一种实现脉冲式加砂压裂的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种实现脉冲式加砂压裂的装置，属于油气田开发的技术领域。
【背景技术】
[0002] 常规压裂增产施工中采用脉冲式的加砂方式能够有效地提高压裂液的携砂性能， 将支撑剂携带进入裂缝的深部甚至端部，同时可以增加缝内单位体积的铺砂浓度以提高支 撑剂的抗压能力，最终显著地提高充填裂缝的长期导流能力，改善压裂施工效果，增加压后 产能。基于相关压裂工艺、压裂设备的改进，采用脉冲式的加砂方式还可以实现通道压裂技 术，在人工裂缝中形成"柱体"支撑，形成具有高导流能力的通道网络，增产效果可达到常规 压裂的几十倍。
[0003] 中国专利CN103321627A公开了一种实现超高导流能力的压裂脉冲加砂系统及其 工作方法，该压裂脉冲加砂系统是一种专门针对通道压裂的脉冲加砂设备，但是该系统设 备结构复杂，操作要求和系统维护成本高。
[0004] 采用一种结构和操作简单的脉冲式加砂压裂的装置，不仅能取得压裂操作的有益 效果，且能降低维护成本，提高工作和生产效率。 【实用新型内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本实用新型提供一种实现脉冲式加砂压裂的装置。
[0006] 本实用新型的技术方案如下：
[0007] -种实现脉冲式加砂压裂的装置，包括加料装置、脉冲轮、混砂液罐和多个加砂 桶;所述加料装置和混砂液罐分别设置在脉冲轮的两侧;所述加砂桶均匀设置在脉冲轮的 外缘;脉冲轮连接有驱动电机;混砂液罐内设置有搅拌器。支撑剂通过加料装置加入加砂桶 内，所述脉冲轮利用水车的循环原理工作，加砂桶在脉冲轮的带动下顺时针旋转，当盛有支 撑剂的加砂桶到达最高点后，支撑剂被瞬间倒入混砂液罐与压裂液充分混合形成混砂液， 经出液口栗入地层，完成一个加砂脉冲，脉冲轮暂停转动，加砂桶停止向混砂液罐加入支撑 剂；向地层单独栗入压裂液，完成一个液体脉冲，同时进入下一个加砂脉冲，脉冲轮恢复转 动，再次向混砂液罐加入支撑剂，完成下一次加砂脉冲，由此循环，实现加砂压裂的操作。
[0008] 优选的，所述加料装置包括螺旋输送器和支撑剂罐。通过螺旋输送器将支撑剂罐 内的支撑剂加入加砂桶内。
[0009] 进一步优选的，所述螺旋输送器的输送高度为0.5~2.5m;所述混砂液罐直径为 0.5~1.5m，高度为0.5~Im;所述加砂桶的尺寸比混砂液罐的尺寸小0.2~0.4m。
[0010]优选的，所述液体脉冲的周期为加料装置向一个加砂桶加满支撑剂的时间t，所述 T = IO ~300s〇
[0011] 优选的，所述加砂桶可拆卸的设置在脉冲轮上。
[0012] 优选的，所述加砂桶的开口方向沿着脉冲轮的转动方向设置;所述加砂桶的外壁 与脉冲轮的外缘相切设置。
[0013] 优选的，所述混砂液罐为透明混砂液罐;混砂液罐的侧壁上设置有刻度。透明混砂 液罐可实现随时观察液位。
[0014] 优选的，所述混砂液罐上设置有入液管和出液管，所述入液管上设置有管道栗和 压力表。
[0015] -种脉冲式加砂压裂的方法，包括步骤如下：
[0016] (1)计算每个加砂脉冲所需加砂量，：
；其中，s为单位时间压裂液排 量，t为加砂脉冲时间，V砂为每个加砂脉冲所需加砂量；
[0017] (2)计算每个加砂桶体积VfS,根据每个加砂脉冲所需加砂量选则合适体积的加砂 桶；
[0018] (3)计算螺旋输送器单位时间的输砂量Q，计算加砂时间ti = V砂/Q;
[0019] ⑷计算脉冲轮转速n，n = l/(t2Xm);其中，m为加砂桶的个数，t2为液体脉冲时间；
[0020] (5)开启设备，开始压裂施工，入液管和出液管内的压裂液速度均为压裂液排量；
[0021] (6)螺旋输送器向加砂桶加砂t时间后暂停加砂操作，加砂桶随脉冲轮旋转到达 最尚点；
[0022] (7)支撑剂进入混砂液罐并与压裂液均匀混合后，以压裂液排量速度栗入储层，完 成一个加砂脉冲；
[0023] (8)加砂脉冲结束后，压裂液继续栗入地层，完成一个液体脉冲，同时进入下一加 砂脉冲；
[0024] (9)步骤(7)结束时，脉冲轮上的下一个加砂桶到达加砂位置，螺旋输送器向加砂 桶内加砂，步骤⑶结束时该加砂桶到达最高点；
[0025] (10)重复步骤(6)~(8)，实现脉冲式加砂压裂施工。
[0026] 优选的，所述步骤(2)中，计算每个加砂桶体积的具体方法为，VfS= π/4 X d2 X h，其 中d为加砂桶底直径，h为加砂桶高。
[0027] 优选的，所述步骤(2)中，计算螺旋输送器单位时间的输砂量Q的具体方法为，Q = 47β X δ X p X D2 X S X m，其中，β为倾斜系数，δ为物料填充系数，p为物料容量重，D为螺旋叶 直径，m为螺旋输送器的电机转速，S为螺距。
[0028]本实用新型的优点：
[0029] 1、本实用新型所述实现脉冲式加砂压裂的装置，所述脉冲轮利用水车的循环原理 工作，加砂桶中的支撑剂可瞬间倒入混砂液罐，随压裂液在混砂液罐中搅匀，避免了支撑剂 缓慢栗入的加入方式，可以更好的控制和实现砂比；
[0030] 2、本实用新型所述实现脉冲式加砂压裂的装置，所述加砂桶可拆卸的设置在脉冲 轮上，可根据不同生产需求更换安装不同规格的加砂桶，通用性高；
