一種酸化壓裂液即配即用裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種酸化壓裂液即配即用裝置，包括混合罐，混合罐的入口端并聯(lián)有添加劑單元、稠化劑單元、酸液單元，出口端串聯(lián)有第一離心泵、第一緩沖罐、第二離心泵、第三氣動閘門、第二緩沖罐、第五氣動閘門和排出泵；酸液單元的出口端和混合罐入口端之間串聯(lián)有第一氣動閘門；酸液單元的出口端和排出泵的入口端之間并聯(lián)有第二氣動閘門；第一緩沖罐的出口端和排出泵的入口端之間并聯(lián)有第四氣動閘門；兩個緩沖罐內(nèi)分別設(shè)置有四個功能區(qū)，功能區(qū)內(nèi)設(shè)置有第一攪拌器和蛇形擋板。該裝置實現(xiàn)了酸液的即配即用，配制的酸液無分層、結(jié)塊現(xiàn)象，提高了配酸質(zhì)量。同時，該裝置可省去酸化過程中卸酸、配液的環(huán)節(jié)，提高酸化改造效果和作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本。
【專利說明】—種酸化壓裂液即配即用裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到油、氣井壓裂設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種酸化壓裂液即配即用裝置，是壓裂、酸化施工的重要設(shè)備之一。該裝置不僅可以完成酸化現(xiàn)場酸液的配制工作，而且可以與壓裂泵車相配合進行酸化改造施工。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，酸化改造已成為鄂爾多斯盆地下古儲層有效改造和增產(chǎn)的重要手段，而酸化壓裂液的質(zhì)量則直接決定改善地層滲透性的好壞，即影響改善地層的改造效果，因此，酸化壓裂液配制所用的裝置是酸化改造中的重點。
[0003]目前，酸化壓裂液配制過程中，大多采用人工手動加入各類添加劑，由于該種方式無法準確計量各添加劑的劑量，酸化效果也主要依靠現(xiàn)場配液工的經(jīng)驗去判斷，導致以下問題的出現(xiàn):1、酸化壓裂液內(nèi)懸浮有大量固體塊狀物；2、常規(guī)的配酸需要卸酸車、配酸車以及混砂車等多種酸化改造設(shè)備；3、配制好的酸化壓裂液經(jīng)常出現(xiàn)液體分層；4、由于酸化壓裂液需求量大，間歇式配液，需要大量的儲酸罐，壓裂設(shè)備成本高；5、配酸過程需要較多的人工操作，現(xiàn)場工作人員的勞動強度大；6、配酸中使用的濃鹽酸和氫氟酸都具有較強的揮發(fā)性和腐蝕性，現(xiàn)場存在很多安全隱患；7、因施工中有很多不確定因素，先配液后施工往往導致剩余液體的浪費；8、酸化壓裂液粘度較大，酸液輸送困難。上述問題造成在酸化施工過程中，壓裂泵車無法有效的提高施工排量，嚴重影響儲層改造的效果；給企業(yè)造成了嚴重的經(jīng)濟損失和人力、財力上的浪費。
[0004]針對上述問題3至問題8，專利號CN201410008693提出了 “一種酸化壓裂液連續(xù)混配供送裝置”，該裝置包括:清水輸入單元，用于定量定速供給清水；第一混合單元，與清水輸入單元連接，用于混合增稠劑和來自所述清水輸入單元的清水以獲得增稠劑預(yù)混溶液；整體混合單元，與所述第一混合單元連接，用于混合所述增稠劑預(yù)混溶液、酸液和各種液體添加劑以得到酸化壓裂液；發(fā)液單元，與所述整體混合單元連接，用于將來自所述整體混合單元的酸化壓裂液排出。
[0005]即先將水與酸液增稠劑進行混合，得到混合液，混合液再與原酸進行混合，得到酸化壓裂液，由于該方法是先將酸液增稠劑于水進行混合，因此可能導致增稠劑與水快速溶脹，從而無法很好地溶解在酸液內(nèi)，酸液內(nèi)形成較多的固體懸浮物，不適用與鄂爾多斯區(qū)塊的酸液體系。同時，該裝置僅能完成酸液配置工作而無法與壓裂泵車進行合作完成酸壓改造施工，且該裝置未解決問題2，增加了設(shè)備的使用率，進而給企業(yè)造成經(jīng)濟損失。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種酸化壓裂液即配即用裝置，以解決現(xiàn)有配酸過程中，酸液長時間放置易出現(xiàn)分層、結(jié)塊的問題，提高酸液質(zhì)量，省去酸化過程中卸酸、配液的環(huán)節(jié)，降低設(shè)備的使用率。
[0007]為此，本發(fā)明提供了一種酸化壓裂液即配即用裝置，包括混合罐，所述混合罐的入口端并聯(lián)有添加劑單元、稠化劑單元、酸液單元，出口端串聯(lián)有第一離心泵、第一緩沖罐、第二離心泵、第三氣動閘門、第二緩沖罐、第五氣動閘門和排出泵；
