[发明专利]一种海上压裂液连续混配装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于海上低渗透油气田的压裂液混配装置，特别是关于一种海上压裂液连续混配装置。

背景技术

低渗透油气田的开发主要采用压裂技术改造油层，目前陆地油田进行压裂作业的技术已经比较成熟。压裂作业成功与否的关键很大程度上取决于压裂液质量的好坏，提高压裂液质量的主要方法是改进稠化剂性能和提高混配工艺。近年来国内投入大量精力研究稠化剂以提高稠化剂的性能，2003年后陆地使用混配设备性能也得到很大提高，连续混配设备及施工方案已基本成熟，并在国内各大油田逐步得到应用。但对于海上低渗透油气田的开发，由于受到海上作业施工场地限制、海上高投入高风险以及海上环保等因素影响，在陆地油田已比较成熟的压裂工艺技术很难直接用于海上。特别是适合海上使用的混配设备还需进一步研究。

过去压裂作业多采用以柴油为基液的油基压裂液，其在完成压裂填砂任务后泵返地面造成的污染后期处理难度大，如海上大规模推广应用压裂，必须考虑水基压裂液，但水基压裂液的高质量连续混配仍是世界性难题，主要问题是水化速度缓慢，以胍尔粉为主的稠化剂不易与水亲合，混配过程中也会形成大量水包粉（俗称鱼眼），不能二次循环后再混合，而且自然溶胀时间长（在120分钟以上），这些都不能满足海上压裂作业要求。为弥补水化速度不足的问题，提高配液设备性能及改进稠化剂性能就至关重要。海上目前是以批量提前混配方式混配压裂液，这样无法实现连续混配。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够对压裂液进行高质量、连续混配的海上压裂液连续混配装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种海上压裂液连续混配装置，其特征在于：它包括一同轴双向搅拌装置、第一灌注泵、第二灌注泵、一多级螺旋研磨泵、一气压多头喷射混合装置、一测量装置、一回注管线和一电磁阀；所述同轴双向搅拌装置对注入其中的稠化剂和压裂液进行剪切、搅拌后得到稠化剂和压裂液的混合液，稠化剂和压裂液的混合液经所述第一灌注泵泵入所述螺旋研磨泵中，稠化剂和压裂液的混合液经所述螺旋研磨泵研磨后进入所述气压多头喷射混合装置中，在外部气压作用下，稠化剂和压裂液的混合液与注入所述气压多头喷射混合装置中的海水在所述气压多头喷射混合装置中进行喷射混合，得到满足海上作业需求的配置压裂液；根据所述测量装置对配置压裂液测量的排量数据和海上作业对压裂液的需求量，一部分配置压裂液通过所述测量装置进入所述第二灌注泵中，并通过所述第二灌注泵泵入井筒中；通过控制所述回注管线上的所述电磁阀，另一部分配置压裂液通过所述回注管线返回所述同轴双向搅拌装置中。

所述同轴双向搅拌装置包括一搅拌罐和若干搅拌器，若干所述搅拌器以所述搅拌罐的中心轴为轴心间隔均匀固定设置在所述搅拌罐中；所述搅拌罐设置成圆柱形，其包括一罐体、一上盖板和一下盖板，所述上盖板设置在所述罐体的上端，所述下盖板设置在所述罐体的下端，所述上盖板上开设有压裂液入口，所述下盖板上开设有压裂液出口；每一所述搅拌器包括一上电机、一上传动轴、一上搅拌叶、一联轴器、一下搅拌叶、一下传动轴和一下电机，所述上电机和下电机分别固定设置在所述上盖板和下盖板上，所述上传动轴的上端和下传动轴的下端分别连接在所述上电机和下电机的动力输出端，所述上传动轴的下端和下传动轴的上端通过所述联轴器连接，所述上搅拌叶和下搅拌叶分别固定在所述上传动轴和下传动轴上。

在所述上电机与所述上传动轴的上端连接位置以及所述下电机与所述下传动轴的下端连接位置均设置有一保护罩。

所述上搅拌叶和所述下搅拌叶的叶片数量设置为两个以上；所述上搅拌叶的叶片中有一个以上叶片水平设置，其余叶片与水平方向成锐角且斜向下设置；所述下搅拌叶的叶片中有一个以上叶片与水平方向成锐角且斜向上设置，其余叶片与水平方向成锐角且斜向下设置。

所述每一螺旋研磨泵包括一泵心轴和一套设在所述泵心轴外部的泵外壳体；所述泵心轴一端和与之对应的所述泵外壳体一端构成一泵入口，所述泵心轴另一端和与之对应的所述泵外壳体另一端构成一泵出口；所述泵心轴包括中心轴和在所述中心轴的外表面上设置的等间距或间距渐变的螺旋外螺纹；所述泵外壳体的内表面上设置有等间距或间距渐变的螺旋内螺纹；所述螺旋外螺纹的长度和螺旋内螺纹的长度对应设置，且所述螺旋外螺纹和螺旋内螺纹的旋向相反。