[发明专利]压裂液的自动连续混配装置

说明书

技术领域

本发明属于油气田压裂施工配液工艺技术领域，具体涉及一种新型压裂液的自动连续混配装置。

背景技术

在石油开采时，为了延长油田的开采寿命及提高油层内油的提取率，普遍采用石油压裂技术，也就是说，水力压裂技术是提高油气井产能和采收率的最重要增产措施之一，在水力压裂技术中，压裂液混配性能的好坏直接关系到压裂施工的成败和影响压后增产效果的重要因素。压裂液的主要成分包括植物胶粉、水、氯化钾晶体粉料以及粘土稳定剂、助排剂等各类液体化学添加剂，由以上成分配制成具有一定粘度的液体，其中，各种物料混合均匀程度及最终黏度高低是压裂液混配质量好坏的评测手段。

传统的压裂液混配方法为间歇式配液法，即利用一池水或一罐水，依靠人工计算称量各物料所需添加量，然后按配比向池内或罐内投入氯化钾粉料，经过长时间搅拌循环溶解后，投入植物胶粉及其它液体添加剂，在经过2-3小时机械搅拌及循环水合后，得到配制好的压裂液。但这种人工间歇配液方式配制的压裂液质量较差，“水包粉”严重，粘度不均匀，而且间歇作业，混配时间长，只能混批混用，压裂作业不能连续进行。随着油田施工效率要求的提高，以及大规模压裂的发展，传统的配液方式，无论从质量上还是供应量上，已经无法满足压裂作业需求。

国外Baker Hughes、Halliburton和Schlumberger等大型油气服务公司针对北美等地区压裂作业特点，研制出不同压裂液连续混配装置。但是均采用浓缩液混合方式，即先将特定的植物胶粉与有机溶剂混合得到胶粉浓缩液，然后再将浓缩液与水及其它各类液体添加剂混合。这种混合方式需要不仅需要特定的胶粉，而且需要大量的有机溶剂，不适于我国压裂作业使用。国内设计的压裂液连续混配装置，利用高效射流装置能够实现特定植物胶粉 与水的直接混合，然后添加其它各类化学添加剂，得到连续的压裂液产品。但是这种混合方式限制了胶粉的使用范围，配液量较小，不能直接用于连续压裂作业过程。

通过以上分析，油田压裂施工需要设计一种能够满足各类胶粉添加使用，并且能够满足连续压裂作业要求的连续配液装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种压裂液连续混配装置及方法，该方法及装置能够适用所有类型植物胶粉的混配，能够同时添加氯化钾及其它各类液体添加剂，配制的压裂液质量高，能够满足连续压裂作业要求。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种压裂液连续混配装置，包括：

胶粉计量单元，用于植物胶粉的定量给料；

盐粉计量单元，用于盐粉的定量给料；

胶粉自动上料单元，与所述胶粉计量单元连接，以自动向胶粉计量单元上料；

盐粉自动上料单元，与所述盐粉计量单元连接，以自动向盐粉计量单元上料；

液体添加剂供给单元，用于定量供给各种液体添加剂；

清水供给单元，用于定量供给与植物胶粉混合的清水以及定量供给与盐粉混合的清水；

水粉混合器，分别与胶粉计量单元和清水供给单元连接，用于接收来自胶粉计量单元的植物胶粉和来自清水供给单元的清水并进行充分混合以得到植物胶粉浓溶液；

盐水混合器，分别与盐粉计量单元和清水供给单元连接，用于接收来自盐粉计量单元的盐粉和来自清水供给单元的清水并进行充分混合以得到氯化钾浓溶液；

流体混合器，分别与水粉混合器、盐水混合器和液体添加剂供给单元连接，用于同时接收来自水粉混合器的植物胶粉浓溶液、来自盐水混合器的氯 化钾浓溶液以及来自液体添加剂供给单元的各种液体添加剂并进行充分混合以得到压裂液；

控制单元，至少与胶粉计量单元、盐粉计量单元、清水供给单元和液体添加剂供给单元连接，用于读取胶粉计量单元中胶粉的流量从而控制清水供给单元对水粉混合器供水时的流量；用于读取盐粉计量单元中盐粉的流量从而控制清水供给单元对盐水混合器供水时的流量；控制液体添加剂供给单元中各种液体添加剂的流量。

在上述压裂液连续混配装置中，作为一种优选实施方式，该混配装置还包括：自动发液单元，与流体混合器的出口连接；所述流体混合器内设置有液位监控器，所述自动发液单元可根据所述流体混合器的液位高低自动控制压裂液的发液量。