所述的酸液單元的出口端和混合罐入口端之間設(shè)有第一氣動閘門；
所述第一緩沖罐的出口端和排出泵的入口端通過設(shè)有第四氣動閘門的管線連接。
[0008]所述酸液單元的出口端和排出泵的入口端通過設(shè)有第二氣動閘門的管線連接。
[0009]所述的第一緩沖罐內(nèi)和第二緩沖罐內(nèi)分別設(shè)置有四個功能區(qū)，其中的第一功能區(qū)內(nèi)和第三功能區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有蛇形擋板，第二功能區(qū)內(nèi)和第四功能區(qū)內(nèi)分別設(shè)置有第一攪拌器。
[0010]所述添加劑單元包括依次串聯(lián)的添加劑容器和添加劑吸入泵。
[0011]所述稠化劑單元包括依次串聯(lián)的稠化劑容器、稠化劑吸入泵、稠化劑緩沖罐、稠化劑排出泵；
所述的稠化劑排出泵由第一稠化劑排出泵和第二稠化劑排出泵并聯(lián)組成。
[0012]所述酸液單元包括并聯(lián)的原酸單元和清水單元。
[0013]所述的原酸單元包括依次串聯(lián)的原酸罐、原酸吸入泵。
[0014]所述的清水單元包括依次串聯(lián)的清水罐、清水吸入泵。
[0015]所述稠化劑緩沖罐內(nèi)、混合罐內(nèi)設(shè)置有第二攪拌器。
[0016]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明提供的這種酸化壓裂液即配即用裝置，省去了酸化過程中卸酸、配液的環(huán)節(jié)，配制的酸化壓裂液無分層、結(jié)塊現(xiàn)象，有效的提高配酸質(zhì)量，減少酸液富裕準備量和現(xiàn)場設(shè)備及酸罐的占用量，提高酸化改造效果和作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本。
[0017]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是酸化壓裂液即配即用裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是第一緩沖罐內(nèi)和第二緩沖罐內(nèi)的四個功能區(qū)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖。
[0020]附圖標記說明:1、添加劑容器；2、稠化劑容器；3、原酸罐；4、清水罐；5、添加劑吸入泵；6、稠化劑吸入泵；7、原酸吸入泵；8、清水吸入泵；9、稠化劑緩沖罐；10、第一稠化劑排出泵；11、第二稠化劑排出泵；12、混合罐；13、第一緩沖罐；14、第二緩沖罐；15、第一離心泵；16、第二離心泵；17、排出泵；18、第一氣動閘門；19、第二氣動閘門；20、第三年氣動閘門；21、第四氣動閘門；22、第五氣動閘門；23、添加劑單元；24、稠化劑單元；25、酸液單元；251、原酸單元；252、清水單元；26、酸液入口 ；27、酸液出口 ；28、蛇形擋板；29、第一攪拌器；30、第一功能區(qū)；31、第二功能區(qū)；32、第三功能區(qū)；33、第四功能區(qū)。

【具體實施方式】
[0021]實施例1:
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種酸化壓裂液即配即用裝置，包括混合罐，所述混合罐的入口端并聯(lián)有添加劑單元23、稠化劑單元24、酸液單元25，出口端串聯(lián)有第一離心泵15、第一緩沖罐13、第二離心泵16、第三氣動閘門20、第二緩沖罐14、第五氣動閘門22和排出泵17 ;所述的酸液單元25和混合罐12入口端之間串聯(lián)有第一氣動閘門18 ;所述酸液單元25的出口端和排出泵17的入口端通過設(shè)有第二氣動閘門19的管線連接；所述第一緩沖罐13的出口端和排出泵17的入口端之通過設(shè)有第四氣動閘門21的管線連接；
