向罐体1中添加一定量石英砂,示例性地,一次添加5kg石英砂。关闭注砂阀门131,打开远程控制阀门10。当罐体1中石英砂量不够时,重复之前步骤即关闭远程控制阀门10,打开泄压阀门141,释放压力后将泄压阀门141关闭,打开注砂阀门131,向罐体1中添加石英砂后关闭注砂阀门131,打开远程控制阀门10,直至注入水和石英砂达到压裂要求。
本发明提供的煤层压裂系统使用上述煤层压裂液混合装置,在水箱5的外部进行液体与石英砂砂粒的混合,使得压裂液与砂粒在水箱外混合,避免了利用水箱混合砂粒与液体造成的加沙过程麻烦以及水箱损坏的问题,而且,煤层压裂液混合装置,在进液口11处注入压力变化的液体,压力不断变化的液体在罐体1中形成涡流,与从注砂口13加入的砂粒充分混合,液体与砂粒混合后的物质从出料口12处排出,无需提供例如搅拌等装置,可以节省材料和费用,也能相应减少砂粒与设备之间的摩擦,从而提高设备的使用寿命。
至此,已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案,但是,本领域技术人员容易理解的是,本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下,本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换,这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种煤层压裂液混合装置,其特征在于,包括罐体,所述罐体相对的两侧设置进液口和出料口,所述罐体上方设置有通过注砂阀门密封的注砂口,所述罐体的进液口用于注入经过加压泵逐渐加压的液体,以便通过液体的压力变化使得位于所述注砂口附近的砂粒与所述液体混合。
2.根据权利要求1所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,还包括两根高压软管与两个锁紧件,其中一根高压软管插接于所述罐体的进液口内并通过一个所述锁紧件锁紧,另外一根高压软管插接于所述罐体的出料口并通过所述锁紧件锁紧。
3.根据权利要求2所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,所述锁紧件为插销,所述插销包括相对设置的两个腿部以及位于两个腿部之间的连接部,两个所述腿部之间的间距不大于所述高压软管插接于所述罐体的插接端的外径;
所述罐体设置有进液口的部分以及设置有出料口的部分分别设置有供所述插销插入的开口,所述开口垂直于所述进液口或者出料口的轴线。
4.根据权利要求3所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,所述高压软管的插接端的外壁上设置有凹槽,所述凹槽用于与两个所述腿部接触。
5.根据权利要求3所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,所述高压软管的插接端的外径沿插接方向逐渐缩小。
6.根据权利要求1-5任一项所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,所述罐体设置有泄压口,所述泄压口与罐体内部相通并通过泄压阀门密封。
7.根据权利要求6所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,所述泄压口位于罐体底部。
8.根据权利要求1-5任一项所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,所述罐体的罐身与设置有进液口的部分以及设置有出料口的部分圆滑过渡;和/或,
所述进液口与出料口分别采用进液阀门与出料阀门密封。
9.根据权利要求1-5任一项所述的煤层压裂液混合装置,其特征在于,所述罐体由钢材制成,其中,所述罐体的厚度为22-25mm,所述加压泵最大加压压力不大于35Mpa;和/或,
还包括高压钢管和保护罩,所述罐体的出料口通过外部套设有金属保护套的所述高压软管与高压钢管连接;所述保护罩罩设在所述罐体外部并设置有用于供所述高压软管穿过的通孔。
10.一种煤层压裂系统,其特征在于,包括用于存水的水箱、设置于水箱进水口处用于加压水的加压泵以及如权利要求1-9任一项所述的煤层压裂液混合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010218965.3A CN111236916A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010218965.3A CN111236916A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111236916A true CN111236916A (zh) | 2020-06-05 |
Family
ID=70866064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010218965.3A Pending CN111236916A (zh) | 2020-03-25 | 2020-03-25 | 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111236916A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112832767A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-25 | 河南理工大学 | 一种基于高压气固混合物灌注的煤层顶板加固装置 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2562211Y (zh) * | 2002-06-12 | 2003-07-23 | 中国石化集团江汉石油管理局第四机械厂 | 混砂车自动控制装置 |
CN2609653Y (zh) * | 2003-04-10 | 2004-04-07 | 北京康布尔石油技术发展有限公司 | 涡旋混浆装置 |
US20050006089A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-01-13 | Justus Donald M. | Low cost method and apparatus for fracturing a subterranean formation with a sand suspension |
CN201006404Y (zh) * | 2006-11-30 | 2008-01-16 | 咸阳长庆鑫源工程技术有限公司 | 水力喷射泵式混合器 |
CN201050656Y (zh) * | 2007-06-20 | 2008-04-23 | 彩阳新材料制品(深圳)有限公司 | 烟气湿法脱硫循环浆液喷淋用的三通管结构 |
CN202266670U (zh) * | 2011-09-01 | 2012-06-06 | 沛毅工业股份有限公司 | 具有快速接头的储水压力桶 |
CN102900417A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-01-30 | 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 | 煤矿井下压裂或割缝用加砂装置及加砂控制方法 |
