[发明专利]一种带压连续作业的密闭混砂装置及方法

说明书

本发明提供了一种带压连续作业的密闭混砂装置及方法。所述装置的橇座上分别装有一号密闭混砂罐、二号密闭混砂罐、一号螺旋输砂器、一号固液混合器、二号螺旋输砂器、二号固液混合器、进液管汇、出液管汇和加压冷却机构，进液管汇分别与一号基液导入阀和二号基液基液导入阀相连通，出液管汇分别与一号固液导出阀和二号固液导出阀相连通，加压冷却机构通过一号加压冷却阀和二号加压冷却阀分别与一号密闭混砂罐和二号密闭混砂罐相连通。通过控制一号密闭混砂罐和二号密闭混砂罐交替循环工作，实现了该装置长时间连续带压混砂，满足了非常规油气开采中大排量、大砂量的干法CO₂加砂压裂作业要求，且密闭性能好，操作简单方便，易于推广。

技术领域

本发明涉及到石油、油气设备技术领域，特别涉及到一种带压连续作业的密闭混砂装置及方法。

背景技术

我国非常规油气资源潜力巨大，将成为重要的接替资源。非常规油气开采条件复杂，水力压裂是目前国内外最常用的储层改造手段，即采用水基压裂液对储层进行压裂改造，但水基压裂液体系存在水资源浪费、返排液污染等问题。为避免上述问题的出现，采用液态CO₂替代常规水基压裂液，使用液态CO₂作为压裂介质，将支撑剂与通过CO₂增压装置增压后的液态CO₂混合，然后通过高压压裂泵泵入储层进行压裂。因为，CO₂只能在一定压力下保持液体状态，故需要一种用于制备以液态CO₂作为基液的压裂液的带压密闭混砂装置。

中国专利文献CN 201310164852及CN 201310165040公开了一种压裂混砂装置，能够保持CO₂的液体状态，进而与固体颗粒混合形成压裂液，实现了制备以液态CO₂作为基液的压裂液的目的，存在的问题是，该压裂混砂装置因为受密闭储砂罐的影响，只能实现固定砂量的干法CO₂加砂压裂作业，不能满足大排量、大砂量的干法CO₂加砂压裂作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以CO₂液体为基液压裂液的带压连续作业的密闭混砂装置及方法。

本发明的设计思想为：通过装置中的进液管汇、出液管汇分别与密闭混砂罐相连接，以及加压冷却机构与CO₂增压装置相连接，依据流体动力学分析，优化混合管路结构，在管路中形成高速旋流，通过密闭混砂罐上的螺旋输砂器和固液混合器，实现CO₂液态基液与固体颗粒的均匀混合。同时，通过控制各个阀门不同时刻的开启和关闭，使一号密闭混砂罐和二号密闭混砂罐交替循环工作，实现该装置长时间带压连续混砂作业。

为实现上述目的，本发明所采用技术方案为：

一种带压连续作业的密闭混砂装置，包括橇座、一号密闭混砂罐、二号密闭混砂罐、进液管汇、出液管汇、加压冷却机构、一号基液导入阀、一号固液导出阀、二号基液导入阀、二号固液导出阀、一号螺旋输砂器、一号固液混合器、二号螺旋输砂器、二号固液混合器、一号加压冷却阀和二号加压冷却阀，所述装置的橇座上分别装有一号密闭混砂罐、二号密闭混砂罐，一号密闭混砂罐上装有一号螺旋输砂器和一号固液混合器，二号密闭混砂罐上装有二号螺旋输砂器和二号固液混合器，橇座的一侧装有进液管汇，进液管汇的导出口分别与一号密闭混砂罐、二号密闭混砂罐的一号基液导入阀和二号基液基液导入阀相连通，进液管汇的导入口与CO₂增压机构相连接，橇座的一端分别装有出液管汇和加压冷却机构，出液管汇的导入口分别与一号固液导出阀和二号固液导出阀相连通，加压冷却机构用管线通过一号加压冷却阀和二号加压冷却阀分别与一号密闭混砂罐和二号密闭混砂罐相连通。