如圖2所示，所述的第一緩沖罐13內(nèi)和第二緩沖罐14內(nèi)分別設(shè)置有四個功能區(qū)，為了使稠化劑在酸液中快速溶脹并增加液體緩沖時間，其中的第一功能區(qū)30內(nèi)和第三功能區(qū)32內(nèi)分別設(shè)置有蛇形擋板28，而為了加快稠化劑及其他液體添加劑的溶脹速度，第二功能區(qū)31內(nèi)和第四功能區(qū)33內(nèi)分別設(shè)置有第一攪拌器29，酸液從第一緩沖罐13的酸液入口26進入第一功能區(qū)30，經(jīng)過蛇形流動，進入第二功能區(qū)31，經(jīng)過第一攪拌器29的攪拌，酸液進入第三功能區(qū)32，再經(jīng)過蛇形流動，進入第四功能區(qū)33，經(jīng)第一攪拌器29攪拌，酸液從酸液出口 27輸出，經(jīng)第二離心泵16和第三氣動閘門20，進入第二緩沖罐14，由于第二緩沖罐14的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與第一緩沖罐13的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同，功能也相同，因此酸液在進入第二緩沖罐14后，經(jīng)過蛇形擋板28的蛇形流動和第一攪拌器29的攪拌，最終流入排出泵17，經(jīng)排出泵17供給壓裂泵車。
[0022]所述添加劑單元23包括依次串聯(lián)的添加劑容器I和添加劑吸入泵5。所述稠化劑單元24包括依次串聯(lián)的稠化劑容器2、稠化劑吸入泵6、稠化劑緩沖罐9、稠化劑排出泵；所述的稠化劑排出泵由第一稠化劑排出泵10和第二稠化劑排出泵11并聯(lián)組成。所述酸液單元25包括并聯(lián)的原酸單元251和清水單元252。所述的原酸單元251包括依次串聯(lián)的原酸罐3、原酸吸入泵7。所述的清水單元252包括依次串聯(lián)的清水罐4、清水吸入泵8。
[0023]為了將稠化劑和配制好的酸液攪拌均勻，提高酸液配制的質(zhì)量，所述稠化劑緩沖罐9內(nèi)、混合罐12內(nèi)設(shè)置有第二攪拌器。
[0024]一種酸液即配即用裝置的應(yīng)用步驟是:1)關(guān)閉第一氣動閘門18、第三氣動閘門20、第四氣動閘門21和第五氣動閘門22，同時關(guān)閉添加劑吸入泵5、稠化劑吸入泵6、原酸吸入泵7、稠化劑排出泵、第一離心泵15和第二離心泵16，打開第二氣動閘門19、清水吸入泵8和排出泵17，清水經(jīng)清水吸入泵8、第二氣動閘門19，由排出泵17輸出到壓裂泵車，并進行沖管線、試壓操作；
2)沖管線、試壓結(jié)束后，關(guān)閉第二氣動閘門19，打開第一氣動閘門18、第三氣動閘門20和第五氣動閘門22，準備配制酸化壓裂液；
3)打開原酸吸入泵7，原酸吸入泵7和清水吸入泵8按照比例分別吸入原酸和清水，經(jīng)吸入管匯和第一氣動閘門18進入混合罐12，并在吸入管匯內(nèi)將原酸和清水混合所得酸液稀釋至所需比例；
4)打開稠化劑吸入泵6，稠化劑經(jīng)稠化劑吸入泵6進入稠化劑緩沖罐9，稠化劑緩沖罐9內(nèi)的攪拌器將稠化劑攪拌均勻；
5)打開稠化劑排出泵，攪拌均勻后的稠化劑經(jīng)過第一稠化劑排出泵10和第二稠化劑排出泵11注入混合罐12;
6)打開添加劑吸入泵5，添加劑經(jīng)添加劑吸入泵5進入混合罐12；
7)混合罐12內(nèi)的攪拌器將酸液、稠化劑、添加劑攪拌均勻；
8)打開第一離心泵15、第二離心泵16，混合罐12內(nèi)的液體經(jīng)攪拌均勻后通過第一離心泵15進入第一緩沖罐13，經(jīng)攪拌均勻后，第一緩沖罐13內(nèi)的液體通過第二離心泵16進入第二緩沖罐14，第二緩沖罐14內(nèi)的液體經(jīng)排出泵17進入壓裂泵車，第一種酸化壓裂液配制完成。
[0025]如需配制兩種或者三種酸液，可關(guān)閉第二氣動閘門19、第三氣動閘門20 O、第四氣動閘門21，打開第一氣動閘門18和第五氣動閘門22，排出泵17將第二緩沖罐14內(nèi)的第一種酸化壓裂液排至壓裂泵車，同時，按照步驟3)-步驟8)進行配制第二種酸化壓裂液，當?shù)诙彌_罐14內(nèi)的第一種酸化壓裂液泵注完成后，打開第四氣動閘門21，關(guān)閉第五氣動閘門22，將第一緩沖罐13內(nèi)的第二種酸化壓裂液通過排出泵17泵注給壓裂泵車。
[0026]酸化施工結(jié)束后，用清水清洗裝置所有罐體及泵腔，完成酸化改造施工。
[0027]本實施例中的原酸可以使用鹽酸廠家提高的工業(yè)鹽酸(濃度為31%鹽酸)進行配液操作，鹽酸與清水混合，形成配酸要求的任意濃度混合液，而后將稠化劑通過噴射器與混合液進行均勻混合，并在混合罐12內(nèi)與液體添加劑進行混合，隨后通過兩個緩沖罐使液體充分溶脹起粘后供給壓裂泵車進行酸化改造施工。同時，該裝置可根據(jù)酸化改造設(shè)計的不同，完成兩到三種不同酸液的交替配置和供給。
[0028]酸液即配即用裝置，可同時完成常規(guī)酸化改造流程中卸酸、配酸、酸液供給等多種功能，相比于常規(guī)酸化改造，裝置取代了卸酸車、配酸車以及混砂車等多種酸化改造設(shè)備，降低了設(shè)備使用率，有效提高酸液配置的質(zhì)量，降低現(xiàn)場配液人員的勞動強度，同時配制的酸化壓裂液無分層、結(jié)塊現(xiàn)象。
