CN114233260A - 一种页岩气压裂双泵入低压供液装置 - Google Patents

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李炜
宋全友
陈良华
何晓波
陈江
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Abstract

本发明提供一种页岩气压裂双泵入低压供液装置，包括依次通过管线连接的压裂液供给管路、压裂液罐组、低压集流管汇、混砂装置、立式砂罐组、低压供液泵入管线、低压管汇。本发明使用2套混砂装置进行联合作业，采取“加砂+打液”双供液模式，进行页岩气井工厂压裂施工时，施工排时达到14m3/min、砂比≥11％以上时，保障了远端压裂泵上水压力不低于0.3MPa，避免了远端压裂泵上水不足、走空泵，进尔引发施工失败的问题，同时，在井筒内出现高压异常工况时，打液混砂车不停泵立即进行顶替工序，避免出现砂堵事故。

Description

一种页岩气压裂双泵入低压供液装置
技术领域
本发明涉及页岩油气开采技术领域，具体涉及一种页岩气压裂双泵入低压供液装置。
背景技术
页岩气井工厂压裂，施工排量大(10-20m3/min)、低压供液距离远(30-40m)、沿程管线摩阻损失大，导致远端压裂泵上水能力不足。现场泵入供液的设备主要有SHS16型和SHS20型混砂车，SHS16型混砂车在排量为14m3/min、砂比≥11％时，排出压力最低为0.22MPa，减除管线摩阻损失、到达远端压裂车上水压力为0.17MPa、低于泵阀开启正常工作0.25MPa的需要，造成远端压裂泵上水不足、走空泵，进尔引发施工失败；SHS20型混砂车在排量为14m3/min时输出特性较好，在砂比≥16％时，出现泵压降低的现象。泵压降低幅度最多为28％；现场施工排量达到16m3/min以上时，单台SHS16型混砂车或SHS20型混砂车无法独立满足施工任务；单台SHS16型混砂车或SHS20型混砂车排出砂泵能力均满足不了页岩气井工厂压裂施工超大排量、供液压力需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种页岩气压裂双泵入低压供液装置，使用2台混砂车，采取“加砂+打液”双供液模式；由于混砂车使用的开式供液系统，因此，两台供液的混砂车在作业过程中必须独立进行，避免不同的压力系统互相影响；从面保证施工排量达到14m3/min以上，砂比大于16％时，供液压力不低于0.3MPa。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种页岩气压裂双泵入低压供液装置，包括依次通过管线连接的压裂液供给管路、压裂液罐组、低压集流管汇、混砂装置、立式砂罐组、低压供液泵入管线、低压管汇；
其中，所述压裂液供给管路包括10寸压裂罐上水三通、10寸连接软管、第一10寸5口压裂罐上水管汇、第二10寸5口压裂罐上水管汇、10寸10口压裂罐上水管汇、4寸连接软管；
所述压裂液罐组采用100m3压裂套罐，共有18组，出口管线采用4寸直径；
所述低压集流管汇包括第一第三10寸集流管汇通、10寸连接软管、第一10寸集流管汇、第二10寸集流管汇、第三10寸集流管汇、集流管汇与压裂罐采用4寸连接软管；
所述混砂装置为1台SHS16型、SHS20型混砂车；
所述立式砂罐组包括1具100m3立式砂罐、2具30m3立式砂罐；
所述低压供液泵入管线包括经SHS20型混砂车将压裂液和支撑剂混合搅拌后输出的携砂液泵入管路，SHS16型混砂车泵入的压裂液管路，管路采用10寸软管连接；
所述低压管汇为2具10寸主通径、4寸接入口，可接入20台压裂泵的低压供液管汇；相邻低压管汇采用10寸软管连接。
根据以上方案，压裂液罐组总容积为单段施工用压裂液量的1.2-1.5倍。
根据以上方案，混砂装置的SHS20型混砂车用于加砂作业和加压裂液添加剂、负责提供60％-70％的排量，SHS16型混砂车用于供液和顶替、负责提供30％-40％的排量。
根据以上方案，低压供液泵入管线，采取“加砂+打液”双供液模式。
根据以上方案，双混砂装置联合作业时，在出现井筒内高压异常工况时，将砂混砂车停泵，打液混砂车立即进行顶替工序，避免出现砂堵事故。
根据以上方案，所述混砂装置为1台SHS16型、SHS20型混砂车，SHS20型混砂车主要用于加砂作业和加压裂液添加剂、负责提供60％-70％的排量，SHS16型混砂车主要用于供液和顶替、负责提供30％-40％的排量。
根据以上方案，供液压力不低于0.3MPa，保障了远端压裂泵的上水性能、避免走空泵。
根据以上方案，立式砂罐组中的100m3立式砂罐用来储存40/70目支撑剂、2具30m3立式砂罐分别用来储存140/100目支撑剂及30/50目支撑剂。
本发明的有益效果是：
1)本发明的页岩气压裂双泵入低压供液装置为双泵入低压供液装置，供液压力不低于0.3MPa，保障了远端压裂泵的上水性能、避免了走空泵。
