CN111649967A

CN111649967A - 一种大功率电动压裂设备试验系统

Info

Publication number: CN111649967A
Application number: CN202010339622.2A
Authority: CN
Inventors: 谢梅英; 李泓杉
Original assignee: Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd
Current assignee: Sichuan Honghua Petroleum Equipment Co Ltd
Priority date: 2020-04-26
Filing date: 2020-04-26
Publication date: 2020-09-11

Abstract

本发明公开了一种大功率电动压裂设备试验系统，包括发电装置、电驱混砂设备和若干个电驱压裂泵，所述发电装置用于为试验设备提供电能，所述电驱混砂设备的进口端连有供水装置，所述电驱混砂设备的出口端通过低压管线与所有电驱压裂泵的低压入口端相连，所有电驱压裂泵的高压出口端与高压管线相连，所述高压管线上并联设有若干个不同通径的喷嘴，每个喷嘴入口端对应设有截止阀，还包括压力监测装置、视频监控装置和围挡装置。该试验系统无需在国家电网申请用电资质，可节约试验用电费用，且能克服常规高压节流阀寿命短、使用成本高的缺陷，同时能够保证试验安全性。

Description

一种大功率电动压裂设备试验系统

技术领域

本发明涉及油气田压裂技术领域，具体涉及一种大功率电动压裂设备试验系统。

背景技术

在油气田开发过程中，为提高油气藏的采收率需要对储层进行压裂作业。随着深井及超深井数量的增加，压裂设备的功率逐渐增加。为了提高大功率电动压裂设备的可靠性，需要对压裂设备的性能进行试验。目前主要是针对各设备开展性能测试，包括混砂车供液测试、压裂泵压力排量测试、管汇系统耐压测试和仪表控制系统测试。由于试验功率大，需要容量大的变压站提供试验电源，需要花费巨额费用在国家电网申请用电资质，并且维护费用高。另外，由于试验压力高时间长，采用常规高压节流阀，试验时由于试验压力和排量要求频繁变化，需要高压节流阀频繁动作，其寿命短、使用成本高。由于压裂设备试验为高压作业，安全风险较高。

发明内容

本发明目的在于：针对目前在开展大功率压裂设备性能试验时，存在试验费用高、安全风险高的问题，提供一种大功率电动压裂设备试验系统，该试验系统无需在国家电网申请用电资质，可大大节约试验用电费用，且能克服常规高压节流阀寿命短、使用成本高的缺陷，同时能够很好地保证试验安全性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种大功率电动压裂设备试验系统，包括发电装置、电驱混砂设备和若干个电驱压裂泵，所述发电装置用于为试验设备提供电能，所述电驱混砂设备的进口端连有供水装置，所述电驱混砂设备的出口端通过低压管线与所有的电驱压裂泵的低压入口端相连，所有的电驱压裂泵的高压出口端与高压管线相连，所述高压管线上并联设有若干个不同通径的喷嘴，每个所述喷嘴入口端对应设有截止阀。

本发明通过采用发电装置为试验设备提供电能，无需在国家电网申请用电资质，可大大节约试验用电费用；通过供水装置为电驱混砂设备提供试验用水，并由电驱混砂设备经低压管线将试验用水分配至各电驱压裂泵的低压入口端，经电驱压裂泵加压后由高压出口端输出至高压管线，由于高压管线上并联设有若干个不同通径的喷嘴，每个喷嘴入口端对应设有截止阀，可根据试验压力和排量的要求开启不同通径的喷嘴，能克服常规高压节流阀寿命短、使用成本高的缺陷。

作为本发明的优选方案，还包括压力监测装置、和/或视频监控装置、和/或围挡装置，所述压力监测装置设于高压管线上，所述视频监控装置用于监控试验高压区域，所述围挡装置用于对试验高压区域进行围挡屏蔽。通过设置压力监测装置、视频监控装置和围挡装置，能够对高压管线及高压危险区域进行监视及防护，从而保障试验安全性。

作为本发明的优选方案，所述发电装置为燃气发电机组、柴油发电机组和涡轮发电机组中的一种，所述发电装置发电后送入电源分配房分配给试验用电设备。通过设置发电机组进行发电提供试验电源，并送入电源分配房分配给电驱压裂泵及电驱混砂设备，解决了用电量大电网申请难的问题。