[0029]上述各部件之間通過管線連接。
[0030]綜上所述，本發(fā)明在酸液配置過程中，通過進行一次混合，兩次緩沖，可實現(xiàn)酸化改造所使用的各類酸液的即配即用，且整個裝置中設(shè)置有多個攪拌器，以解決現(xiàn)有配酸過程中，酸液長時間放置易出現(xiàn)分層、結(jié)塊的問題，提高酸液質(zhì)量。該裝置可以將從廠家拉運至現(xiàn)場的工業(yè)鹽酸與清水、化學添加劑直接配置成達到設(shè)計指標的入井酸液，而后供給壓裂泵成，進行酸化施工。該裝置可省去酸化過程中卸酸、配液的環(huán)節(jié)，同時，同時配制的酸化壓裂液混合均勻，無分層、結(jié)塊現(xiàn)象，減少酸液富裕準備量和現(xiàn)場設(shè)備及酸罐的占用量，提高酸化改造效果和作業(yè)效率，降低生產(chǎn)成本。
[0031]以上例舉僅僅是對本發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與本發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，包括混合罐(12)，所述混合罐(12)的入口端并聯(lián)有添加劑單元(23)、稠化劑單元(24)、酸液單元(25)，出口端串聯(lián)有第一離心泵(15)、第一緩沖罐(13)、第二離心泵(16)、第三氣動閘門(20)、第二緩沖罐(14)、第五氣動閘門(22)和排出泵(17)； 所述的酸液單元(25)的出口端和混合罐(12)入口端之間設(shè)有第一氣動閘門(18)； 所述第一緩沖罐(13)的出口端和排出泵(17)的入口端通過設(shè)有第四氣動閘門(21)的管線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述酸液單元(25)的出口端和排出泵(17)的入口端通過設(shè)有第二氣動閘門(19)的管線連接。
3.如權(quán)利要求1所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述的第一緩沖罐(13)內(nèi)和第二緩沖罐(14)內(nèi)分別設(shè)置有四個功能區(qū)，其中的第一功能區(qū)(30)內(nèi)和第三功能區(qū)(32)內(nèi)分別設(shè)置有蛇形擋板(28)，第二功能區(qū)(31)內(nèi)和第四功能區(qū)(33)內(nèi)分別設(shè)置有第一攪拌器(29)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述添加劑單元(23)包括依次串聯(lián)的添加劑容器(I)和添加劑吸入泵(5)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述稠化劑單元(24)包括依次串聯(lián)的稠化劑容器(2)、稠化劑吸入泵(6)、稠化劑緩沖罐(9)、稠化劑排出栗; 所述的稠化劑排出泵由第一稠化劑排出泵(10)和第二稠化劑排出泵(11)并聯(lián)組成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述酸液單元(25)包括并聯(lián)的原酸單元(251)和清水單元(252)。
7.如權(quán)利要求6所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述的原酸單元(251)包括依次串聯(lián)的原酸罐(3)、原酸吸入泵(7)。
8.如權(quán)利要求6所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述的清水單元(252)包括依次串聯(lián)的清水罐(4)、清水吸入泵(8)。
9.如權(quán)利要求1或5所述的一種酸化壓裂液即配即用裝置，其特征在于，所述稠化劑緩沖罐(9)內(nèi)、混合罐(12)內(nèi)設(shè)置有第二攪拌器。
【文檔編號】B01F15/02GK104196514SQ201410440992
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】柴龍, 孫虎, 趙維斌, 王祖文, 白明偉, 蘭建平, 張鐵軍, 侯光東, 張小平, 鐘新榮, 屈海清, 夏玉磊, 陳飛, 杜焰, 李丹 申請人:中國石油集團川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術(shù)作業(yè)公司