CN210977390U - 一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，包括设备箱体，设备箱体内设置压缩空气机构、空气净化机构和转向剂注入机构。转向剂注入机构包括上料部分、主管道部分和副管道部分。主管道部分包括：依次相连的进液管、管道A、储料管、管道B、出液管形成的高压注入管路，和通过气动控制阀A并联在进液管和出液管之间形成的旁通管路。储料管进口处还分别与上料部分、空气净化机构相连，其出口处设置有过滤结构，过滤结构分别与出液管和排污管相连；空气净化机构、储料管形成副管道部分的吹扫管路，排污管为副管道部分的放空排污管路。本实用新型达到的有益效果是：无需更换储料管、减小劳动强度、提高压裂效率、节约物料、自动化程度高。

Description

一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备

技术领域

本实用新型涉及石油开采技术领域，特别是一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备。

背景技术

在石油开采过程中，不仅仅是对某一个方向进行开采，而是周向的多个方向进行开采，即随着开采程度的伸入，老裂缝控制区的原油已经全部采出后，需要实施暂堵转向重复压裂，在纵向和平面上开启新层，开采老裂缝控制区以外的原油。

在进行新的压裂时，通常会采用化学暂堵剂堵塞老裂缝，压开新裂缝，实施方法为，向地层加入暂堵剂，使裂缝或高渗透层产生滤饼桥堵，后续工作液不能进入，从而促使新缝产生。使用暂堵剂能实现水平最大地应力方向上的压力阻挡并改变裂缝的起裂位置，可在重复压裂中实现开新缝和使裂缝发生转向；并且相比于常规的重复压裂的原缝加砂而言，由于人工暂堵转向压裂开启了新缝而不是对原有裂缝的再填充和延伸，具有较高的导流能力，同时增加了沟通未动用油气层以及改变油气层流体渗流驱替规律，提高注入水驱油效率的机会，具有较高的增产效果。

由于利用暂堵剂实现人工暂堵的诸多好处，现越来越得到推广应用，但是这些公司在注入暂堵剂的过程却非常原始。导致这种情况的原因是，暂堵剂是通过辅助管道与主管道相连的，在注入暂堵剂时，暂堵剂随管道中的水一起被注入油井中；在距离下一次注入的间隙时间段，由于暂堵剂呈颗粒状且遇水会逐渐融化，因此辅助管道的壁上会粘有上一次注入的暂堵剂，并且这些粘在壁上的暂堵剂会逐渐融化进而完全粘贴在壁上，而在下一次注入时，颗粒状的暂堵剂可能会粘在这些融化的暂堵剂上，从而让辅助管内的内径空间逐渐减小，不利于暂堵剂的注入，而且注入到油井内的实际的暂堵剂与理论有差距，影响压裂效果。

为了避免这种情况的发生，现有的开采公司采用人工更换的方法，即每注入一次暂堵剂后，人工更换一次辅助管，但是人工更换辅助管的时间所需的时间长，并且由于辅助管的重量大，更换非常不方便，人工劳动强度大，更换的工作效率低下；若要进行下一次注入暂堵剂，若还未更换好辅助管，则必须等到更换完成后才能进行，因此影响整个开采的效率。

基于此，本公司研发了一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，实现自动化注入，以减小劳动强度，且节约更换时间，提高更换效率，下一次注入时无需再次等待，从而提高开采效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种无需更换储料管、减小劳动强度、提高压裂效率、无堵塞的油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，包括设备箱体，设备箱体内设置有动力机构、空气压缩机构、空气净化机构和暂堵转向剂剂注入机构；

所述的空气压缩机构经空气净化机构后暂堵转向剂注入机构相连；

所述暂堵转向剂注入机构包括上料部分、副管道部分和主管道部分；

所述主管道部分包括高压注入管路与旁通管路；

所述的高压注入管路包括依次相连的进液管、管道A、储料管、管道B和出液管，进液管与压裂车设备的出口相连，出液管与压裂管汇撬相连；

所述管道A上设置有，气动开关阀B，管道B上设置有气动开关阀C；

所述的旁通管路包括气动开关阀A，气动开关阀A并联设置在进液管和出液管之间，旁通管路为进液管、气动开关阀A和出液管依次相连的管路；

所述副管道部分包括吹扫管路和放空排污管路；

所述的吹扫管路包括空气净化机构，空气净化机构与储料管的进口处相连，吹扫管路为空气净化机构与储料管相连的管路；

所述的吹扫管路中，储料管的进口还与上料部分相连，储料管的出口处设置有过滤结构，过滤结构分别与出液管和放空排污管路相连；

所述的放空排污管路包括排废管，排废管与过滤结构相连。

进一步地，所述的储料管通过管道A和管道B与气动开关阀A并联；管道A的一端通过三通件与进液管和气动开关阀A相连，另一端与储料管进口处相连，管道A上设置有气动开关阀B；

管道B的一端通过三通件与出液管和气动开关阀A相连，另一端与储料管出口处相连。

所述的空气净化机构连接在管道A上，且连接处位于气动开关阀B和储料管进口之间。

所述的空气净化机构经止回阀、气动开关阀D后与管道A相连。

进一步地，所述的上料部分包括装料箱、上料管、进料管；所述装料箱内腔上大下小，能人工投放暂堵转向剂颗粒，装料箱的底部与竖直设置的上料管的下端相连；所述上料管内设置有蛟龙轴，蛟龙轴与上料电机相连，上料管的上端通过斜管与进料管上端相连；所述进料管的上端设置有料斗，上料管与料斗相连，料斗中设置有感应器；进料管的下端通过三通件与管道A、储料管的进口相连，进料管上设置有气动开挂阀E。

进一步地，所述的过滤结构还包括梳型水接头，梳型水接头包括筒管和梳状过滤体，梳状过滤体位于筒管管口处且连接成一体，梳状过滤体开有多个平行的过滤缝隙，过滤缝隙在梳状过滤体上呈梳子状，梳状过滤体的上表面呈弧形；所述储料管经三通件与管道B、排废管相连，筒管插入三通件的一个连接口中且使得梳状过滤体的上表面与该三通件的内壁相适配，三通件的该连接口与排废管相连；排废管上设置有气动开关阀F。

进一步地，所述的空气净化机构为冷干机，冷干机通过一大径管与暂堵转向剂注入机构相连，冷干机通过一小径管与暂堵转向剂注入机构相连；冷干机还通过支管与各气动开关阀相连。

所述的空气压缩机构包括依次相连的空压机、储气罐A、储气罐B。

还包括PLC控制柜，PLC控制柜位于设备箱体的前壁位置，PLC控制柜与空压机、冷干机、上料电机、感应器、各气动开关阀电连接。

所述的动力机构为柴油发电机组，柴油发电机组为空压机、冷干机、各气动开关阀、上料电机、PLC控制柜、感应器供电。

所述的设备箱体的左右两壁和前壁处均开有开关门。

本实用新型具有以下优点：

（1）通过将储料管并联在气动开关阀A上，当需要注入暂堵转向剂是连通储料管，当不需要时储料管两端被封住，无需人工更换，减小劳动强度，提高更换效率，避免每次注入要等待的时间，从而提高裂缝压裂效率，进而提高石油开采效率；

（2）上料部分与储料管的结构设置，便于自动上料，且当料斗中无料时，会自动报警，每次注入必定有充足的料；

（3）空气压缩机构的设置，每次注入完成后，能清理储料管中的水分，而且能清理一些粘在内壁中的料，避免让下一次的料再次粘上从而形成恶性循环进而造成需要更换储料管；

（4）梳型水接头中梳状过滤体的结构，由于过滤缝隙设置成平行状，且过滤缝隙的方向与暂堵转向剂流出的方向一致，暂堵转向剂沿过滤缝隙流动，不会造成阻碍，由于一些暂堵转向剂颗粒的表面呈现一定熔融状，在流动过程中不会被梳状过滤体刮下一层；

（5）在长期的工作中，一些颗粒小的暂堵转向剂难免会卡在过滤缝隙中，但梳状过滤体呈梳状的结构，使得在清理时用刷子刷掉，或者用签子朝一个方向划即可清楚，清理方便。

附图说明

图1 为本实用新型的结构示意图；

图2 为本实用新型的俯视示意图；

图3 为过滤结构处的结构示意图；

图4 为梳型水接头的剖视示意图；

图5 为梳型水接头的俯视示意图；

图中：1-设备箱体，2-进液管，3-出液管，4-储料管，5-排废管，6-管道A，7-管道B，8-止回阀，9-装料箱，10-上料管，11-进料管，12-上料电机，13-料斗，14-梳型水接头，1401-筒管，1402-梳状过滤体，1403-过滤缝隙，15-开关门，16-冷干机，17-空压机，18-储气罐A，19-储气罐B，20-PLC控制柜，21-柴油发电机组，10001-气动开关阀A，10002-气动开关阀B，10003-气动开关阀C，10004-气动开关阀D，10005-气动开关阀E，10006-气动开关阀F。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的描述，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。