作为本发明的优选方案，所述供水装置包括电动水泵和储水容器，所述储水容器与所述电动水泵的入口端相连。通过设置电动水泵和储水容器，从而为整个试验提供足够的试验用水。

作为本发明的优选方案，所有的喷嘴的出口端与所述储水容器相连。如此可以形成试验用水的循环使用，也可保障喷嘴所排出的高压水不影响环境及安全。

作为本发明的优选方案，所有的电驱压裂泵的低压入口端和高压出口端均设有截止阀。如此可根据参与试验的电驱压裂泵开闭对应的截止阀。

作为本发明的优选方案，还包括仪表控制房，所述仪表控制房与电驱混砂设备、电驱压裂泵相连。仪表控制房与电源分配房、电驱压裂泵及电驱混砂设备相连，控制各个设备协调工作。

作为本发明的优选方案，所述压力监测装置为压力传感器和机械安全阀，所述压力传感器的信号线引入仪表控制房。通过压力传感器对高压管线压力实时监控，而机械安全阀则实现管路压力超压可自动泄压。

作为本发明的优选方案，所述视频监控装置为摄像头，所述摄像头的信号线引入仪表控制房。

作为本发明的优选方案，所述围挡装置为防护挡板。

作为本发明的优选方案，所述储水容器为修建于现场的水池，或者为若干个串联的水箱。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过采用发电装置为试验设备提供电能，无需在国家电网申请用电资质，可大大节约试验用电费用；通过供水装置为电驱混砂设备提供试验用水，并由电驱混砂设备经低压管线将试验用水分配至各电驱压裂泵的低压入口端，经电驱压裂泵加压后由高压出口端输出至高压管线，由于高压管线上并联设有若干个不同通径的喷嘴，每个喷嘴入口端对应设有截止阀，可根据试验压力和排量的要求开启不同通径的喷嘴，能克服常规高压节流阀寿命短、使用成本高的缺陷；同时通过设置压力监测装置、视频监控装置和围挡装置，能够对高压管线及高压危险区域进行监视及防护，从而保障试验安全性。

附图说明

图1为本发明中的大功率电动压裂设备试验系统示意图。

图中标记：1-燃气发电机组，2-电驱混砂设备，3-电驱压裂泵，4-电动水泵，5-水箱，6-低压管线，7-高压管线，8-喷嘴，9-截止阀，10-防护挡板，11-电源分配房，12-仪表控制房。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例提供一种大功率电动压裂设备试验系统；

如图1所示，本实施例中的大功率电动压裂设备试验系统，包括发电装置、电驱混砂设备2和若干个电驱压裂泵3，所述发电装置用于为试验设备提供电能，所述电驱混砂设备2的进口端连有供水装置，所述电驱混砂设备2的出口端通过低压管线6与所有的电驱压裂泵3的低压入口端相连，所有的电驱压裂泵3的高压出口端与高压管线7相连，所述高压管线7末端并联设有若干个不同通径的喷嘴8，每个所述喷嘴8入口端对应设有截止阀9。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上，还包括压力监测装置、视频监控装置和围挡装置，所述压力监测装置设于高压管线上，所述视频监控装置用于监控试验高压区域，所述围挡装置用于对试验高压区域进行围挡屏蔽。通过设置压力监测装置、视频监控装置和围挡装置，能够对高压管线及高压危险区域进行监视及防护，从而保障试验安全性。

实施例3

本实施例在实施例1或实施例2的基础上，所述发电装置为若干台燃气发电机组1，所有的燃气发电机组1发电后送入电源分配房11分配给试验用电设备。通过设置若干台燃气发电机组，利用天然气进行燃气发电提供试验电源，并送入电源分配房分配给电驱压裂泵及电驱混砂设备，解决了用电量大电网申请难的问题。当然，发电装置也可以为柴油发电机组或者涡轮发电机组。

本实施例中，所述供水装置包括电动水泵4和储水容器，所述储水容器包括若干个水箱5，所有的水箱5串联后与所述电动水泵4的入口端相连。通过设置电动水泵和若干个串联的水箱，从而为整个试验提供足够的试验用水。当然，所述储水容器也可为在现场修建的大水池。具体可以根据试验用水情况来决定修建水池容量或者设置水箱的数量。

