CN210138639U - 油气田压裂作业用纤维加注装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种油气田压裂作业用纤维加注装置，包括混配器，在混配器一端设置有压裂基液吸入系统，在混配器另一端设置有压裂液输出系统，在混配器上设置有纤维投料系统，经吸入系统吸入的压裂基液与经投料系统投入的纤维在混配器内混和后形成压裂液，压裂液经输出系统输出；在靠近混配器的纤维投料系统上设置有止回阀。本实用新型能够避免纤维架桥产生，有效防止加注的纤维堵塞纤维投料系统的出料口，尤其是在需要逐渐降低压裂基液排量或停止供应压裂基液的过程中，能够有效防止纤维堵塞在纤维投料系统出料口；本实用新型还能够使压裂基液与纤维先后分两次充分混合，并形成分散均匀的纤维压裂液。

Description

油气田压裂作业用纤维加注装置

技术领域

本实用新型涉及油气开采辅助设备，具体涉及一种油气田压裂作业用纤维加注装置。

背景技术

随着我国大量低渗、特低渗油气田储层以及老井改造需要压裂增产，纤维加砂压裂技术在提高支撑剂铺置效率，实现最优裂缝导流能力，提高油气产量和投资收益等方面表现出极大的技术优势。纤维加砂压裂技术作为致密储层改造关键技术之一，正成为我国油气田企业及相关科研部门的研究热点，试验性应用也取得一些效果，但针对压裂施工作业过程中纤维加注方法的研究却很少。

目前，纤维加注方法主要包括直接添加法、风送加注法以及高能混配即时加注法。直接添加法是在压裂作业前，配置压裂液的时候作为压裂液配置的一种组分进行直接添加，该方法适应性较差，只针对压裂过程中全程加入纤维的情况，而不适用于间歇式的脉冲加砂以及尾追加纤维的情况，且纤维在压裂液中储存时间长，影响纤维性能，也容易出现分层现象，导致纤维分散不均，影响压裂施工；风送加注法为压裂作业时直接加入混砂车中，不需要提前配置，对工况的适应性较强，但风送量有限，超过6KG/min的输送量时，纤维容易在管道中堵塞，另外受出口风力影响，纤维会随风飘飞，影响现场环境。高能混配即时加注法是参与整个压裂过程，将纤维通过螺杆输送计量添加到高能混配器中混合均匀后泵注入混砂车中，高能混配器采用负压式吸入纤维，负压由喷射泵从压裂液储罐中吸入部分基液产生射流形成。该方法可适用于不同的压裂作业条件，灵活性强，纤维添加量的范围宽，可实现精确计量、操作安全稳定性高，且不影响现场环境。

CN106121615A公开了一种油田压裂用纤维加注装置，包括底盘、构架、液压泵、吸液管汇、喷射离心泵、喷射管汇、纤维输送混配器、排液管汇、操作平台、电气控制箱、喷射泵马达，底盘通过自带的取力器与液压泵连接，喷射离心泵的吸入口、排出口分别与吸液管汇、喷射管汇连接，喷射管汇的另一端连接纤维输送混配器的进液口，纤维输送混配器安装在整车尾部，下部与构架固定，上部镶嵌在操作平台中间，出口与排液管汇连接，电气控制箱安装在操作平台下方，用于控制加注装置的开启、关闭以及纤维计量、混配液的排出速度等；喷射泵马达与喷射离心泵相连。如前所述纤维加注装置均是采用湿态混合加注，虽然能够在一定程度上解决纤维加注中纤维混配不均、易聚团的问题，但其在高能混合器或混配器的纤维料口仍然存在造成纤维粘附，纤维粘附积聚后产生的架桥容易造成高能混合器发生堵塞，影响施工作业。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种油气田压裂作业用纤维加注装置。

除特殊说明外，本实用新型所述纤维投料系统的出料口或混合器/混配器的纤维料口是指纤维投料系统与混合器/混配器的交汇口。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

油气田压裂作业用纤维加注装置，包括混配器，在混配器一端设置有压裂基液吸入系统，在混配器另一端设置有压裂液输出系统，在混配器上设置有纤维投料系统，经吸入系统吸入的压裂基液与经投料系统投入的纤维在混配器内混和后形成压裂液，压裂液经输出系统输出；在靠近混配器的纤维投料系统上设置有止回阀。

进一步地，在所述压裂基液吸入系统与所述纤维投料系统之间设置有喷射系统，所述喷射系统入口端连接所述压裂基液吸入系统，所述喷射系统出口端连接所述纤维投料系统，且在纤维加注过程中，所述压裂基液吸入系统与所述纤维投料系统通过喷射系统相互连通。

进一步地，所述止回阀位于所述喷射系统出口端与所述纤维投料系统的出料口之间。

进一步地，所述喷射系统包括喷射管，在喷射管上设置有吸液泵，吸液泵从所述压裂基液吸入系统内泵入部分压裂基液并经喷射管喷射至所述纤维投料系统的投料管内。

进一步地，所述喷射管包括相互连通的第一直管段和第二直管段，第一直管段直径大于第二直管段直径，所述吸液泵位于第一直管段上。

进一步地，在所述喷射系统出口端斜向下设置有喷嘴，以使经过所述喷射系统泵入的压裂基液斜向下喷入所述纤维投料系统的投料管内。

作为优选，所述喷嘴与所述纤维投料系统的投料管内壁形成10-65°的夹角。

进一步地，所述压裂基液吸入系统包括Z型管路，所述喷射系统的入口端设置在Z型管路的上弯头处。

进一步地，所述纤维投料系统包括投料仓，投料仓连接投料管，投料管下端连接所述混配器，在投料仓下方的投料管上设置有闸阀，所述喷射系统出口端位于闸阀与所述止回阀之间的投料管上。

有益效果：本实用新型油气田压裂作业用纤维加注装置能够避免纤维架桥产生，有效防止加注的纤维堵塞纤维投料系统的出料口，尤其是在需要逐渐降低压裂基液排量或停止供应压裂基液的过程中，能够有效防止纤维堵塞在纤维投料系统出料口；本实用新型油气田压裂作业用纤维加注装置还能够使压裂基液与纤维先后分两次充分混合，并形成分散均匀的纤维压裂液；本实用新型油气田压裂作业用纤维加注装置结构简单，方便实用。

附图说明

图1是实施例1中油气田压裂作业用纤维加注装置的示意图；

图2是实施例2中油气田压裂作业用纤维加注装置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但以下实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的原理及其核心思想，并非对本实用新型保护范围的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，针对本实用新型进行的改进也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

实施例1

一种油气田压裂作业用纤维加注装置，如图1所示，包括混配器6，在混配器6一端设置有压裂基液吸入系统7，在混配器6另一端设置有压裂液输出系统5，在混配器6上设置有纤维投料系统，经吸入系统7吸入的压裂基液与经投料系统投入的纤维在混配器6内混和后形成压裂液，压裂液经输出系统5输出；在靠近混配器6的纤维投料系统上设置有止回阀3。

进一步地，在所述压裂基液吸入系统7与所述纤维投料系统之间设置有喷射系统，所述喷射系统入口端连接所述压裂基液吸入系统7，所述喷射系统出口端连接所述纤维投料系统，且在纤维加注过程中，所述压裂基液吸入系统7与所述纤维投料系统通过喷射系统相互连通。

进一步地，所述止回阀3位于所述喷射系统出口端与所述纤维投料系统的出料口11之间。

进一步地，所述喷射系统包括喷射管2，在喷射管2上设置有吸液泵8，吸液泵8从所述压裂基液吸入系统7内泵入部分压裂基液并经喷射管2喷射至所述纤维投料系统的投料管4内。

进一步地，所述喷射管2包括相互连通的第一直管段201和第二直管段202，第一直管段201直径大于第二直管段直径202，所述吸液泵8位于第一直管段201上。

进一步地，在所述喷射系统出口端斜向下设置有喷嘴9，以使经过所述喷射系统泵入的压裂基液斜向下喷入所述纤维投料系统的投料管4内。

进一步地，所述喷嘴9与所述纤维投料系统的投料管4内壁形成10-65°的夹角。

进一步地，所述压裂基液吸入系统7包括Z型管路，所述喷射系统的入口端设置在Z型管路的上弯头处。

进一步地，所述纤维投料系统包括投料仓1，投料仓1连接投料管4，投料管4下端连接所述混配器6，在投料仓1下方的投料管4上设置有闸阀10，所述喷射系统出口端位于闸阀10与所述止回阀3之间的投料管4上。

使用方法及原理：压裂基液吸入系统7从压裂液储罐中吸入少量压裂基液并泵入混配器6中，使投料管4内产生一定负压，开启喷嘴吸液泵9，调节喷嘴喷射量；当投料通道4内产生的负压稳定后，将纤维计量并加入投料仓1，进入混配器6中。纤维加注过程中，一方面经喷射系统喷入的部分压裂基液进入投料管4内，其喷射的高速液流与投料系统投入的纤维进行初步混合后进入混配器6内；另一方面通过压裂基液吸入系统7吸入的压裂基液与投料系统投入的纤维在混配器6内再次混匀后形成分散均匀的纤维压裂液，然后经输送泵泵送进混砂车中。纤维加注过程中，由于喷射系统喷射的高速液流冲击投料管4，使得纤维被快速冲走，不会堵塞在纤维投料系统的出料口。在需要逐渐降低排量或停止供应压裂基液的过程中，由于压裂车与加注车之间存在液位差，压裂液易倒灌，使混配器6上方纤维投料系统的出料口11管壁处易粘附压裂液而导致纤维积聚，纤维积聚后容易产生架桥，当产生的负压不足以吸走架桥纤维时，就会发生堵塞，通过在靠近混配器6的纤维投料系统上设置止回阀3即可防止压裂液倒灌，避免纤维桥架产生，同时还能够防止纤维回旋于投料管4内，再配合喷射系统的喷射流，防止纤维堵塞效果更佳。

实施例2

一种油气田压裂作业用纤维加注装置，如图2所示，包括混配器6，在混配器6一端设置有压裂基液吸入系统7，在混配器6另一端设置有压裂液输出系统5，在混配器6上设置有纤维投料系统，经吸入系统7吸入的压裂基液与经投料系统投入的纤维在混配器6内混和后形成压裂液，压裂液经输出系统5输出；在靠近混配器6的纤维投料系统上设置有止回阀3。

进一步地，所述压裂基液吸入系统7包括Z型管路，所述喷射系统的入口端设置在Z型管路的上弯头处。

进一步地，所述纤维投料系统包括投料仓1，投料仓1连接投料管4，投料管4下端连接所述混配器6，在投料仓1下方的投料管4上设置有闸阀10，所述喷射系统出口端位于闸阀10与所述止回阀3之间的投料管4上。

Claims (9)

1.油气田压裂作业用纤维加注装置，包括混配器（6），在混配器（6）一端设置有压裂基液吸入系统（7），在混配器（6）另一端设置有压裂液输出系统（5），在混配器（6）上设置有纤维投料系统，经吸入系统（7）吸入的压裂基液与经投料系统投入的纤维在混配器（6）内混和后形成压裂液，压裂液经输出系统（5）输出；其特征在于：在靠近混配器（6）的纤维投料系统上设置有止回阀（3）。

2.根据权利要求1所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：在所述压裂基液吸入系统（7）与所述纤维投料系统之间设置有喷射系统，所述喷射系统入口端连接所述压裂基液吸入系统（7），所述喷射系统出口端连接所述纤维投料系统，且在纤维加注过程中，所述压裂基液吸入系统（7）与所述纤维投料系统通过喷射系统相互连通。

3.根据权利要求2所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：所述止回阀（3）位于所述喷射系统出口端与所述纤维投料系统的出料口（11）之间。

4.根据权利要求3所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：所述喷射系统包括喷射管（2），在喷射管（2）上设置有吸液泵（8），吸液泵（8）从所述压裂基液吸入系统（7）内泵入部分压裂基液并经喷射管（2）喷射至所述纤维投料系统的投料管（4）内。

5.根据权利要求4所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：所述喷射管（2）包括相互连通的第一直管段（201）和第二直管段（202），第一直管段（201）直径大于第二直管段直径（202），所述吸液泵（8）位于第一直管段（201）上。

6.根据权利要求5所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：在所述喷射系统出口端斜向下设置有喷嘴（9），以使经过所述喷射系统泵入的压裂基液斜向下喷入所述纤维投料系统的投料管（4）内。

7.根据权利要求6所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：所述喷嘴（9）与所述纤维投料系统的投料管（4）内壁形成10-65°的夹角。

8.根据权利要求7所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：所述压裂基液吸入系统（7）包括Z型管路，所述喷射系统的入口端设置在Z型管路的上弯头处。

9.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7或8所述的油气田压裂作业用纤维加注装置，其特征在于：所述纤维投料系统包括投料仓（1），投料仓（1）连接投料管（4），投料管（4）下端连接所述混配器（6），在投料仓（1）下方的投料管（4）上设置有闸阀（10），所述喷射系统出口端位于闸阀（10）与所述止回阀（3）之间的投料管（4）上。

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