2)本发明的页岩气压裂双泵入低压供液装置中的SHS20型混砂车和SHS16型混砂车联合使用方案，解决了施工排量超过14m3/min时，SHS16混砂车在砂比≥11％时稳定性差，SHS20型混砂车在砂比≥16％时泵压降低的问题，提升了连续输砂的均匀性、可靠力。
3)本发明的页岩气压裂双泵入低压供液装置中的打液混砂车与数台压裂车相连，专门负责打液，另外，在出现井筒内高压异常工况时，将砂混砂车停泵，打液混砂车立即进行顶替工序，避免出现砂堵事故。
附图说明
图1是本发明提供的一种页岩气压裂双泵入低压供液装置的结构示意图；
图中：1-压裂液供给 2-10寸压裂罐上水三通一 3-压裂液罐组一 4-10寸上水三通一 5-10寸上水三通二 6-压裂液罐组二 7-10寸集流管汇三 8-10寸集流管汇一 9-10寸集流三通一 10-10寸集流管汇二 11-10寸集流三通二 12-10寸集流管汇三 13-4寸连接软管 14-立式砂罐 15-SHS20型打砂混砂车 16-SHS16型泵液混砂车 17-10寸携砂液泵入管线 18-10寸压裂液泵入管线 19-低压管汇橇一 20-低压管汇橇二 21-携砂液泵组 22-泵入液泵组。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明的技术方案进行说明。
参阅图1，图1是本发明提供的一种页岩气压裂双泵入低压供液装置的结构示意图。如图所示，该装置包括：依次通过管线连接的压裂液供给管路、压裂液罐组、低压集流管汇、混砂装置、立式砂罐组、低压供液泵入管线、低压管汇；
其中，所述压裂液供给管路包括10寸压裂罐上水三通、10寸连接软管、第一10寸5口压裂罐上水管汇、第二10寸5口压裂罐上水管汇、10寸10口压裂罐上水管汇、4寸连接软管；
所述压裂液罐组采用100m3压裂套罐，共有18组，出口管线采用4寸直径；
所述低压集流管汇包括第一第三10寸集流管汇通、10寸连接软管、第一10寸集流管汇、第二10寸集流管汇、第三10寸集流管汇、集流管汇与压裂罐采用4寸连接软管；
所述混砂装置为1台SHS16型、SHS20型混砂车；
所述立式砂罐组包括1具100m3立式砂罐、2具30m3立式砂罐；
所述低压供液泵入管线包括经SHS20型混砂车将压裂液和支撑剂混合搅拌后输出的携砂液泵入管路，SHS16型混砂车泵入的压裂液管路，管路采用10寸软管连接；
所述低压管汇为2具10寸主通径、4寸接入口，可接入20台压裂泵的低压供液管汇；相邻低压管汇采用10寸软管连接。
根据以上方案，压裂液罐组总容积为单段施工用压裂液量的1.2-1.5倍。
根据以上方案，混砂装置的SHS20型混砂车用于加砂作业和加压裂液添加剂、负责提供60％-70％的排量，SHS16型混砂车用于供液和顶替、负责提供30％-40％的排量。
根据以上方案，低压供液泵入管线，采取“加砂+打液”双供液模式。
根据以上方案，双混砂装置联合作业时，在出现井筒内高压异常工况时，将砂混砂车停泵，打液混砂车立即进行顶替工序，避免出现砂堵事故。
根据以上方案，所述混砂装置为1台SHS16型、SHS20型混砂车，SHS20型混砂车主要用于加砂作业和加压裂液添加剂、负责提供60％-70％的排量，SHS16型混砂车主要用于供液和顶替、负责提供30％-40％的排量。
根据以上方案，供液压力不低于0.3MPa，保障了远端压裂泵的上水性能、避免走空泵。
根据以上方案，立式砂罐组中的100m3立式砂罐用来储存40/70目支撑剂、2具30m3立式砂罐分别用来储存140/100目支撑剂及30/50目支撑剂。
本发明的工作原理为：页岩气井工厂压裂施工排量超过14m3/min以上时，使用2台混砂车，采取“加砂+打液”双供液模式。SHS20型混砂车主要用于加砂作业和加压裂液添加剂、负责提供60％～70％的排量，SHS16型混砂车主要用于供液和顶替，提供30％～40％的排量。2台混砂车使用开式供液系统，2套流程独立进行，避免不同的压力系统互相影响。
本发明的有益效果是：
1)本发明的页岩气压裂双泵入低压供液装置为双泵入低压供液装置，供液压力不低于0.3MPa，保障了远端压裂泵的上水性能、避免了走空泵。
2)本发明的页岩气压裂双泵入低压供液装置中的SHS20型混砂车和SHS16型混砂车联合使用方案，解决了施工排量超过14m3/min时，SHS16混砂车在砂比≥11％时稳定性差，SHS20型混砂车在砂比≥16％时泵压降低的问题，提升了连续输砂的均匀性、可靠力。
3)本发明的页岩气压裂双泵入低压供液装置中的打液混砂车与数台压裂车相连，专门负责打液，另外，在出现井筒内高压异常工况时，将砂混砂车停泵，打液混砂车立即进行顶替工序，避免出现砂堵事故。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的相关技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者同等替换，但不脱离本发明精神和范围的任何修改和局部替换均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (7)

1.一种页岩气压裂双泵入低压供液装置，其特征在于，包括依次通过管线连接的压裂液供给管路、压裂液罐组、低压集流管汇、混砂装置、立式砂罐组、低压供液泵入管线、低压管汇；
其中，所述压裂液供给管路包括10寸压裂罐上水三通、10寸连接软管、第一10寸5口压裂罐上水管汇、第二10寸5口压裂罐上水管汇、10寸10口压裂罐上水管汇、4寸连接软管；
所述压裂液罐组采用100m3压裂套罐，共有18组，出口管线采用4寸直径；
所述低压集流管汇包括第一第三10寸集流管汇通、10寸连接软管、第一10寸集流管汇、第二10寸集流管汇、第三10寸集流管汇、集流管汇与压裂罐采用4寸连接软管；
所述混砂装置为1台SHS16型、SHS20型混砂车；
所述立式砂罐组包括1具100m3立式砂罐、2具30m3立式砂罐；
所述低压供液泵入管线包括经SHS20型混砂车将压裂液和支撑剂混合搅拌后输出的携砂液泵入管路，SHS16型混砂车泵入的压裂液管路，管路采用10寸软管连接；
所述低压管汇为2具10寸主通径、4寸接入口，可接入20台压裂泵的低压供液管汇；相邻低压管汇采用10寸软管连接。
2.根据权利要求1所述的页岩气压裂双泵入低压供液装置，其特征在于，所述压裂液罐组总容积为单段施工用压裂液量的1.2-1.5倍。
3.根据权利要求1所述的页岩气压裂双泵入低压供液装置，其特征在于，所述混砂装置的SHS20型混砂车用于加砂作业和加压裂液添加剂、负责提供60％-70％的排量，SHS16型混砂车用于供液和顶替、负责提供30％-40％的排量。
4.根据权利要求1或3所述的页岩气压裂双泵入低压供液装置，其特征在于，所述低压供液泵入管线，采取“加砂+打液”双供液模式。
5.根据权利要求1所述的页岩气压裂双泵入低压供液装置，其特征在于，所述双混砂装置联合作业时，在出现井筒内高压异常工况时，将砂混砂车停泵，打液混砂车立即进行顶替工序，避免出现砂堵事故。
6.根据权利要求1所述的页岩气压裂双泵入低压供液装置，其特征在于，所述供液压力不低于0.3MPa，保障了远端压裂泵的上水性能、避免走空泵。
7.根据权利要求1所述的页岩气压裂双泵入低压供液装置，其特征在于，所述立式砂罐组中的100m3立式砂罐用来储存40/70目支撑剂、2具30m3立式砂罐分别用来储存140/100目支撑剂及30/50目支撑剂。
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