CN111577230B - 一种油气田压裂液助剂简易添加装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油气田压裂液助剂简易添加装置，该装置主要包括加药计量泵、进口管线、出口管线、出口集管、控制模块和基座等部分，旨在为目前油气田压裂作业中压裂液助剂的添加提供一种高效便捷的装置。本发明通过控制模块对加药计量泵实施控制，根据实际情况及不同的压裂阶段，对不同压裂液助剂的添加过程进行调节，以实现及时调整、精准添加的目的。同时可以通过远程控制接口对压裂液助剂的添加过程实施远程监测与控制，并与整个压裂过程实现联动控制，极大地减少了整个压裂作业的时间成本与人力成本。本发明用于油气田压裂作业的压裂液助剂添加过程，具有操作简单、控制精准、高效、低成本的优点。
Description
技术领域
本发明属于石油工程领域，具体涉及一种油气田压裂液助剂简易添加装置。
背景技术
近年来，随着能源格局的不断变化，对非常规油气资源开发备受关注，尤其清洁环保的页岩气资源越来越被重视。但页岩储层的低渗、低孔隙等结构特性，使得其勘探开采难度大，绝大部分页岩气田必须进行储层改造才能得到较高的采收率。目前，国际上页岩气有效的开发手段是水力压裂，即通过压力和滑溜水压裂液改造储层结构。其中，减阻水压裂液是专门针对页岩气增产研发的一种新型压裂液体系，也称之为滑溜水压裂液。该体系主要是由水、减阻剂、表面活性剂以及稳定剂等组成。
压裂液的制备主要是将各种不同的添加剂以特定浓度混合到水中，形成稳定均匀的溶液。目前油气田压裂作业常用的技术方案是先将各种压裂液助剂用配液车预先在水罐中进行混合，得到所需浓度的压裂液，之后再集中用配置好的压裂液进行压裂作业，所以压裂液的制备与压裂过程是分开的。一般情况下，油气田在一次压裂过程中所需的压裂液有几百立方米，制备压裂液的水通常是在多个水罐中存储，制备过程中受油气井现场条件限制，是将每个水罐单独进行配液处理，很难保证不同水罐之间的同种压裂液助剂的浓度是相同的，这对后续的压裂作业效果可能会产生影响。同时由于油气井一般都位于较偏僻的地方，交通很不方便，现有配液设备运输不便，给压裂作业带来不可预估的风险。并且预先配液后压裂液的浓度是固定的，在压裂过程中不能根据实际需求随时改变压裂液的浓度。将配液与压裂过程分开进行，会导致整个作业过程时间增加，并且不同工作之间的相互影响加强。所以很有必要设计新的装置来解决上述问题，将配液与压裂过程同时进行，并且可以根据实际情况及时调整压裂液浓度，实现及时调整，精确添加的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油气田压裂液助剂简易添加装置，利用此装置可在油气田压裂现场在压裂过程中对不同压裂液助剂进行精准添加。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现：
一种油气田压裂液助剂简易添加装置，包括基座，设置在基座上方一侧的控制模块，设置在控制模块侧面的远程控制接口，设置在基座上方的若干加药计量泵，设置在每个加药计量泵进口处的进口管线，设置在每个计量泵出口处的出口管线，设置在出口管线下游的出口集管，设置在出口集管支管上的单向控制阀，设置在出口集管支管上的流量计，以及设置在出口集管支管上的出口分管；其中，
工作时，控制模块根据实际需求，调节不同的加药计量泵，对从不同进口管线进入加药计量泵内的不同压裂液助剂流量进行调节控制，并通过出口集管或出口分管送入压裂主管道。
本发明进一步的改进在于，在压裂过程中，加药计量泵根据混砂车实际泵送液量调整压裂液各种助剂的添加比例，实现及时调整，精确添加的目的，加药计量泵的排量通过控制模块随时设定，控制模块上设有的远程控制接口，通过线缆对装置的运行情况进行远程监测并对不同压裂液助剂的添加情况进行远程控制。
本发明进一步的改进在于，加药计量泵的数量根据现场实际需求选择3-5台，同时配备相应数量的进口管线、出口管线以及相配套的出口集管。
本发明进一步的改进在于，每台加药计量泵的工作范围为0-40kg/min。
本发明进一步的改进在于，不同压裂液助剂能够通过出口集管进行汇集，集中输送；在不同助剂不兼容时，关闭出口集管，使用出口分管单独输送每一种压裂液助剂。
本发明进一步的改进在于，出口集管的每条支管上均设有单向控制阀和流量计；
单向控制阀实现对压裂液助剂的流向及流通进行控制；
流量计实现对每种压裂液助剂的实时流量进行监测，并将信号反馈给控制模块。
本发明进一步的改进在于，基座上有螺纹孔，加药计量泵通过紧固螺栓与基座进行固定。
本发明进一步的改进在于，还包括设置在基座下方的万向轮，并且万向轮带有锁定装置。
相对于现有技术，本发明至少具有如下有益的技术效果：
1、本发明为目前油气田现场压裂过程中直接添加压裂液助剂的装置，设备整体体积较小。与现有常用的压裂前预先混合压裂液助剂配备压裂液相比，本装置可直接在压裂过程中进行压裂液助剂的添加，简化了压裂液的配液过程，极大地简化了压裂过程的人员、设备的调配，可显著缩短压裂作业时间。
2、整个压裂液助剂的添加过程由控制模块的控制，可根据混砂车实际泵送液量及压裂进程及时调整压裂液助剂的添加比例，实现精准添加的目的。
3、本发明装有远程控制接口，可通过线缆与控制室进行信号传输，通过控制室对装置实现远程监测与控制，可与整个压裂进程实现联动调整，简化了人员的操作，使压裂过程更加安全高效。
4、本发明可根据实际需求选择安装3-5套的加药计量泵、进口管线、出口管线与配套的出口集管与出口分管，能更好地满足不同油气田压裂作业的需求。
5、每台加药计量泵的参数范围为0-40kg/min，基本可满足现有工艺下各种压裂液助剂的添加比例的要求。在特殊情况下，当一台加药计量泵不能满足某一压裂液助剂的添加浓度要求时，可选择多台加药计量泵对同一种助剂进行添加，加药计量泵的组合方式可根据实际需求进行变化，更有利于现场施工。
6、出口集管的每条支管上装有单向控制阀，以便于对每一台加药计量泵进行控制，同时可以防止压裂管道中压力过高导致的压裂液返流进入加药计量泵，避免对装置的损害。
7、出口集管将不同加药计量泵送入的各种压裂液助剂混合后集中送入压裂主管道，可以减少接口数量，降低装配复杂性，提高了系统的安全性，当存在不同压裂液助剂之间不兼容的情况时，可以关闭出口集管，使用出口分管对每种助剂分别进行输送，压裂液助剂添加过程更加灵活高效。
8、本发明在基座的下方选装有带有锁定装置万向轮，可根据现场情况灵活的选择固定方式，并便于设备的转移与运输。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1为基座，2为控制模块，3为远程控制接口，4为加药计量泵，5为进口管线，6为出口管线，7为出口集管，8为单向控制阀，9为流量计，10为出口分管，11为紧固螺栓，12为万向轮。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明提供的油气田压裂液助剂简易添加装置，包括基座1、控制模块2、远程控制接口3、加药计量泵4、进口管线5、出口管线6、出口集管7、单向控制阀8、流量计9、出口分管10、紧固螺栓11和万向轮12。其具体是：基座1上有螺纹孔，加药计量泵4通过紧固螺栓11与基座1进行固定。基座1一侧的控制模块2对加药计量泵4进行控制，通过调节加药计量泵4的转速实现不同压裂液助剂的精准添加。控制模块2上的远程控制接口3可通过线缆与控制室相连，实现对不同压裂液助剂添加的远程监测与实时控制。加药计量泵4的出口管线6处接有出口集管7，将不同的压裂液助剂混合后集中进行输送，当存在助剂不兼容情况时，可选择使用出口分管10分别进行添加，出口集管7的每条支管上装有单向控制阀8，以实现对不同压裂液助剂的控制并防止压裂液压力过高引起的返流，每个单向控制阀8的上游装有流量计9，对每种压裂液助剂的流量进行实时监测并将信号传递给控制模块2，用于对加药计量泵进行调节。基座1底部的万向轮12用于装置的转运与移动，施工过程中，需要将所有的万向轮锁定，以保证施工过程的安全性，是否安装万向轮12可根据实际需求进行选择。
加药计量泵4可根据实际需求选择3-5台，同时配备相同数量的进口管线5、出口管线6以及相配套的出口集管7和出口分管10，每台加药计量泵的参数范围为0-40kg/min，可以满足不同油气田现场压裂施工的需求。
施工时，需要将所有万向轮进行锁定，将不同的压裂液助剂通过管道与不同的进口管线相连，对于需求量特别大的压裂液助剂，可根据需求接入多台加药计量泵，将出口集管与压裂主管道相连当压裂液助剂不兼容时，关闭出口集管，将出口分管分别与压裂主管道相连。压裂过程中，控制模块可以根据混砂车实际泵送液量及时调整压裂液各种助剂的添加比例，使输出压裂液浓度满足施工要求，同时可以通过远程控制接口与控制室相连，对不同压裂液助剂的添加情况进行实时监测，并根据不同施工阶段的不同需求对压裂液助剂的添加进行远程控制。
Claims (3)
1.一种油气田压裂液助剂简易添加装置，其特征在于，包括基座(1)，设置在基座(1)上方一侧的控制模块(2)，设置在控制模块(2)侧面的远程控制接口(3)，设置在基座(1)上方的若干加药计量泵(4)，设置在每个加药计量泵(4)进口处的进口管线(5)，设置在每个计量泵(4)出口处的出口管线(6)，设置在出口管线(6)下游的出口集管(7)，设置在出口集管(7)支管上的单向控制阀(8)，设置在出口集管(7)支管上的流量计(9)，以及设置在出口集管(7)支管上的出口分管(10)；其中，工作时，控制模块(2)根据实际需求，调节不同的加药计量泵(4)，对从不同进口管线(5)进入加药计量泵(4)内的不同压裂液助剂流量进行调节控制，并通过出口集管(7)或出口分管(10)送入压裂主管道；
加药计量泵(4)的数量根据现场实际需求选择3-5台，同时配备相应数量的进口管线(5)、出口管线(6)以及相配套的出口集管(7)；
不同压裂液助剂能够通过出口集管(7)进行汇集，集中输送；在不同助剂不兼容时，关闭出口集管(7)，使用出口分管(10)单独输送每一种压裂液助剂；
出口集管(7)的每条支管上均设有单向控制阀(8)和流量计(9)；
单向控制阀(8)实现对压裂液助剂的流向及流通进行控制；
流量计(9)实现对每种压裂液助剂的实时流量进行监测，并将信号反馈给控制模块(2)；
在压裂过程中，加药计量泵(4)根据混砂车实际泵送液量调整压裂液各种助剂的添加比例，实现及时调整，精确添加的目的，加药计量泵(4)的排量通过控制模块(2)随时设定，控制模块(2)上设有的远程控制接口(3)，通过线缆对装置的运行情况进行远程监测并对不同压裂液助剂的添加情况进行远程控制；每台加药计量泵(4)的工作范围为0-40kg/min。
2.根据权利要求1所述的一种油气田压裂液助剂简易添加装置，其特征在于，基座(1)上有螺纹孔，加药计量泵(4)通过紧固螺栓(11 )与基座(1)进行固定。
3.根据权利要求1所述的一种油气田压裂液助剂简易添加装置，其特征在于，还包括设置在基座(1)下方的万向轮(12)，并且万向轮(12 )带有锁定装置。
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