CN104989363A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种自激振荡式井底混砂工具及方法 |
CN106640025A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-10 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置 |
CN108608338A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-10-02 | 武汉大学 | 一种前混磨料射流发生装置 |
CN110005393A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-12 | 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 | 一种煤矿井下水力加砂压裂系统及压裂方法 |
CN212479192U (zh) * | 2020-03-25 | 2021-02-05 | 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司 | 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 |
-
2020
- 2020-03-25 CN CN202010218965.3A patent/CN111236916A/zh active Pending
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN2562211Y (zh) * | 2002-06-12 | 2003-07-23 | 中国石化集团江汉石油管理局第四机械厂 | 混砂车自动控制装置 |
CN2609653Y (zh) * | 2003-04-10 | 2004-04-07 | 北京康布尔石油技术发展有限公司 | 涡旋混浆装置 |
US20050006089A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-01-13 | Justus Donald M. | Low cost method and apparatus for fracturing a subterranean formation with a sand suspension |
CN201006404Y (zh) * | 2006-11-30 | 2008-01-16 | 咸阳长庆鑫源工程技术有限公司 | 水力喷射泵式混合器 |
CN201050656Y (zh) * | 2007-06-20 | 2008-04-23 | 彩阳新材料制品(深圳)有限公司 | 烟气湿法脱硫循环浆液喷淋用的三通管结构 |
CN202266670U (zh) * | 2011-09-01 | 2012-06-06 | 沛毅工业股份有限公司 | 具有快速接头的储水压力桶 |
CN102900417A (zh) * | 2012-11-01 | 2013-01-30 | 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 | 煤矿井下压裂或割缝用加砂装置及加砂控制方法 |
CN104989363A (zh) * | 2015-06-11 | 2015-10-21 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种自激振荡式井底混砂工具及方法 |
CN106640025A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-10 | 淮南矿业(集团)有限责任公司 | 一种矿井煤层高压水力压裂骨料添加装置 |
CN108608338A (zh) * | 2018-05-23 | 2018-10-02 | 武汉大学 | 一种前混磨料射流发生装置 |
CN110005393A (zh) * | 2019-05-16 | 2019-07-12 | 重庆市能源投资集团科技有限责任公司 | 一种煤矿井下水力加砂压裂系统及压裂方法 |
CN212479192U (zh) * | 2020-03-25 | 2021-02-05 | 平安煤炭开采工程技术研究院有限责任公司 | 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112832767A (zh) * | 2021-01-05 | 2021-05-25 | 河南理工大学 | 一种基于高压气固混合物灌注的煤层顶板加固装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2008241601B2 (en) | Coaxial coupling with by-pass valve and coupling mechanism with bayonette form | |
CN212479192U (zh) | 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 | |
WO2016210456A9 (en) | Grout delivery system | |
JP6982141B2 (ja) | 気体注入機能とシール剤注入機能とを切換えることができる空気圧縮機装置 | |
CN111236916A (zh) | 煤层压裂液混合装置及煤层压裂系统 | |
CN109237195B (zh) | 一种气囊式流体管道封堵装置 | |
CN111502591B (zh) | 一种瓦斯抽采钻孔封孔装置 | |
CN114320206A (zh) | 一种矿用瓦斯抽采封孔系统 | |
CN101144383B (zh) | 一种岩石或混凝土的裂开方法及其装置 | |
CN117531154A (zh) | 一种外储压式泡沫灭火装置 | |
TW201811424A (zh) | 止水液混合注入系統、止水液混合注入插栓以及水泥系組成體構造物的止水工法 | |
CN202082437U (zh) | 具有自闭式快速连接装置的瓶阀 | |
CN201723195U (zh) | 傻瓜式瓦斯抽放封孔器 | |
CA2332292C (en) | Delivery of emulsion explosive compositions through an oversized diaphragm pump | |
US20230127111A1 (en) | Fire-fighting foam stock tank | |
CN209967500U (zh) | 防误启动探火管灭火装置 | |
CN210068062U (zh) | 水力与砂浆组合封孔使用的压裂装置 | |
CN102345597B (zh) | 一种超高压油泵 | |
CN111720729A (zh) | 一种高度密封充气装置 | |
CN209742848U (zh) | 用于高压含硫气井的药剂投注装置及系统 | |
CN110094179B (zh) | 注水封孔器定量快速加压装置 | |
CN219910706U (zh) | 一种井下煤层注水封孔装置 | |
CN218762127U (zh) | 一种高压封堵注浆装置 | |
CN212456263U (zh) | 一种高度密封充气装置 | |
CN220451833U (zh) | 一种可调式内置注浆管的带压注浆封孔装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |