CN117266819B - 一种二氧化碳压裂注入系统 - Google Patents
一种二氧化碳压裂注入系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117266819B CN117266819B CN202311549253.XA CN202311549253A CN117266819B CN 117266819 B CN117266819 B CN 117266819B CN 202311549253 A CN202311549253 A CN 202311549253A CN 117266819 B CN117266819 B CN 117266819B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fracturing
- pipeline
- pump
- precooling
- liquid
- 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.)
- Active
Links
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 22
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 73
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims description 18
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 claims description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims description 6
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
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
- E21B43/25—Methods for stimulating production
- E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
- E21B43/2605—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures using gas or liquefied gas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/70—Combining sequestration of CO2 and exploitation of hydrocarbons by injecting CO2 or carbonated water in oil wells
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
Abstract
一种二氧化碳压裂注入系统,涉及油田二氧化碳压裂技术领域。CO2储罐出口连接压裂管道,压裂管道上设有压裂泵,压裂管道末端连接注入井口,压裂管道两端旁接有预冷管线,预冷管线上安装有换热器、制冷机组和循环泵,预冷管线上旁接有增压泵。本发明的有益效果是:通过在压裂管道上设置预冷管线,通过制冷机组提供冷媒,将压裂管道和压裂泵的温度降低,同时通过增压泵给压裂管道和压裂泵增压,两项条件均符合CO2液态的条件,流入压裂泵CO2的为液态,不会使压裂泵产生气堵故障,预冷过程不消耗CO2原料,整体压裂管道和压裂泵在预冷过程中没有温度梯度,更好的将CO2保持在液体状态,同时不产生CO2排放问题。
Description
技术领域
本发明涉及油田二氧化碳压裂技术领域,尤其涉及二氧化碳压裂注入系统。
背景技术
CO2 (二氧化碳)注入泵的泵介质为临界沸腾状态的低温液态CO2,这种状态的CO2在从CO2储罐流出到压裂管道、压裂泵时会升温汽化,使CO2 的压裂泵产生气堵故障,目前为了解决该问题,使用液体的CO2储罐内液体的CO2对压裂管道和压裂泵进行预冷,液体的CO2在压裂管汇和压裂泵内汽化吸热降低整个压裂管道、压裂泵的温度后再进行CO2压裂,如专利号为(ZL201320429504.6)一种CO2注入泵系统,即采用这种方式预冷,液态的CO2从储罐流到注入井口的过程中不断汽化,必然导致沿途的压裂管道和压裂泵存在温度梯度差,完全消除该温度梯度差也必然耗费更多的CO2原料,同时排放的CO2气体对环境不友好且浪费能源。
发明内容
为了解决现有CO2压裂管道注入时预冷效果不佳的问题,本发明提供二氧化碳压裂注入系统。
本发明提供的技术方案是:二氧化碳压裂注入系统,包括CO2储罐,CO2储罐出口连接压裂管道,压裂管道上设有压裂泵,压裂管道末端连接注入井口,压裂管道在CO2储罐出口位置设有电动阀B,压裂管道在压裂泵前端设有温度变送器、流量计、压力变送器和蓄能器A,压裂管道在压裂泵后端设有蓄能器B、安全阀和定压开启阀,压裂管道在定压开启阀前端有一个最高点,最高点的压裂管道上设有排气阀;
压裂管道在电动阀B后端旁接有预冷进液管线,预冷进液管线上安装有电动阀A,压裂管道在定压开启阀前端旁接有预冷回液管线,预冷回液管线上安装有电动阀C,预冷回液管线连接循环泵进口,循环泵的液体朝压裂泵进口方向流动,循环泵出口连接换热器的换热进液管,换热器的换热出液管连接预冷进液管线,换热器的冷媒循环管道连接制冷机组,预冷进液管线上旁接增压管线,增压管线连接增压泵出口,增压泵出口设有止回阀,增压泵进口连接补液箱;
增压泵出口压力大于4.5MPa;
压裂泵为高压柱塞泵,压裂泵包括泵体和柱塞,泵体左右两侧开有上下两排横向的通孔,泵体左右两侧开有上下两排横向沉孔,横向沉孔位于通孔里侧,泵体上下两侧开有两排竖向沉孔,竖向沉孔与横向沉孔、通孔连通,通孔在两侧塞焊,竖向沉孔在开孔处塞焊,右侧的两个横向沉孔并联保冷回液管线,左侧的两个横向沉孔并联保冷进液管线,保冷回液管线旁接预冷回液管线上,保冷进液管线旁接在预冷进液管线上,保冷回液管线上安装有电动阀E,保冷进液管线上安装有电动阀D;
压裂泵的泵体上安装有温度传感器,制冷机组和换热器在压裂泵工作时将泵体的温度控制在10°C以内。
本发明的有益效果为:1、通过在压裂管道上设置预冷循环管线,通过制冷机组提供冷媒,将压裂管道和压裂泵的温度降低,同时通过增压泵给压裂管道和压裂泵增压,两项条件符合CO2液态的条件,在压裂管道和压裂泵达到CO2处于液态条件后,切换电动阀,CO2储罐中的液态CO2从压裂管道进入压裂泵,压裂泵升压将定压开启阀开启进入注入井口,流入压裂泵CO2的为液态,不会使压裂泵产生气堵故障,预冷过程不消耗CO2原料,整体压裂管道和压裂泵在预冷过程中没有温度梯度,更好的将CO2保持在液体状态,同时不产生CO2排放问题;
2、通过设置保冷管线,在压裂泵工作时制冷机组将压裂泵产生的热量消耗掉,压裂泵保持低温、高压状态,保证CO2在注入过程中不会汽化。
附图说明
附图1是本发明的流程图;
附图2是本发明中压裂泵与保冷进液管线和保冷回液管线的连接示意图;
附图3是附图2的A-A剖面图。
图中:1-CO2储罐,2-压裂管道,3-压裂泵,4-注入井口,5-温度变送器,6-流量计,7-压力变送器,8-蓄能器B,9-安全阀,10-预冷回液管线,11-换热器,12-制冷机组,13-增压泵,14-补液箱,15-蓄能器A,16-排气阀,17-定压开启阀,18-电动阀A,19-电动阀B,20-电动阀C,21-电动阀D,22-保冷回液管线,23-电动阀E,24-保冷进液管线,25-循环泵,26-柱塞,27-横向沉孔,28-泵体,29-温度传感器,30-通孔,31-竖向沉孔,32-预冷进液管线,33-增压管线,34-换热进液管,35-换热出液管,36-止回阀。
具体实施方式
如图1~3所示,二氧化碳压裂注入系统,包括CO2储罐1,CO2储罐1出口连接压裂管道2,压裂管道2上设有压裂泵3,压裂管道2末端连接注入井口4,压裂管道2在CO2储罐1出口位置设有电动阀B19,压裂管道2在压裂泵3前端设有温度变送器5、流量计6、压力变送器7和蓄能器A15,压裂管道2在压裂泵3后端设有蓄能器B8、安全阀9和定压开启阀17,压裂管道2在定压开启阀17前端有一个最高点,最高点的压裂管道2上设有排气阀16,在增压泵13将预冷液注入管道内时,打开排气阀16,将空气从压裂管道2的最高点排出;
压裂管道2在电动阀B19后端旁接有预冷进液管线32,预冷进液管线32上安装有电动阀A18,压裂管道2在定压开启阀17前端旁接有预冷回液管线10,预冷回液管线10上安装有电动阀C20,预冷回液管线10连接循环泵25进口,循环泵25的液体朝压裂泵3进口方向流动,循环泵25出口连接换热器11的换热进液管34,换热器11的换热出液管35连接预冷进液管线32,换热器11的冷媒循环管道连接制冷机组12,循环泵25将预冷的液体从压裂泵3的进口、出口两个单向阀流出,可进行循环预冷,预冷进液管线32上旁接增压管线33,增压管线33连接增压泵13出口,增压泵13出口设有止回阀36,增压泵13进口连接补液箱14。
通过在压裂管道2上设置循环预冷管线,通过制冷机组12提供冷媒,将压裂管道2和压裂泵3的温度降低,同时通过增压泵13给压裂管道2和压裂泵3增压,增压泵13出口压力大于4.5MPa,增压泵13保持压裂管道2和预冷管线10的压力大于4.5MPa,制冷机组12的制冷能力和换热器11的换热能力可将压裂管道2和压裂泵3的温度控制在6°C以内,两项条件符合CO2处于液态的条件,在压裂管道2和压裂泵3达到液态CO2条件后,切换电动阀,CO2储罐1中的液态CO2从压裂管道2进入压裂泵3,压裂泵3升压将定压开启阀17开启进入注入井口4,此时流入的为CO2液态,不会使压裂泵3产生气堵故障,预冷过程不消耗CO2原料,整体压裂管道2和压裂泵3在预冷过程中没有温度梯度,更好的将CO2保持在液体状态,同时不产生CO2排放问题。
压裂泵3为高压柱塞泵,压裂泵3包括泵体28和柱塞26,泵体28左右两侧开有上下两排横向的通孔30,的泵体28左右两侧开有上下两排横向沉孔27,横向沉孔27位于通孔30里侧,泵体28上下两侧开有两排竖向沉孔31,竖向沉孔31与横向沉孔27、通孔30连通,通孔30在两侧塞焊,竖向沉孔31在开孔处塞焊,右侧的两个横向沉孔27并联保冷回液管线22,左侧的两个横向沉孔27并联保冷进液管线24,保冷回液管线22旁接预冷回液管线10上,保冷进液管线24旁接在预冷进液管线32上,保冷回液管线22上安装有电动阀E23,保冷进液管线24上安装有电动阀D21。
通孔30、横向沉孔27和竖向沉孔31在泵体28内形成组成围绕柱塞26的冷却通道,由于压裂泵3工作时主要热量来源是柱塞26和泵体28摩擦产生的,如此设计冷却通道可提高冷却效果。
压裂泵3的泵体28上安装有温度传感器29,制冷机组12和换热器11在压裂泵3工作时将泵体28的温度控制在10°C以内,消耗掉压裂泵3工作时产生的热量,由于压裂泵3工作时压力升高,CO2的保持液态的温度也相应提高,压裂泵3保持在10°C左右可满足CO2液态的保持条件,在压裂泵3工作时制冷机组12将压裂泵3产生的热量消耗掉,压裂泵3保持低温、高压状态,保证CO2在注入过程中不会汽化。
Claims (1)
1.一种二氧化碳压裂注入系统,包括CO2储罐(1),其特征在于:CO2储罐(1)出口连接压裂管道(2),压裂管道(2)上设有压裂泵(3),压裂管道(2)末端连接注入井口(4),压裂管道(2)在CO2储罐(1)出口位置设有电动阀B(19),压裂管道(2)在压裂泵(3)前端设有温度变送器(5)、流量计(6)、压力变送器(7)和蓄能器A(15),压裂管道(2)在压裂泵(3)后端设有蓄能器B(8)、安全阀(9)和定压开启阀(17),压裂管道(2)在定压开启阀(17)前端有一个最高点,最高点的压裂管道(2)上设有排气阀(16);
压裂管道(2)在电动阀B(19)后端旁接有预冷进液管线(32),预冷进液管线(32)上安装有电动阀A(18),压裂管道(2)在定压开启阀(17)前端旁接有预冷回液管线(10),预冷回液管线(10)上安装有电动阀C(20),预冷回液管线(10)连接循环泵(25)进口,循环泵(25)的液体朝压裂泵(3)进口方向流动,循环泵(25)出口连接换热器(11)的换热进液管(34),换热器(11)的换热出液管(35)连接预冷进液管线(32),换热器(11)的冷媒循环管道连接制冷机组(12),预冷进液管线(32)上旁接增压管线(33),增压管线(33)连接增压泵(13)出口,增压泵(13)出口设有止回阀(36),增压泵(13)进口连接补液箱(14);增压泵(13)出口压力大于4.5MPa;通过制冷机组(12)提供冷媒,将压裂管道(2)和压裂泵(3)的温度降低,同时通过增压泵(13)给压裂管道(2)和压裂泵(3)增压,增压泵(13)保持压裂管道(2)和预冷管线的压力大于4.5MPa,制冷机组(12)的制冷能力和换热器(11)的换热能力可将压裂管道(2)和压裂泵(3)的温度控制在6°C以内,两项条件符合CO2处于液态的条件;
压裂泵(3)为高压柱塞泵,压裂泵(3)包括泵体(28)和柱塞(26),泵体(28)左右两侧开有上下两排横向的通孔(30),泵体(28)左右两侧开有上下两排横向沉孔(27),横向沉孔(27)位于通孔(30)里侧,泵体(28)上下两侧开有两排竖向沉孔(31),竖向沉孔(31)与横向沉孔(27)、通孔(30)连通,通孔(30)在两侧塞焊,竖向沉孔(31)在开孔处塞焊,右侧的两个横向沉孔(27)并联保冷回液管线(22),左侧的两个横向沉孔(27)并联保冷进液管线(24),保冷回液管线(22)旁接预冷回液管线(10)上,保冷进液管线(24)旁接在预冷进液管线(32)上,保冷回液管线(22)上安装有电动阀E(23),保冷进液管线(24)上安装有电动阀D(21);