[0031] 3、本实用新型所述实现脉冲式加砂压裂的装置，结构简单，自动化程度高，计量准 确，易于操作和控制；可灵活精确地控制支撑剂用量、加法和配比，适用于常规压裂、通道压 裂的脉冲式加砂。
【附图说明】
[0032] 图1为本实用新型所述实现脉冲式加砂压裂的装置的结构示意图：
[0033]其中，1、支撑剂罐;2、螺旋输送器;3、加砂桶;4、脉冲轮;5、驱动电机;6、管道栗;7、 压力表;8、搅拌器;9、混砂液罐。
[0034]具体实施方法
[0035] 下面通过实施例并结合附图对本实用新型做进一步说明，但不限于此。
[0036] 如图1所示。
[0037] 实施例1
[0038] -种实现脉冲式加砂压裂的装置，包括螺旋输送器2、支撑剂罐1、脉冲轮4、混砂液 罐9和5个加砂桶3;所述螺旋输送器2的输送高度为lm，所述混砂液罐9直径为lm，高度为Im; 所述加砂桶的直径为〇. 6m，高度为0.8m;所述螺旋输送器2和混砂液罐9分别设置在脉冲轮4 的两侧;所述加砂桶3均匀设置在脉冲轮4的外缘;脉冲轮4连接有驱动电机5;所述混砂液罐 9上设置有入液管和出液管，混砂液罐9内设置有搅拌器8。通过螺旋输送器2将支撑剂罐1内 的支撑剂加入加砂桶3内，所述脉冲轮4利用了水车的循环原理工作，加砂桶3在脉冲轮4的 带动下顺时针旋转，当盛有支撑剂的加砂桶3到达最高点后，支撑剂将瞬间被倒入混砂液罐 9与压裂液充分混合形成混砂液，经出液口栗入地层，完成一个加砂脉冲，脉冲轮4暂停转 动，加砂桶3停止向混砂液罐9加入支撑剂；向地层单独栗入压裂液，完成一个液体脉冲，同 时进入下一个加砂脉冲，脉冲轮4恢复转动，再次向混砂液罐9加入支撑剂，完成下一次加砂 脉冲，所述液体脉冲的周期为螺旋输送器2向一个加砂桶3加满支撑剂的时间T，所述T = 30s，由此循环，实现加砂压裂的操作。
[0039] 实施例2
[0040]如实施例1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其区别在于，所述加砂桶3可拆卸 的设置在脉冲轮4上。
[0041 ] 实施例3
[0042] 如实施例1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其区别在于，所述加砂桶3的开口 方向沿着脉冲轮4的转动方向设置;所述加砂桶3的外壁与脉冲轮4的外缘相切设置。
[0043] 实施例4
[0044] 如实施例1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其区别在于，所述混砂液罐9为透 明混砂液罐;混砂液罐9的侧壁上设置有刻度。透明混砂液罐可实现随时观察液位。
[0045] 实施例5
[0046] 如实施例1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其区别在于，所述入液管上设置有 管道栗6和压力表7。
【主权项】
1. 一种实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，包括加料装置、脉冲轮、混砂液罐和 多个加砂桶;所述加料装置和混砂液罐分别设置在脉冲轮的两侧;所述加砂桶均匀设置在 脉冲轮的外缘;脉冲轮连接有驱动电机;所述混砂液罐上设置有入液管和出液管，混砂液罐 内设置有搅拌器。2. 如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述加料装置包括螺 旋输送器和支撑剂罐。3. 如权利要求2所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述螺旋输送器的输 送高度为〇. 5~2.5m;所述混砂液罐直径为0.5~1.5m，高度为0.5~lm;所述加砂桶的尺寸 比混砂液罐的尺寸小0.2~0.4m。4. 如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述加砂桶可拆卸的 设置在脉冲轮上。5. 如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述加砂桶的开口方 向沿着脉冲轮的转动方向设置;所述加砂桶的外壁与脉冲轮的外缘相切设置。6. 如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述混砂液罐为透明 混砂液罐;混砂液罐的侧壁上设置有刻度。7. 如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述入液管上设置有 管道栗和压力表。
【专利摘要】本实用新型涉及一种实现脉冲式加砂压裂的装置。该装置包括加料装置、脉冲轮、混砂液罐和多个加砂桶；所述加料装置和混砂液罐分别设置在脉冲轮的两侧；所述加砂桶均匀设置在脉冲轮的外缘；脉冲轮连接有驱动电机；所述混砂液罐上设置有入液管和出液管，混砂液罐内设置有搅拌器。该装置结构简单，自动化程度高，计量准确，易于操作和控制；可灵活精确地控制支撑剂用量、加法和配比，适用于常规压裂、通道压裂的脉冲式加砂。
【IPC分类】E21B43/267
【公开号】CN205277393
【申请号】CN201620007771
【发明人】许大星, 郭利伟
【申请人】山东广河精细化工有限责任公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年1月5日