如图1 ~图5所示，一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，包括设备箱体1，设备箱体1呈集装箱状，设备箱体1内设置有动力机构、空气压缩机构、空气净化机构和暂堵转向剂剂注入机构。空气压缩机构经空气净化机构后暂堵转向剂注入机构相连；暂堵转向剂注入机构包括上料部分、副管道部分和主管道部分。

具体地，所述主管道部分包括高压注入管路和旁通管路。高压注入管路为：依次连接的进液管2、管道A6、储料管4、出液管3，其中进液管2与压裂车设备的出口相连，出液管3与压裂管汇撬。在进液管2和出液管3之间还并联有气动开关阀A10001，进液管2、气动开关阀A10001和出液管3之间形成旁通管路。

进一步地，副管道部分包括吹扫管路和放空排污管路。储料管4的进口分别与上料部分、空气净化机构相连，储料管4的出口处设置有过滤结构，过滤结构分别与出液管3和排污管5相连。其中空气净化机构、储料管4形成吹扫管路，与过滤结构相连的排污管5形成放空排污管路。

在未进行注料时，进液管2、气动开关阀A10001、出液管3连通；在注料时，气动开关阀A10001关闭，储料管4与进液管2、出液管3连通。为了实现该功能，储料管4的连接结构设计为：储料管4的进口处通过三通件与上料部分、管道A6相连，管道A6的另一端通过三通件与气动开关阀A10001、进液管2相连；储料管4的出口处通过三通件与排废管5、管道B7相连，管道B7通过三通件与气动开关阀A10001、出液管3相连。并且管道A6上设置有气动开关阀B10002，管道B7上设置有气动开关阀C10003。通俗地将，即储料管4通过管道A6和管道B7与气动开关阀A10001并联。

由于暂堵转向剂容易粘在储料管4中，容易造成不断黏上的恶性循环，最后堵塞，但又想无需反复更换储料管4。因此本方案中，设置有空气压缩机构包括依次相连的空压机17、储气罐A18、储气罐B19；同时还为了避免空气中有水分，还设置有空气净化机构为冷干机16，冷干机16经止回阀8、气动开关阀D10004后与管道A6相连，且连接点位于气动开关阀B10002出口侧，连接时通过一大径管和小径管相连，当需要大压强空气时大径管工作，当需要小压强空气时小径管工作。在未注料时，气动开关阀D10004打开，被压缩的干燥空气流入储料管4中，将储料管4中的水吹干，并将部分粘接的料吹走，最后集中在过滤处。

为了避免这些料黏在过滤结构处，因此本方案中过滤结构为：过滤结构还包括梳型水接头14，梳型水接头14包括筒管1401和梳状过滤体1402，梳状过滤体1402位于筒管1401管口处且连接成一体，梳状过滤体1402开有多个平行的过滤缝隙1403，过滤缝隙1403在梳状过滤体1402上呈梳子状，梳状过滤体1402的上表面呈弧形；所述储料管4经三通件与管道B7、排废管5相连，筒管1401插入三通件的一个连接口中且使得梳状过滤体1402的上表面与该三通件的内壁相适配，三通件的该连接口与排废管5相连；排废管5上设置有气动开关阀F10006。

本实施例中，冷干机还通过支管与各气动开关阀相连。

为了实现自动上料，且无料时能自动报警。具体地，所述的上料部分包括装料箱9、上料管10、进料管11；装料箱9内腔上大下小，能人工投放暂堵转向剂颗粒，装料箱9的底部与竖直设置的上料管10的下端相连；上料管10内设置有蛟龙轴，蛟龙轴与上料电机12相连，上料管10的上端通过斜管与进料管11上端相连；进料管11的上端设置有料斗13，上料管10与料斗13相连，料斗13中设置有感应器；进料管11的下端通过三通件与管道A6、储料管4的进口相连，进料管11上设置有气动开挂阀E10005。

为了实现控制，还设置有PLC控制柜20，PLC控制柜20位于设备箱体1的前壁位置，PLC控制柜20与空压机17、冷干机16、上料电机12、感应器、各气动开关阀电连接。

为了提供动力，本方案中，动力机构为柴油发电机组21，柴油发电机组21为空压机17、冷干机16、各气动开关阀、上料电机12、PLC控制柜20、感应器供电。

为了便于加料，及进行巡检、查看，设备箱体1的左右两壁和前壁处均开有开关门15。

Claims (11)

1.一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：包括设备箱体（1），设备箱体（1）内设置有动力机构、空气压缩机构、空气净化机构和暂堵转向剂剂注入机构；

