[发明专利]一种压裂系统及支撑剂投加方法

权利要求书

1.一种压裂系统，用于油气井的完井操作作业，包括对压裂液提供压裂所需高压的压裂泵、支撑剂投加装置和高压压裂液输送管道，高压压裂液输送管道和压裂泵出口相连；其特征在于：所述支撑剂投加装置包括支撑剂投放容器，所述支撑剂投加装置设置有支撑剂入口和支撑剂出口，高压压裂液输送管道设置支撑剂投入接口，支撑剂出口和高压压裂液输送管道支撑剂接口自上而下布置，所述支撑剂投放容器的进料侧和出料侧均被配置有阀门装置，以使支撑剂投放容器处于支撑剂进料状态和投放支撑剂状态，并能对于同一支撑剂投放容器，使其支撑剂进料状态和投放支撑剂状态轮替地处在不同时刻；

所述支撑剂投加装置通过支撑剂投出连接管路呈支路供料的形式连接到压裂系统的高压压裂液输送管道的支撑剂投入接口；所述支撑剂出口同时也作为与高压压裂液输送管道连通的流通口；

将已有支撑剂储备但支撑剂不加满的支路支撑剂投放容器与高压压裂液输送管道连通，使该容器中的液体与高压压裂液输送管道中的高压压裂液连通，该容器中的支撑剂混在液体中，所述支撑剂密度大于压裂液密度及所述液体密度，所述支撑剂依靠自身重力或再借助压裂液的物理性质的帮助，被从上方加入到高压压裂液输送管道中的连续流中，通过高压压裂液输送管道向井中输送；

所述支撑剂投放容器设置有连通口，所述连通口通过高压连接管道和高压压裂液输送管道连接并设置有阀门，以在支撑剂投放容器处于进料状态时关闭连通口，在支撑剂投放容器处于投放支撑剂状态时，先于支撑剂出口打开；

所述支撑剂投加装置设置有支撑剂投放容器的定量加料装置，所述定量加料装置的所定加料量或容量小于支撑剂投放容器的容量。

2.如权利要求1所述的一种压裂系统，其特征在于：所述支撑剂投放容器包括支撑剂容置部和设置有流通孔的阀板，所述支撑剂投加装置设置有驱动装置，所述驱动装置和支撑剂容置部或所述阀板连接，使支撑剂容置部和所述阀板能够相对旋转或相对直线运动，并通过所述相对旋转或相对直线运动，使所述流通孔与支撑剂容置部接通或不接通，形成所述支撑剂投放容器的进料侧阀门装置和出料侧阀门装置。

3.如权利要求1所述的一种压裂系统，其特征在于：并且，所述支撑剂投加装置设置有连接在一起的高压壳体和低压壳体，所述高压壳体和低压壳体之间由阀板隔开，低压壳体在上，高压壳体在下，低压壳体设置所述定量加料装置，高压壳体设置支撑剂投放容器，所述低压壳体具有置换液体的出口。

4.如权利要求1所述的一种压裂系统，其特征在于：定量加料装置和所述支撑剂投放容器进料侧的阀门装置相连，所述支撑剂投放容器设置有排气出口和置换液体出口并配置相应阀门。

5.如权利要求1所述的一种压裂系统，其特征在于：支撑剂投加装置可以设有多个并联的支撑剂投加容器，各支撑剂投加容器分时处在支撑剂进料状态和投放支撑剂状态，或者呈组地分时处在支撑剂进料状态和投放支撑剂状态。

6.如权利要求2所述的一种压裂系统，其特征在于：多个支撑剂投放容器的支撑剂容置部围绕轴布置并处在同一圆周上或直线；

所述阀板的流通孔按照顺序被分时配置给支撑剂容置部，按照顺序接通和关闭支撑剂容置部。

7.如权利要求2、3或6所述的一种压裂系统，其特征在于：支撑剂容置部、容置部支撑部、支撑剂入口阀、支撑剂出口阀、入口阀板和出口阀板，全部或部分处于高压压裂液的高压压力环境中，以形成最小的转动或往复运动组件形变、提高装置的容积效率和可实现性。

8.如权利要求1所 述的一种压裂系统，其特征在于：支撑剂出口和支撑剂出口阀或阀板、高压压裂液输送管道的支撑剂进入部位设置在支撑剂容置部下方，支撑剂依靠重力和压裂液的润滑、浮力的综合作用从支撑剂容器投入高压压裂液输送管道，所述支撑剂密度大于压裂液密度。