CN211329232U - 一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，属于压裂施工作业设备领域，解决了传统混配车存在的易形成大量水包粉的问题。本实用新型包括混合罐、排液泵、水粉混合器、液添泵、供液泵、粉料罐总成、粉料输送系统、吸粉系统、喷射离心泵和搅拌装置，供液泵第一排出管汇、喷射离心泵、水粉混合器依次相连，供液泵第二排出管汇与混合罐相连，水粉混合器与混合罐相连，搅拌装置设在混合罐中，粉料罐总成包括粉料罐和添加剂箱，粉料罐依次通过粉料输送系统、吸粉系统与水粉混合器相连，添加剂箱、液添泵、排液泵吸入管线依次相连，混合罐与排液泵吸入管线相连。本实用新型保证瓜胶粉、浓缩添加剂和水的充分混合，有利于消除水包粉。

Description

一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车

技术领域

本实用新型属于压裂施工作业设备领域，具体涉及一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车。

背景技术

随着油气田、煤层气和页岩气工业化开发的加快,致使油井的渗透性能降低，从而导致出油就会大幅减少；同时致使气井储层能量下降,井筒积液增加,从而使气井产量递减快,实现单井稳产则愈加困难。我国是非常规油气资源十分丰富的国家之一，页岩气已列为国家“十二五”规划能源方面重点开发对象，页岩气藏储层属裂缝-基质双重介质储层，由于成藏特殊性，造成了储层基质低孔超低渗的特性，因此页岩气藏在没有人工改造前呈现产能低的状况。解决以上情形的方法是采取压裂作业等增产措施才能提高其产能，而在压裂施工过程中，压裂液配置的质量对压裂作业的成功与否起着重要的作用，目前国内各油田普遍采用配制压裂液的方式为：在固定的配液站或井场集中混配，然后再装车运往或泵送到井场的配制方式，缺少移动性和现场实时配制的灵活性。

现有混配车在进行混配时易形成大量水包粉（鱼眼）。另外，现有混配车目前是按照施工作业设计书进行总量混配，这样容易形成压裂作业过程中压裂液的不足或过剩，同时由于水粉混合器的喷粉管结构是固定不能调节的，就会导致干粉的喷入不均匀，这也是形成水包粉的另一主要原因。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，以解决传统混配车存在的易形成大量水包粉的问题。

本实用新型的技术方案是：一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，包括汽车底盘、副车架、液压系统、混合罐、排液泵、水粉混合器、液添泵和供液泵，副车架固定在汽车底盘上，液压系统、混合罐、水粉混合器和供液泵均固定在副车架上；还包括粉料罐总成、粉料输送系统、吸粉系统、喷射离心泵和搅拌装置，供液泵的排出管汇分为两路，分别为第一排出管汇和第二排出管汇，供液泵的第一排出管汇、喷射离心泵、水粉混合器依次相连，供液泵的第二排出管汇通过流量调节阀与混合罐相连，水粉混合器与混合罐相连，搅拌装置设在混合罐中，粉料罐总成包括粉料罐和添加剂箱，粉料罐依次通过粉料输送系统、吸粉系统与水粉混合器相连，添加剂箱、液添泵、排液泵的吸入管线依次相连，混合罐与排液泵的吸入管线相连；供液泵、排液泵、液添泵、喷射离心泵、搅拌装置和粉料输送系统分别与液压系统相连，由液压系统驱动。

作为本实用新型的进一步改进，水粉混合器包括混合腔、入水管、喷粉管和入粉管，入水管一端与混合腔相接连通，入水管另一端管口内嵌套有喷粉管，喷粉管与入水管之间设有密封圈，入水管侧部设有入水口，喷粉管与混合腔相连通，入粉管与喷粉管相接连通；混合腔出口与混合罐入口相连，入水管的入水口与喷射离心泵相连，入粉管的进粉口与吸粉系统的出粉口相连。

作为本实用新型的进一步改进，喷粉管与入水管活动连接。

作为本实用新型的进一步改进，入水管另一端管口处设有调节固定螺母，喷粉管与调节固定螺母通过螺纹连接。

作为本实用新型的进一步改进，还包括控制室，控制室内设有智能控制系统，智能控制系统与液压系统相连。

作为本实用新型的进一步改进，还包括起升装置，起升装置与控制室相连，带动控制室升降，起升装置与液压系统相连，由液压系统驱动。

作为本实用新型的进一步改进，还包括上料系统，上料系统与粉料罐总成相连，上料系统包括上料油缸和上料平台，上料油缸与液压系统相连，由液压系统驱动。

作为本实用新型的进一步改进，还包括柴油机、燃油系统和联泵装置，燃油系统、柴油机、联泵装置、液压系统依次相连。

作为本实用新型的进一步改进，柴油机、搅拌装置、喷射离心泵、控制室、起升装置、吸粉系统、粉料罐总成、粉料输送系统、燃油系统、联泵装置和上料系统均固定在副车架上。

作为本实用新型的进一步改进，排液泵和供液泵分别对称安装在汽车底盘两侧，液添泵设有多台且对称安装在汽车底盘尾部的两侧。

本实用新型的有益效果是：

1. 本实用新型提供了一种在进行页岩气、气井、油井和煤层气压裂施工中快速、连续大排量混配水基压裂液的专用车辆，在压裂施工作业中可以快速、连续、实时大排量的按需配制压裂液，混配的灵活性和压裂液品质比以往有着较大幅度的提升；

2. 混配时首先在水粉混合器里进行初次混配，初次混配的液体进入混合罐，在混合罐中由搅拌系统进行搅拌再次混配，初次和再次两次混配能够保证瓜胶粉、浓缩添加剂和水的充分混合，有利于消除水包粉（鱼眼）；

3. 本实用新型中水粉混合器的喷粉管可以进行调节，现场实时、快速、连续大排量混配的灵活性和压裂液品质比以往有着较大幅度的提升；通过调节喷粉管与混合腔之间的相对位置以调节真空度，从而控制干粉的喷入压力和速度，使干粉的喷入均匀，从而可进一步消除水包粉，解决了以往传统配制时易形成大量水包粉（鱼眼）的缺点，提高压裂液品质；

4. 智能控制系统的应用可以降低人员的劳动强度并提高了配制作业的精准性，可以通过控制液压系统对其所驱动的各装置进行控制，在配制过程中，通过控制吸粉系统和液添泵可对干粉量和液添剂量实时进行调整，混配的数据能够实时显示并采集存储；

5. 本实用新型的控制室可通过起升装置控制其升高或降低，在作业过程中可随时调整，便于观察混合罐液面及混配状态；

6. 本实用新型中的上料系统可以将所需的粉料和各种添加剂通过上料平台从地面转移到粉料罐和添加剂箱的加料口处，降低了人员的劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型的外形结构主视图；

图2为本实用新型的外形结构俯视图；

图3为本实用新型中水粉混合器的结构示意图。

图中：1-汽车底盘；2-副车架；3-液压系统；4-柴油机；5-混合罐；6-搅拌装置；7-排液泵；8-水粉混合器；9-喷射离心泵；10-控制室；11-起升装置；12-吸粉系统；13-粉料罐总成；14-粉料输送系统；15-液添泵；16-燃油系统；17-联泵装置；18-供液泵；19-智能控制系统；20-上料系统；21-混合腔；22-入水管；23-喷粉管；24-调节固定螺母；25-连接螺母；26-入粉管；27-入水口；28-进粉口；29-密封圈。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

如图1-图3所示，一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，包括汽车底盘1、副车架2、液压系统3、混合罐5、排液泵7、水粉混合器8、液添泵15和供液泵18，副车架2固定在汽车底盘1上，液压系统3、混合罐5、水粉混合器8和供液泵18均固定在副车架2上；还包括粉料罐总成13、粉料输送系统14、吸粉系统12、喷射离心泵9和搅拌装置6，供液泵18的排出管汇分为两路，分别为第一排出管汇和第二排出管汇，供液泵18的第一排出管汇、喷射离心泵9、水粉混合器8依次相连，供液泵18的第二排出管汇通过流量调节阀与混合罐5相连，水粉混合器8与混合罐5相连，搅拌装置6设在混合罐5中，粉料罐总成13包括粉料罐和添加剂箱，粉料罐依次通过粉料输送系统14、吸粉系统12与水粉混合器8相连，添加剂箱、液添泵15、排液泵7的吸入管线依次相连，混合罐5与排液泵7的吸入管线相连；供液泵18、排液泵7、液添泵15、喷射离心泵9、搅拌装置6和粉料输送系统14分别与液压系统3相连。

水粉混合器8包括混合腔21、入水管22、喷粉管23和入粉管26，入水管22一端与混合腔21相接连通，入水管22另一端管口内嵌套有喷粉管23，喷粉管23与入水管22之间设有密封圈29，入水管22侧部设有入水口27，喷粉管23与混合腔21相连通，入粉管26与喷粉管23相接连通；混合腔21出口与混合罐5入口通过卡箍相连，入水管22的入水口27与喷射离心泵9通过卡箍相连，入粉管26的进粉口28与吸粉系统12的出粉口通过软管相连。

喷粉管23与入水管22活动连接。入水管22另一端管口处设有调节固定螺母24，喷粉管23与调节固定螺母24通过螺纹连接。

还包括控制室10，控制室10内设有智能控制系统19，智能控制系统19与液压系统3相连。

还包括起升装置11，起升装置11与控制室10相连，起升装置11与液压系统3相连。

还包括上料系统20，上料系统20与粉料罐总成13相连，上料系统20包括上料油缸和上料平台，上料油缸与液压系统3相连。

还包括柴油机4、燃油系统16和联泵装置17，燃油系统16、柴油机4、联泵装置17、液压系统3依次相连。

柴油机4、搅拌装置6、喷射离心泵9、控制室10、起升装置11、吸粉系统12、粉料罐总成13、粉料输送系统14、燃油系统16、联泵装置17和上料系统20均固定在副车架2上。

排液泵7和供液泵18分别对称安装在汽车底盘1两侧，液添泵15设有多台且对称安装在汽车底盘1尾部的两侧。

喷粉管23与入粉管26通过连接螺母25相连。

本实用新型作为压裂施工作业中快速、连续大排量配制压裂液的专用设备，通过在控制室10里操作智能控制系统19，上料系统20的上料平台将所需的粉料和各种添加剂从地面运移到粉料罐总成13的加料口处并由施工人员配合加入，柴油机4驱动联泵装置17，联泵装置17给液压系统3的液压泵提供动力。清水由供液泵18的吸入口进入，供液泵18排出有一定压力的清水，一部分通过供液泵18的第一排出管汇经喷射离心泵9加压后进入水粉混合器8的入水口27，在带压液体的作用下与混合腔21的内部形成真空，通过粉料输送系统14将粉料罐总成13里的干粉经由吸粉系统12的出粉口送到入粉管26的进粉口28，并在混合腔21内部真空负压的作用下把干粉经入粉管26、喷粉管23吸入混合腔21与清水进行初次混配，初次混配的液体进入混合罐5，在混合罐5中由搅拌装置6进行搅拌进行二次混配，二次混配能够保证瓜胶粉、浓缩添加剂和水的充分混合；另一部分清水经供液泵18的第二排出管汇进入混合罐5，与高浓度粉水液混合。液添泵15将液体添加剂泵送至排液泵7的吸入管线，混合罐5中的粉水液也进入排液泵7的吸入管线，液体添加剂与粉水液再次混合，形成均匀的压裂基液，然后由排液泵7排至下游设备，进行井场的施工作业，从而完成压裂液的配制完成。

水粉混合器8的喷粉管23采用可以调节的方式，根据初次混配压裂液的均匀程度，喷粉管23可以通过螺纹旋进或旋出进行调节，直到混配的压裂液较为理想为止，喷粉管23与调节固定螺母24通过螺纹固定。喷粉管23也可以采用液压或电动执行调节结构。可调节的喷粉管23与可以保证配置出更为高效合格的压裂液。

本实用新型是一种能够移动的、可以快速、连续大排量配制压裂液的混配车，该混配车在作业现场即可实时连续的按需混配，混配的灵活性和压裂液品质较以往得效果有着较大幅度的提升，二次混配能够保证瓜胶粉、浓缩添加剂和水的充分混合,智能控制系统19的应用在降低人员劳动强度的同时，更进一步提高了配制作业的精准性，适合陆地油气田、页岩气和煤层气大、中型压裂施工作业的需要。随着油服公司作业区域的扩展，大规模、超大规模压裂施工作业的增多，快速、连续大排量的混配车正成为油田开发过程中的主要设备，按需配制压裂液的作业理念也更加符合低油价背景下油服公司对于低成本的需求。

Claims (10)

1.一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，包括汽车底盘、副车架、液压系统、混合罐、排液泵、水粉混合器、液添泵和供液泵，所述副车架固定在汽车底盘上，所述液压系统、混合罐、水粉混合器和供液泵均固定在副车架上；其特征在于：还包括粉料罐总成（13）、粉料输送系统（14）、吸粉系统（12）、喷射离心泵（9）和搅拌装置（6），所述供液泵（18）的排出管汇分为两路，分别为第一排出管汇和第二排出管汇，供液泵（18）的第一排出管汇、喷射离心泵（9）、水粉混合器（8）依次相连，供液泵（18）的第二排出管汇通过流量调节阀与混合罐（5）相连，水粉混合器（8）与混合罐（5）相连，所述搅拌装置（6）设在混合罐（5）中，所述粉料罐总成（13）包括粉料罐和添加剂箱，所述粉料罐依次通过粉料输送系统（14）、吸粉系统（12）与水粉混合器（8）相连，所述添加剂箱、液添泵（15）、排液泵（7）的吸入管线依次相连，混合罐（5）与排液泵（7）的吸入管线相连；所述供液泵（18）、排液泵（7）、液添泵（15）、喷射离心泵（9）、搅拌装置（6）和粉料输送系统（14）分别与液压系统（3）相连。

2.根据权利要求1所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：所述水粉混合器（8）包括混合腔（21）、入水管（22）、喷粉管（23）和入粉管（26），所述入水管（22）一端与混合腔（21）相接连通，入水管（22）另一端管口内嵌套有喷粉管（23），喷粉管（23）与入水管（22）之间设有密封圈（29），入水管（22）侧部设有入水口（27），喷粉管（23）与混合腔（21）相连通，所述入粉管（26）与喷粉管（23）相接连通；混合腔（21）出口与混合罐（5）入口相连，入水管（22）的入水口（27）与喷射离心泵（9）相连，入粉管（26）的进粉口（28）与吸粉系统（12）的出粉口相连。

3.根据权利要求2所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：所述喷粉管（23）与入水管（22）活动连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：所述入水管（22）另一端管口处设有调节固定螺母（24），所述喷粉管（23）与调节固定螺母（24）通过螺纹连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：还包括控制室（10），所述控制室（10）内设有智能控制系统（19），智能控制系统（19）与液压系统（3）相连。

6.根据权利要求5所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：还包括起升装置（11），所述起升装置（11）与控制室（10）相连，起升装置（11）与液压系统（3）相连。

7.根据权利要求6所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：还包括上料系统（20），所述上料系统（20）与粉料罐总成（13）相连，上料系统（20）包括上料油缸和上料平台，上料油缸与液压系统（3）相连。

8.根据权利要求7所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：还包括柴油机（4）、燃油系统（16）和联泵装置（17），所述燃油系统（16）、柴油机（4）、联泵装置（17）、液压系统（3）依次相连。

9.根据权利要求8所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：所述柴油机（4）、搅拌装置（6）、喷射离心泵（9）、控制室（10）、起升装置（11）、吸粉系统（12）、粉料罐总成（13）、粉料输送系统（14）、燃油系统（16）、联泵装置（17）和上料系统（20）均固定在副车架（2）上。

10.根据权利要求9所述的一种用于压裂施工作业中配制压裂液的混配车，其特征在于：所述排液泵（7）和供液泵（18）分别对称安装在汽车底盘（1）两侧，所述液添泵（15）设有多台且对称安装在汽车底盘（1）尾部的两侧。

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