所述的空气压缩机构经空气净化机构后暂堵转向剂注入机构相连；

所述暂堵转向剂注入机构包括上料部分、副管道部分和主管道部分；

所述主管道部分包括高压注入管路与旁通管路；

所述的高压注入管路包括依次相连的进液管（2）、管道A（6）、储料管（4）、管道B（7）和出液管（3），进液管（2）与压裂车设备的出口相连，出液管（3）与压裂管汇撬相连；

所述管道A（6）上设置有，气动开关阀B（10002），管道B（7）上设置有气动开关阀C（10003）；

所述的旁通管路包括气动开关阀A（10001），气动开关阀A（10001）并联设置在进液管（2）和出液管（3）之间，旁通管路为进液管（2）、气动开关阀A（10001）和出液管（3）依次相连的管路；

所述副管道部分包括吹扫管路和放空排污管路；

所述的吹扫管路包括空气净化机构，空气净化机构与储料管（4）的进口处相连，吹扫管路为空气净化机构与储料管（4）相连的管路；

所述的吹扫管路中，储料管（4）的进口还与上料部分相连，储料管（4）的出口处设置有过滤结构，过滤结构分别与出液管（3）和放空排污管路相连；

所述的放空排污管路包括排废管（5），排废管（5）与过滤结构相连。

2.根据权利要求1所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的储料管（4）通过管道A（6）和管道B（7）与气动开关阀A（10001）并联；

管道A（6）的一端通过三通件与进液管（2）和气动开关阀A（10001）相连，另一端与储料管（4）进口处相连，管道A（6）上设置有气动开关阀B（10002）；

管道B（7）的一端通过三通件与出液管（3）和气动开关阀A（10001）相连，另一端与储料管（4）出口处相连。

3.根据权利要求2所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的空气净化机构连接在管道A（6）上，且连接处位于气动开关阀B（10002）和储料管（4）进口之间。

4.根据权利要求3所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的空气净化机构经止回阀（8）、气动开关阀D（10004）后与管道A（6）相连。

5.根据权利要求4所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的上料部分包括装料箱（9）、上料管（10）、进料管（11）；

所述装料箱（9）内腔上大下小，能人工投放暂堵转向剂颗粒，装料箱（9）的底部与竖直设置的上料管（10）的下端相连；

所述上料管（10）内设置有蛟龙轴，蛟龙轴与上料电机（12）相连，上料管（10）的上端通过斜管与进料管（11）上端相连；

所述进料管（11）的上端设置有料斗（13），上料管（10）与料斗（13）相连，装料箱（9）、料斗（13）中设置有感应器；

进料管（11）的下端通过三通件与管道A（6）、储料管（4）的进口相连，进料管（11）上设置有气动开挂阀E（10005）。

6.根据权利要求5所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的过滤结构还包括梳型水接头（14），梳型水接头（14）包括筒管（1401）和梳状过滤体（1402），梳状过滤体（1402）位于筒管（1401）管口处且连接成一体，梳状过滤体（1402）开有多个平行的过滤缝隙（1403），过滤缝隙（1403）在梳状过滤体（1402）上呈梳子状，梳状过滤体（1402）的上表面呈弧形；

所述储料管（4）经三通件与管道B（7）、排废管（5）相连，筒管（1401）插入三通件的一个连接口中且使得梳状过滤体（1402）的上表面与该三通件的内壁相适配，三通件的该连接口与排废管（5）相连；

排废管（5）上设置有气动开关阀F（10006）。

7.根据权利要求6所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的空气净化机构为冷干机（16），冷干机（16）通过一大径管与暂堵转向剂注入机构相连，冷干机（16）通过一小径管与暂堵转向剂注入机构相连；

冷干机（）还通过支管与各气动开关阀相连。

8.根据权利要求7所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的空气压缩机构包括依次相连的空压机（17）、储气罐A（18）、储气罐B（19）。

9.根据权利要求8所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：还包括PLC控制柜（20），PLC控制柜（20）位于设备箱体（1）的前壁位置，PLC控制柜（20）与空压机（17）、冷干机（16）、上料电机（12）、感应器、各气动开关阀电连接。

10.根据权利要求9所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的动力机构为柴油发电机组（21），柴油发电机组（21）为空压机（17）、冷干机（16）、各气动开关阀、上料电机（12）、PLC控制柜（20）、感应器供电。

11.根据权利要求1~10任意一项所述的一种油田压裂用暂堵转向剂的自动化注入设备，其特征在于：所述的设备箱体（1）的左右两壁和前壁处均开有开关门（15）。

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