本实施例中，所有的喷嘴8的出口端与水箱5相连。如此可以形成试验用水的循环使用，也可保障喷嘴所排出的高压水不影响环境及安全。实际应用中，可以将所有喷嘴的出口端与一个水箱相连，当然也可以将所有喷嘴的出口端分散与多个水箱相连。

实施例4

本实施例在实施例3的基础上，所有的电驱压裂泵3的低压入口端和高压出口端均设有截止阀9。如此可根据参与试验的电驱压裂泵开闭对应的截止阀，从而提高整个试验系统的使用灵活性。

本实施例中，还包括仪表控制房12，所述仪表控制房12与电驱混砂设备2、电驱压裂泵3相连。仪表控制房与电源分配房、电驱压裂泵及电驱混砂设备相连，控制各个设备协调工作，同时仪表控制房还可以作为试验过程监控中心，将所有监测数据汇总于此，以便试验时进行统筹操控。

实施例5

本实施例在实施例4的基础上，所述压力监测装置为压力传感器和机械安全阀，所述压力传感器的信号线引入仪表控制房12。通过在高压管线上设置压力传感器，并将压力传感器的信号线引入仪表控制房，试验时即可在仪表控制房中通过压力传感器来监测高压管线的压力是否正常，从而判断试验是否出现异常状况，并可采用压力异常报警的方式，及时发现试验异常，以便及时进行操作控制。而设置机械安全阀则实现管路压力超压可自动泄压，避免出现超压损坏。

本实施例中，所述视频监控装置为摄像头，所述摄像头的信号线引入仪表控制房12。通过设置摄像头，并将摄像头的信号线引入仪表控制房，试验时即可在仪表控制房中通过摄像头对整个高压管线区域和电驱压裂泵区域等高压危险区域进行实时监测，及时发现进入高压危险区域的人员或者设备出现异常状况，从而确保试验安全性，同时，巡视人员无需进入高压危险区域进行巡视观察设备状况，也保证巡视人员的安全性。

本实施例中，所述围挡装置为防护挡板10。通过设置防护挡板，对整个高压管线区域和电驱压裂泵区域等高压危险区域进行隔离防护，避免试验时人员等进入危险区域。

具体的，试验介质为清水，清水通过电动水泵4进入电驱混砂设备2，电驱混砂设备2在仪表控制房12的控制下，通过低压管线6将低压清水由电驱压裂泵3的低压入口端分配给各电驱压裂泵3。电驱压裂泵3将低压清水加压为高压清水后，由电驱压裂泵3的高压出口端排出进入高压管线7。高压管线7末端配有截止阀9和几种通径的喷嘴8，可根据试验压力和排量的要求开启不同通径的喷嘴8，高压清水通过喷嘴8后进入水箱5。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，包括发电装置、电驱混砂设备和若干个电驱压裂泵，所述发电装置用于为试验设备提供电能，所述电驱混砂设备的进口端连有供水装置，所述电驱混砂设备的出口端通过低压管线与所有的电驱压裂泵的低压入口端相连，所有的电驱压裂泵的高压出口端与高压管线相连，所述高压管线上并联设有若干个不同通径的喷嘴，每个所述喷嘴入口端对应设有截止阀。

2.根据权利要求1所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，还包括压力监测装置、和/或视频监控装置、和/或围挡装置，所述压力监测装置设于高压管线上，所述视频监控装置用于监控试验高压区域，所述围挡装置用于对试验高压区域进行围挡屏蔽。

3.根据权利要求1或2所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，所述发电装置为燃气发电机组、柴油发电机组和涡轮发电机组中的一种，所述发电装置发电后送入电源分配房分配给试验用电设备。

4.根据权利要求1或2所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，所述供水装置包括电动水泵和储水容器，所述储水容器与所述电动水泵的入口端相连。

5.根据权利要求4所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，所有的喷嘴的出口端与所述储水容器相连。

6.根据权利要求1或2所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，所有的电驱压裂泵的低压入口端和高压出口端均设有截止阀。

7.根据权利要求1或2所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，还包括仪表控制房，所述仪表控制房与电驱混砂设备、电驱压裂泵相连。

8.根据权利要求2所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，所述压力监测装置为压力传感器和机械安全阀，所述压力传感器的信号线引入仪表控制房。

9.根据权利要求2所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，所述视频监控装置为摄像头，所述摄像头的信号线引入仪表控制房。

10.根据权利要求2所述的大功率电动压裂设备试验系统，其特征在于，所述围挡装置为防护挡板。