压裂泵(3)的泵体(28)上安装有温度传感器(29),制冷机组(12)和换热器(11)在压裂泵(3)工作时将泵体(28)的温度控制在10°C以内。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311549253.XA CN117266819B (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种二氧化碳压裂注入系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311549253.XA CN117266819B (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种二氧化碳压裂注入系统 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117266819A CN117266819A (zh) | 2023-12-22 |
CN117266819B true CN117266819B (zh) | 2024-02-09 |
Family
ID=89206669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311549253.XA Active CN117266819B (zh) | 2023-11-21 | 2023-11-21 | 一种二氧化碳压裂注入系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117266819B (zh) |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3842910A (en) * | 1973-10-04 | 1974-10-22 | Dow Chemical Co | Well fracturing method using liquefied gas as fracturing fluid |
US4487025A (en) * | 1983-04-18 | 1984-12-11 | Halliburton Company | Passive booster for pumping liquified gases |
US4593763A (en) * | 1984-08-20 | 1986-06-10 | Grayco Specialist Tank, Inc. | Carbon dioxide well injection method |
CN107366616A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-11-21 | 四川达灿石油设备有限公司 | 一种应用于沙漠中的压裂泵 |
CN210564494U (zh) * | 2019-07-02 | 2020-05-19 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种用于二氧化碳压裂的冷却装置 |
CN113719262A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-30 | 山东科技大学 | 基于二氧化碳相变的自发泡清洁压裂装置及压裂方法 |
CN219388084U (zh) * | 2022-12-30 | 2023-07-21 | 大庆嘉景石油工程技术有限公司 | 一种输送液态二氧化碳的压裂泵液力端装置 |
CN116498278A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-07-28 | 大庆信辰油田技术服务有限公司 | 一种二氧化碳吞吐注入泵撬 |
CN116927745A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 大庆信辰油田技术服务有限公司 | 一种二氧化碳压裂用增压泵撬 |
-
2023
- 2023-11-21 CN CN202311549253.XA patent/CN117266819B/zh active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3842910A (en) * | 1973-10-04 | 1974-10-22 | Dow Chemical Co | Well fracturing method using liquefied gas as fracturing fluid |
US4487025A (en) * | 1983-04-18 | 1984-12-11 | Halliburton Company | Passive booster for pumping liquified gases |
US4593763A (en) * | 1984-08-20 | 1986-06-10 | Grayco Specialist Tank, Inc. | Carbon dioxide well injection method |
CN107366616A (zh) * | 2017-08-23 | 2017-11-21 | 四川达灿石油设备有限公司 | 一种应用于沙漠中的压裂泵 |
CN210564494U (zh) * | 2019-07-02 | 2020-05-19 | 中国石油集团长城钻探工程有限公司 | 一种用于二氧化碳压裂的冷却装置 |
CN113719262A (zh) * | 2021-09-08 | 2021-11-30 | 山东科技大学 | 基于二氧化碳相变的自发泡清洁压裂装置及压裂方法 |
CN219388084U (zh) * | 2022-12-30 | 2023-07-21 | 大庆嘉景石油工程技术有限公司 | 一种输送液态二氧化碳的压裂泵液力端装置 |
CN116498278A (zh) * | 2023-06-27 | 2023-07-28 | 大庆信辰油田技术服务有限公司 | 一种二氧化碳吞吐注入泵撬 |
CN116927745A (zh) * | 2023-09-18 | 2023-10-24 | 大庆信辰油田技术服务有限公司 | 一种二氧化碳压裂用增压泵撬 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
徐银祥 ; 彭一宪 ; 邵焕彬 ; .腰英台油田二氧化碳驱油地面注入工艺技术.油气藏评价与开发.2012,第2卷(第04期),第41-43页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117266819A (zh) | 2023-12-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2019090885A1 (zh) | 基于回收来流压力能的超低温环境取热天然气调温调压系统 | |
JP6603948B2 (ja) | 作動流体供給制御装置 | |
CN115419829B (zh) | 一种用于液氢发动机测试的高压液氢输送系统及其方法 | |
CN201047685Y (zh) | 节能型船用喷射器制冷循环装置 | |
CN114151252B (zh) | 液态氨相变冷却式混合动力热管理系统 | |
CN117266819B (zh) | 一种二氧化碳压裂注入系统 | |
CN103953457B (zh) | 一种船用柴油-lng双燃料发动机多级交叉换热装置 | |
CN102954617A (zh) | 蒸汽型喷射/溴化锂吸收复合热泵 | |
CN215893275U (zh) | 还原炉尾管冷却系统 | |
CN214535663U (zh) | 节能型氢气加注系统 | |
CN202693313U (zh) | 发动机台架试验水循环系统 | |
CN206247681U (zh) | 一种钻井泥浆制冷装置 | |
CN205048788U (zh) | 高效原油加热用空气源热泵机组 | |
CN107965665B (zh) | 一种利用压力驱动的液化天然气气化加热系统 | |
CN105865076A (zh) | 一种喷射式制冷循环系统及其使用方法 | |
CN109115020B (zh) | 一种相界面强化对流传热的方法 | |
CN106403357A (zh) | 一种节能制冷装置 | |
CN220749822U (zh) | 一种二氧化碳冷却储存系统 | |
CN115978446B (zh) | 一种气相转化设备 | |
CN213396689U (zh) | 一种基于分体式热管地面集中式井下降温系统 | |
CN205783970U (zh) | 一种喷射式制冷循环系统 | |
CN219829144U (zh) | 一种引射式二氧化碳跨临界低温增压制冷系统 | |
CN111043805A (zh) | 一种大功率液氮温区变温压力实验系统 | |
CN214890523U (zh) | 一种液氮设备 | |
CN214009609U (zh) | 双热源低温并联机组 |
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 | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |