一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及其工作方法
【專利摘要】一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，包括壓裂材料攪拌罐、在所述壓裂材料攪拌罐的軸向兩端分別設(shè)置有進(jìn)料口和出料口、纖維計(jì)量輸送裝置、水溶性支撐劑輸料腔、在所述進(jìn)料口設(shè)置有進(jìn)液泵，所述進(jìn)液泵通過(guò)第一電磁流量計(jì)和壓裂液輸送管道與所述進(jìn)料口相連；在所述出料口設(shè)置有輸出泵，所述輸出泵通過(guò)第二電磁流量計(jì)與外部混砂車相連。本發(fā)明所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可系統(tǒng)地、安全地完成“支撐劑蚓孔式鋪置壓裂技術(shù)”的現(xiàn)場(chǎng)施工，有利于該種新型壓裂技術(shù)的推廣；奔發(fā)明基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，可在一定程度上減少壓裂施工人員以及降低施工的危險(xiǎn)性。
【專利說(shuō)明】一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及其工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及其工作方法，屬于石油開(kāi)米的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的低滲透、特低滲透、非常規(guī)油氣藏分布廣泛，擁有較大的開(kāi)發(fā)潛力。但由于其低孔、低滲等特征，油、氣在儲(chǔ)層基質(zhì)中的滲流阻力極大，通常使用常規(guī)的壓裂增產(chǎn)改造技術(shù)并不能達(dá)到令人滿意的生產(chǎn)狀態(tài)，必須探索研究新型的壓裂改造工藝，增加油氣滲流通道、減小滲流阻力以實(shí)現(xiàn)低滲油氣藏的經(jīng)濟(jì)有效開(kāi)采。
[0003]針對(duì)上述情況，國(guó)內(nèi)近幾年分別研制出通道壓裂技術(shù):如中國(guó)專利CN103306659A公開(kāi)的一種實(shí)現(xiàn)超高導(dǎo)流能力的壓裂工藝、中國(guó)專利CN102865061A公開(kāi)支撐劑的蜂窩式鋪置方法及應(yīng)用、以及支撐劑蚓孔式鋪置壓裂技術(shù)。
[0004]其中所述支撐劑蚓孔式鋪置壓裂技術(shù)，其綜合應(yīng)用通道壓裂技術(shù)、纖維材料及水溶性材料形成多條錯(cuò)綜復(fù)雜的束狀孔道作為油氣流動(dòng)的主要通道，其中纖維材料的使用有助于提高壓裂液的攜砂作用，而水溶性支撐劑在裂縫內(nèi)部遇水溶解后有利于縫內(nèi)束狀孔道的形成，束狀通道可大幅度提高裂縫導(dǎo)流能力，減小油氣滲流阻力，也有助于壓裂液以及壓碎支撐劑顆粒的有效返排，從而是一種有效地開(kāi)采低孔(特)低滲透油氣藏的新型壓裂技術(shù)。
[0005]但是目前，我國(guó)市場(chǎng)上并沒(méi)有一種專門針對(duì)于“支撐劑蚓孔式鋪置壓裂技術(shù)”的壓裂施工設(shè)備，這將對(duì)今后該種新型的壓裂技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)施工及推廣帶來(lái)諸多不便。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備。該設(shè)備可系統(tǒng)地完成以下操作:①纖維材料的計(jì)量與分散、②水溶性支撐劑的計(jì)量與自動(dòng)添加、③壓裂液的計(jì)量與輸送、④常規(guī)支撐劑的計(jì)量與添加、⑤壓裂材料全部混合入井、⑥同步遠(yuǎn)程自動(dòng)操控作業(yè)。
[0007]本發(fā)明還提供一種上述設(shè)備的工作方法。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案在于:
[0009]一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，包括壓裂材料攪拌罐、在所述壓裂材料攪拌罐的軸向兩端分別設(shè)置有進(jìn)料口和出料口 ；在所述壓裂材料攪拌罐的頂部、且靠近進(jìn)料口的一側(cè)設(shè)置有纖維計(jì)量輸送裝置；在所述壓裂材料攪拌罐的頂部、且靠近出料口的一側(cè)設(shè)置有水溶性支撐劑輸料腔；
[0010]在所述進(jìn)料口設(shè)置有進(jìn)液泵，所述進(jìn)液泵通過(guò)第一電磁流量計(jì)和壓裂液輸送管道與所述進(jìn)料口相連；
[0011]在所述出料口設(shè)置有輸出泵，所述輸出泵通過(guò)第二電磁流量計(jì)與外部混砂車相連；
[0012]所述壓裂材料攪拌罐中垂直于軸向方向設(shè)置有由第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一攪拌軸；
[0013]在所述第一攪拌軸上均勻分布有多條攪拌斜桿，所述攪拌斜桿與所述第一攪拌軸之間的夾角90° ;
[0014]所述纖維計(jì)量輸送裝置為中國(guó)專利CN102536188B所公開(kāi)的一種應(yīng)用在油氣井纖維輔助壓裂過(guò)程中的纖維輸送裝置；
[0015]在所述纖維計(jì)量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔內(nèi)分別設(shè)置有控制開(kāi)關(guān)和光電傳感器，用于控制向所述壓裂材料攪拌罐內(nèi)注入物料的量。
[0016]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述壓裂材料攪拌罐中固定設(shè)置有漏斗，所述漏斗的上邊緣與所述壓裂材料攪拌罐的上端相連，所述漏斗的底部通孔套設(shè)在所述第一攪拌軸上部的攪拌斜桿的外徑。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，采用漏斗引導(dǎo)纖維和水溶性支撐劑在漏斗內(nèi)混合，并在漏斗的底部經(jīng)攪拌斜桿充分?jǐn)嚢杌旌虾笤俳?jīng)漏斗與攪拌罐內(nèi)的壓裂液材料混合，提高壓裂物料混合的均勻度。
[0017]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述漏斗為圓錐形狀；在所述漏斗的上端設(shè)置有一圈傾斜沿，該傾斜沿圍城所述漏斗上方的喇叭狀開(kāi)口 ；在所述漏斗與壓裂材料攪拌罐側(cè)壁之間設(shè)置有多個(gè)支撐塊。此處設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，所述支撐塊有利于實(shí)現(xiàn)對(duì)漏斗的固定，提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性；所述傾斜沿的優(yōu)點(diǎn)在于喇叭狀開(kāi)口的設(shè)計(jì)更易于攪拌罐上方的纖維材料和水溶性材料落入漏斗內(nèi)部完成首先混合。
[0018]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述漏斗的高度0.3-0.8m，厚度0.5-3.0cm ;所述傾斜沿與水平方向夾角10-40°，高度0.1-0.4m ;在所述漏斗與壓裂材料攪拌罐側(cè)壁之間設(shè)置有4個(gè)支撐塊，所述支撐塊長(zhǎng)度0.2-0.4m,寬度3-lOcm。
[0019]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述設(shè)備還包括遠(yuǎn)程控制面板，該控制面板通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集第一電磁流量計(jì)和第二電磁流量計(jì)的流量數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)控制所述纖維計(jì)量輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入纖維速度和總量、實(shí)時(shí)控制所述水溶性支撐劑輸料腔向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入水溶性支撐劑速度和總量；所述控制面板還用于遠(yuǎn)程啟動(dòng)或停止進(jìn)液泵和輸出栗。
[0020]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述纖維計(jì)量輸送裝置內(nèi)設(shè)置有第一控制開(kāi)關(guān)和光電傳感器，所述第一控制開(kāi)關(guān)受控于所述遠(yuǎn)程控制面板，用于實(shí)時(shí)控制所述纖維計(jì)量輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入纖維；所述光電傳感器向所述遠(yuǎn)程控制面板實(shí)時(shí)傳輸纖維的速度和總量。
[0021 ] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，在所述水溶性支撐劑輸料腔內(nèi)設(shè)置有第二控制開(kāi)關(guān)和光電傳感器，所述第二控制開(kāi)關(guān)受控于所述遠(yuǎn)程控制面板，用于實(shí)時(shí)控制所述水溶性支撐劑輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入水溶性支撐劑；所述光電傳感器向所述遠(yuǎn)程控制面板實(shí)時(shí)傳輸水溶性支撐劑的速度和總量。
[0022]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述遠(yuǎn)程控制面板還用于遠(yuǎn)程設(shè)定施工泵入程序，進(jìn)而控制施工時(shí)泵入順序、泵入物料及控制泵入物料用量。
[0023]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述纖維計(jì)量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔均為圓臺(tái)形腔體結(jié)構(gòu)；在所述纖維計(jì)量輸送裝置的底部設(shè)置有用于在壓裂材料攪拌罐內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的裝置。
[0024]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述纖維計(jì)量輸送裝置上設(shè)置有纖維質(zhì)量計(jì)量刻度尺；在所述水溶性支撐劑輸料腔上設(shè)置有水溶性支撐劑體積計(jì)量刻度尺；在所述壓裂材料攪拌罐上分別設(shè)置有紅外線液位計(jì)、清洗口和底部支撐架。施工完畢后可打開(kāi)清洗口，清理殘余的壓裂液及支撐劑，以保證罐內(nèi)清潔；該攪拌罐壁面安裝液位計(jì)紅外線裝置，可清晰地觀察攪拌罐內(nèi)部液位；此外所述攪拌罐左右兩端分別與壓裂液輸送管線相連，頂部與纖維材料輸料腔和水溶性支撐劑輸料腔分別相通，底部由兩根圓柱形支架支撐。
[0025]一種上述設(shè)備的工作方法，包括步驟如下:
[0026]I)布置壓裂施工現(xiàn)場(chǎng)，連接所述設(shè)備的所有施工管線；
[0027]2)啟動(dòng)所述纖維計(jì)量輸送裝置，纖維在負(fù)壓的作用下流入所述壓裂材料攪拌罐，纖維流入的速度范圍是0.l-20000g/min ；
[0028]3)啟動(dòng)水溶性支撐劑地面螺旋輸送裝置，將水溶性支撐劑沿進(jìn)料口加入所述壓裂材料攪拌罐內(nèi)，加入速度范圍是0.1-1OmVmin ；
[0029]4)通過(guò)所述遠(yuǎn)程控制面板設(shè)定纖維和水溶性支撐劑的添加速度和總量；通過(guò)所述纖維質(zhì)量計(jì)量刻度尺和水溶性支撐劑體積計(jì)量刻度尺觀察物理的添加狀態(tài)，同時(shí)利用光電傳感器將添加物料的速度與添加總量返回至所述遠(yuǎn)程控制面板，最終與所述設(shè)定的添加速度和總量進(jìn)行實(shí)時(shí)比較、調(diào)整，直至與設(shè)定的添加速度和總量一致；
[0030]5)在遠(yuǎn)程控制面板上的啟動(dòng)進(jìn)液泵，壓裂液流經(jīng)第一電磁流量計(jì)進(jìn)入壓裂材料攪拌罐內(nèi)，遠(yuǎn)程控制面板上實(shí)時(shí)顯示壓裂液的流入速度；
[0031]6)啟動(dòng)第一電機(jī)，帶動(dòng)第一攪拌軸和攪拌斜桿高速旋轉(zhuǎn)，使壓裂材料攪拌罐內(nèi)的壓裂液與纖維和水溶性支撐劑混合；
[0032]7)觀察紅外線液位計(jì)，當(dāng)壓裂材料攪拌罐中充滿適量的壓裂液后，通過(guò)遠(yuǎn)程控制面板啟動(dòng)輸出泵，使壓裂材料攪拌罐內(nèi)的混合物料經(jīng)第二電磁流量計(jì)流入混砂車并泵入井內(nèi)，在所述遠(yuǎn)程控制面板上實(shí)時(shí)顯示壓裂液的輸出速度；
[0033]8)重復(fù)步驟I)-7)完成多個(gè)脈沖加砂，直到施工全部完成后，通過(guò)遠(yuǎn)程控制面板遠(yuǎn)程停止進(jìn)液泵和輸出泵工作，關(guān)閉纖維計(jì)量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔，壓裂施工完成。
[0034]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0035]本發(fā)明所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備可系統(tǒng)地、安全地完成“支撐劑蚓孔式鋪置壓裂技術(shù)”的現(xiàn)場(chǎng)施工，有利于該種新型壓裂技術(shù)的推廣；奔發(fā)明基本上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，可在一定程度上減少壓裂施工人員以及降低施工的危險(xiǎn)性。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是本發(fā)明所述設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]在圖1中，I纖維計(jì)量輸送裝置；2纖維質(zhì)量計(jì)量刻度尺；3第一控制開(kāi)關(guān)；4水溶性支撐劑輸料腔；5水溶性支撐劑體積計(jì)量刻度尺；6水溶性的進(jìn)料口 ；7第二控制開(kāi)關(guān)；8壓裂材料攪拌罐；9第一攪拌軸；10攪拌斜桿；11紅外線液位計(jì)；12第一電機(jī)；13清洗口 ；14底部支撐架；15進(jìn)液泵；16壓裂液輸送管道；17第一電磁流量計(jì)；18輸出泵；19第二電磁流量計(jì)；20混砂車；21光電傳感器；22用于在壓裂材料攪拌罐內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的裝置；23纖維地面螺旋輸送裝置；24水溶性支撐劑地面螺旋輸送裝置；25、漏斗；26、傾斜沿；27、支撐塊。其中，纖維計(jì)量輸送裝置內(nèi)部詳細(xì)結(jié)構(gòu)見(jiàn)中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 102536188B。
[0038]圖2是壓裂材料攪拌罐內(nèi)漏斗的俯視圖；
[0039]圖3是遠(yuǎn)程控制面板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明，但不限于此。
[0041]以下實(shí)施例中所選用的纖維，其直徑范圍是1-200 μ m，其長(zhǎng)度范圍是l_30mm ;所用水溶性支撐劑粒徑0.4?0.9mm ;普通支撐劑粒徑20?100目；壓裂液采用現(xiàn)有技術(shù)的胍膠壓裂液。
[0042]實(shí)施例1、
[0043]一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，包括壓裂材料攪拌罐8、在所述壓裂材料攪拌罐8的軸向兩端分別設(shè)置有進(jìn)料口和出料口 ；在所述壓裂材料攪拌罐8的頂部、且靠近進(jìn)料口的一側(cè)設(shè)置有纖維計(jì)量輸送裝置I ;在所述壓裂材料攪拌罐8的頂部、且靠近出料口的一側(cè)設(shè)置有水溶性支撐劑輸料腔4 ;
[0044]在所述進(jìn)料口設(shè)置有進(jìn)液泵15，所述進(jìn)液泵15通過(guò)第一電磁流量計(jì)17和壓裂液輸送管道與所述進(jìn)料口相連；
[0045]在所述出料口設(shè)置有輸出泵18，所述輸出泵18通過(guò)第二電磁流量計(jì)17與外部混砂車20相連；
[0046]所述壓裂材料攪拌罐8中垂直于軸向方向設(shè)置有由第一電機(jī)12驅(qū)動(dòng)的第一攪拌軸9 ;
[0047]在所述第一攪拌軸9上均勻分布有多條攪拌斜桿10，所述攪拌斜桿10與所述第一攪拌軸9之間的夾角90° ;
[0048]在所述壓裂材料攪拌罐8中固定設(shè)置有漏斗25，所述漏斗25的上邊緣與所述壓裂材料攪拌罐8的上端相連，所述漏斗25的底部通孔套設(shè)在所述第一攪拌軸9上部的攪拌斜桿10的外徑。
[0049]所述漏斗25為圓錐形狀；在所述漏斗25的上端設(shè)置有一圈傾斜沿26，該傾斜沿26圍城所述漏斗上方的喇叭狀開(kāi)口 ；在所述漏斗25與壓裂材料攪拌罐8側(cè)壁之間設(shè)置有多個(gè)支撐塊27。
[0050]所述漏斗25的高度0.3-0.8m，厚度0.5-3.0cm ;所述傾斜沿26與水平方向夾角10-40°，高度0.1-0.4m ;在所述漏斗25與壓裂材料攪拌罐8側(cè)壁之間設(shè)置有4個(gè)支撐塊27，所述支撐塊27長(zhǎng)度0.2-0.4m,寬度3-lOcm。
[0051]所述纖維計(jì)量輸送裝置I為中國(guó)專利CN102536188B所公開(kāi)的一種應(yīng)用在油氣井纖維輔助壓裂過(guò)程中的纖維輸送裝置；
[0052]在所述纖維計(jì)量輸送裝置I和水溶性支撐劑輸料腔4內(nèi)分別設(shè)置有控制開(kāi)關(guān)和光電傳感器，用于控制向所述壓裂材料攪拌罐內(nèi)注入物料的量。
[0053]所述第一攪拌軸的轉(zhuǎn)速為300轉(zhuǎn)/min-1000轉(zhuǎn)/min ；
[0054]所述壓裂材料攪拌罐的半徑為0.5-1.0m。
[0055]所述攪拌斜桿的數(shù)量為6-12個(gè)，攪拌斜桿的長(zhǎng)度范圍是15-45cm。
[0056]所述進(jìn)液口與所述壓裂材料攪拌罐底部的垂直高度為0.5-1.75m，所述輸出口距壓裂材料攪拌罐底部的垂直高度為0.01-0.5m。
[0057]實(shí)施例2、
[0058]如實(shí)施例1所述的設(shè)備還包括遠(yuǎn)程控制面板，該控制面板通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集第一電磁流量計(jì)17和第二電磁流量計(jì)19的流量數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)控制所述纖維計(jì)量輸送裝置I向壓裂材料攪拌罐8內(nèi)輸入纖維速度和總量、實(shí)時(shí)控制所述水溶性支撐劑輸料腔4向壓裂材料攪拌罐8內(nèi)輸入水溶性支撐劑速度和總量；所述控制面板還用于遠(yuǎn)程啟動(dòng)或停止進(jìn)液泵15和輸出泵18。
[0059]在所述纖維計(jì)量輸送裝置I內(nèi)設(shè)置有第一控制開(kāi)關(guān)3和光電傳感器，所述第一控制開(kāi)關(guān)3受控于所述遠(yuǎn)程控制面板，用于實(shí)時(shí)控制所述纖維計(jì)量輸送裝置I向壓裂材料攪拌罐8內(nèi)輸入纖維；所述光電傳感器向所述遠(yuǎn)程控制面板實(shí)時(shí)傳輸纖維的速度和總量。
[0060]在所述水溶性支撐劑輸料腔4內(nèi)設(shè)置有第二控制開(kāi)關(guān)7和光電傳感器，所述第二控制開(kāi)關(guān)7受控于所述遠(yuǎn)程控制面板，用于實(shí)時(shí)控制所述水溶性支撐劑輸送裝置向壓裂材料攪拌罐8內(nèi)輸入水溶性支撐劑；所述光電傳感器向所述遠(yuǎn)程控制面板實(shí)時(shí)傳輸水溶性支撐劑的速度和總量。
[0061]所述遠(yuǎn)程控制面板還用于遠(yuǎn)程設(shè)定施工泵入程序，進(jìn)而控制施工時(shí)泵入順序、泵入物料及控制泵入物料用量。
[0062]所述纖維計(jì)量輸送裝置I和水溶性支撐劑輸料腔4均為圓臺(tái)形腔體結(jié)構(gòu)；在所述纖維計(jì)量輸送裝置的底部設(shè)置有用于在壓裂材料攪拌罐內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的裝置22。所述圓臺(tái)形腔體結(jié)構(gòu)的小端直徑10_30cm、大端直徑30_75cm、高度是50_80cm。
[0063]所述纖維計(jì)量輸送裝置I上設(shè)置有纖維質(zhì)量計(jì)量刻度尺2 ;在所述水溶性支撐劑輸料腔4上設(shè)置有水溶性支撐劑體積計(jì)量刻度尺5 ;在所述壓裂材料攪拌罐8上分別設(shè)置有紅外線液位計(jì)11、清洗口 13和底部支撐架14。
[0064]實(shí)施例3、
[0065]一種如實(shí)施例2所述設(shè)備的工作方法，包括步驟如下:
[0066]I)布置壓裂施工現(xiàn)場(chǎng)，連接所述設(shè)備的所有施工管線；
[0067]2)啟動(dòng)所述纖維計(jì)量輸送裝置1，纖維在負(fù)壓的作用下流入所述壓裂材料攪拌罐8，纖維流入的速度范圍是0.l-20000g/min ；
[0068]3)啟動(dòng)水溶性支撐劑地面螺旋輸送裝置，將水溶性支撐劑沿進(jìn)料口加入所述壓裂材料攪拌罐8內(nèi)，加入速度范圍是0.1-1OmVmin ；
[0069]4)通過(guò)所述遠(yuǎn)程控制面板設(shè)定纖維和水溶性支撐劑的添加速度和總量；通過(guò)所述纖維質(zhì)量計(jì)量刻度尺2和水溶性支撐劑體積計(jì)量刻度尺5觀察物理的添加狀態(tài)，同時(shí)利用光電傳感器將添加物料的速度與添加總量返回至所述遠(yuǎn)程控制面板，最終與所述設(shè)定的添加速度和總量進(jìn)行實(shí)時(shí)比較、調(diào)整，直至與設(shè)定的添加速度和總量一致；
[0070]5)在遠(yuǎn)程控制面板上的啟動(dòng)進(jìn)液泵，壓裂液流經(jīng)第一電磁流量計(jì)17進(jìn)入壓裂材料攪拌罐8內(nèi)，遠(yuǎn)程控制面板上實(shí)時(shí)顯示壓裂液的流入速度；
[0071]6)啟動(dòng)第一電機(jī)12，帶動(dòng)第一攪拌軸9和攪拌斜桿10高速旋轉(zhuǎn)，使壓裂材料攪拌罐8內(nèi)的壓裂液與纖維和水溶性支撐劑混合；
[0072]7)觀察紅外線液位計(jì)11，當(dāng)壓裂材料攪拌罐8中充滿適量的壓裂液后，通過(guò)遠(yuǎn)程控制面板啟動(dòng)輸出泵18，使壓裂材料攪拌罐8內(nèi)的混合物料經(jīng)第二電磁流量計(jì)19流入混砂車20并泵入井內(nèi)，在所述遠(yuǎn)程控制面板上實(shí)時(shí)顯示壓裂液的輸出速度；
[0073]8)重復(fù)步驟I)-7)完成多個(gè)脈沖加砂，直到施工全部完成后，通過(guò)遠(yuǎn)程控制面板遠(yuǎn)程停止進(jìn)液泵和輸出泵工作，關(guān)閉纖維計(jì)量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔，壓裂施工完成。
【權(quán)利要求】
1.一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，該設(shè)備包括壓裂材料攪拌罐、在所述壓裂材料攪拌罐的軸向兩端分別設(shè)置有進(jìn)料口和出料口 ；在所述壓裂材料攪拌罐的頂部、且靠近進(jìn)料口的一側(cè)設(shè)置有纖維計(jì)量輸送裝置；在所述壓裂材料攪拌罐的頂部、且靠近出料口的一側(cè)設(shè)置有水溶性支撐劑輸料腔； 在所述進(jìn)料口設(shè)置有進(jìn)液泵，所述進(jìn)液泵通過(guò)第一電磁流量計(jì)和壓裂液輸送管道與所述進(jìn)料口相連； 在所述出料口設(shè)置有輸出泵，所述輸出泵通過(guò)第二電磁流量計(jì)與外部混砂車相連； 所述壓裂材料攪拌罐中垂直于軸向方向設(shè)置有由第一電機(jī)驅(qū)動(dòng)的第一攪拌軸； 在所述第一攪拌軸上均勻分布有多條攪拌斜桿，所述攪拌斜桿與所述第一攪拌軸之間的夾角90° ; 所述纖維計(jì)量輸送裝置為中國(guó)專利CN102536188B所公開(kāi)的一種應(yīng)用在油氣井纖維輔助壓裂過(guò)程中的纖維輸送裝置； 在所述纖維計(jì)量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔內(nèi)分別設(shè)置有控制開(kāi)關(guān)和光電傳感器，用于控制向所述壓裂材料攪拌罐內(nèi)注入物料的量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，在所述壓裂材料攪拌罐中固定設(shè)置有漏斗，所述漏斗的上邊緣與所述壓裂材料攪拌罐的上端相連，所述漏斗的底部通孔套設(shè)在所述第一攪拌軸上部的攪拌斜桿的外徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，所述漏斗為圓錐形狀；在所述漏斗的上端設(shè)置有一圈傾斜沿，該傾斜沿圍城所述漏斗上方的喇叭狀開(kāi)口 ；在所述漏斗與壓裂材料攪拌罐側(cè)壁之間設(shè)置有多個(gè)支撐塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，所述漏斗的高度0.3-0.8m，厚度0.5-3.0cm;所述傾斜沿與水平方向夾角10-40°，高度0.1-0.4m ;在所述漏斗與壓裂材料攪拌罐側(cè)壁之間設(shè)置有4個(gè)支撐塊，所述支撐塊長(zhǎng)度0.2~0.4m,寬度 3_10cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括遠(yuǎn)程控制面板，該控制面板通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集第一電磁流量計(jì)和第二電磁流量計(jì)的流量數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)控制所述纖維計(jì)量輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入纖維速度和總量、實(shí)時(shí)控制所述水溶性支撐劑輸料腔向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入水溶性支撐劑速度和總量；所述控制面板還用于遠(yuǎn)程啟動(dòng)或停止進(jìn)液泵和輸出泵。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，在所述纖維計(jì)量輸送裝置內(nèi)設(shè)置有第一控制開(kāi)關(guān)和光電傳感器，所述第一控制開(kāi)關(guān)受控于所述遠(yuǎn)程控制面板，用于實(shí)時(shí)控制所述纖維計(jì)量輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入纖維；所述光電傳感器向所述遠(yuǎn)程控制面板實(shí)時(shí)傳輸纖維的速度和總量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，在所述水溶性支撐劑輸料腔內(nèi)設(shè)置有第二控制開(kāi)關(guān)和光電傳感器，所述第二控制開(kāi)關(guān)受控于所述遠(yuǎn)程控制面板，用于實(shí)時(shí)控制所述水溶性支撐劑輸送裝置向壓裂材料攪拌罐內(nèi)輸入水溶性支撐劑；所述光電傳感器向所述遠(yuǎn)程控制面板實(shí)時(shí)傳輸水溶性支撐劑的速度和總量；所述遠(yuǎn)程控制面板還用于遠(yuǎn)程設(shè)定施工泵入程序，進(jìn)而控制施工時(shí)泵入順序、泵入物料及控制泵入物料用量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，所述纖維計(jì)量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔均為圓臺(tái)形腔體結(jié)構(gòu)；在所述纖維計(jì)量輸送裝置的底部設(shè)置有用于在壓裂材料攪拌罐內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓的裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于支撐劑蚓孔式鋪置壓裂過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，其特征在于，所述纖維計(jì)量輸送裝置上設(shè)置有纖維質(zhì)量計(jì)量刻度尺；在所述水溶性支撐劑輸料腔上設(shè)置有水溶性支撐劑體積計(jì)量刻度尺；在所述壓裂材料攪拌罐上分別設(shè)置有紅外線液位計(jì)、清洗口和底部支撐架。
10.一種如權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述設(shè)備的工作方法，包括步驟如下: 1)布置壓裂施工現(xiàn)場(chǎng)，連接所述設(shè)備的所有施工管線； 2)啟動(dòng)所述纖維計(jì)量輸送裝置，纖維在負(fù)壓的作用下流入所述壓裂材料攪拌罐，纖維流入的速度范圍是0.l-20000g/min ； 3)啟動(dòng)水溶性支撐劑地面螺旋輸送裝置，將水溶性支撐劑沿進(jìn)料口加入所述壓裂材料攪拌罐內(nèi)，加入速度范圍是0.1-1OmVmin ； 4)通過(guò)所述遠(yuǎn)程控制面板設(shè)定纖維和水溶性支撐劑的添加速度和總量；通過(guò)所述纖維質(zhì)量計(jì)量刻度尺和水溶性支撐劑體積計(jì)量刻度尺觀察物理的添加狀態(tài)，同時(shí)利用光電傳感器將添加物料的速度與添加總量返回至所述遠(yuǎn)程控制面板，最終與所述設(shè)定的添加速度和總量進(jìn)行實(shí)時(shí)比較、調(diào)整，直至與設(shè)定的添加速度和總量一致； 5)在遠(yuǎn)程控制面板上的啟動(dòng)進(jìn)液泵，壓裂液流經(jīng)第一電磁流量計(jì)進(jìn)入壓裂材料攪拌罐內(nèi)，遠(yuǎn)程控制面板上實(shí)時(shí)顯示壓裂液的流入速度； 6)啟動(dòng)第一電機(jī)，帶動(dòng)第一攪拌軸和攪拌斜桿高速旋轉(zhuǎn)，使壓裂材料攪拌罐內(nèi)的壓裂液與纖維和水溶性支撐劑混合； 7)觀察紅外線液位計(jì)，當(dāng)壓裂材料攪拌罐中充滿適量的壓裂液后，通過(guò)遠(yuǎn)程控制面板啟動(dòng)輸出泵，使壓裂材料攪拌罐內(nèi)的混合物料經(jīng)第二電磁流量計(jì)流入混砂車并泵入井內(nèi)，在所述遠(yuǎn)程控制面板上實(shí)時(shí)顯示壓裂液的輸出速度； 8)重復(fù)步驟1)-7)完成多個(gè)脈沖加砂，直到施工全部完成后，通過(guò)遠(yuǎn)程控制面板遠(yuǎn)程停止進(jìn)液泵和輸出泵工作，關(guān)閉纖維計(jì)量輸送裝置和水溶性支撐劑輸料腔，壓裂施工完成。
【文檔編號(hào)】E21B43/267GK104389576SQ201410632824
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】許大星, 劉欣佳, 溫慶志 申請(qǐng)人:山東索普威石油技術(shù)有限責(zé)任公司, 中國(guó)石油大學(xué)(華東)