一种交联液配制系统的制作方法

本实用新型涉及石油压裂增产施工技术领域，尤其涉及一种交联液配制系统，更具体为一种可适用于石油压裂用的交联液配制系统。

背景技术：

随着低渗透油气藏和非常规天然气藏开采速度加快，压裂作业是国内外油气井增产的重要措施。压裂液是压裂施工中重要的作业液体，其质量好坏是压裂施工成败的关键因素。交联剂是水基冻胶压裂液的主要添加剂，它能够与高聚物形成高黏度凝胶体，使压裂液具有良好的造缝和携砂能力。目前常用的压裂液交联剂为硼砂，硼砂是白色粉末状结晶体，溶于水。在压裂施工中普遍采用大罐水中直接加入规定量的硼砂，自然静置溶解的方法配制交联液，该种交联液存在的问题是：存在大量硼砂沉淀且交联液溶液浓度达不到工艺要求。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是：提供一种交联液配制系统，解决现有技术交联液中存在大量硼砂沉淀并导致溶液浓度达不到要求的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种交联液配制系统，包括交联剂供给装置、混合装置和交联液储液池；所述交联剂供给装置用于将交联剂和水混合并得到交联剂浆液；所述混合装置通过吸料管路与所述交联剂供给装置连接，并通过进液管路与所述交联液储液池连接；所述交联剂供给装置中的所述交联剂浆液通过所述吸料管路进入到所述混合装置中，所述交联液储液池中的过渡交联液通过所述进液管路进入到所述混合装置中，并在所述混合装置中形成所述交联剂浆液和所述过渡交联液的混合液；所述混合液进入所述交联液储液池中，所述交联液储液池与进水管路连接，且所述交联液储液池中设置有第一搅拌器。

优选地，所述交联剂供给装置的腔体中设置有第二搅拌器。

优选地，所述吸料管路与给料螺旋连接，所述给料螺旋与变频电机连接。

优选地，所述第一搅拌器为高剪切搅拌器。

优选地，所述高剪切搅拌器包括上导流筒和下导流筒，所述上导流筒的下端以及所述下导流筒的上端均固定在定子上，且所述定子的周向内部设置有可绕所述定子转动的转子。

优选地，所述进液管路上设置有循环泵。

优选地，所述循环泵与发液管路连接。

优选地，所述混合装置与所述循环泵之间设置有第一开关阀；所述发液管路上设置有第二开关阀。

优选地，所述进水管路上设置有第一计量器。

优选地，所述发液管路上设置有第二计量器。

(三)有益效果

本实用新型的技术方案具有以下优点：本实用新型的交联液配制系统，包括交联剂供给装置、混合装置和交联液储液池；所述交联剂供给装置用于将交联剂和水混合，并搅拌得到交联剂浆液；所述混合装置包括吸料管路与进液管路，所述交联剂供给装置中的所述交联剂浆液通过所述吸料管路进入到所述混合装置中，所述交联液储液池中的过渡交联液通过所述进液管路进入到所述混合装置中，并在所述混合装置中形成所述交联剂浆液和所述过渡交联液的混合液；所述混合液进入所述交联液储液池中，所述交联液储液池与进水管路连接，且所述交联液储液池中设置有第一搅拌器。采用本实施例的交联液配制系统配置的交联液质量稳定可控，能够显著提高交联剂的溶解速度和效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是实施例的交联液配制系统的结构示意图；

图2是实施例的高剪切搅拌器的结构示意图；

图中：1、上导流筒；2、下导流筒；3、定子；4、转子。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

不失一般性，本实施例以硼砂为例进行说明。值得注意的是，本实施例的交联液配制系统中的交联剂不局限为硼砂，任何现有技术公开的交联剂都可以采用本实施例的交联液配制系统进行配置。此外，本实施例的交联液配制系统，其既可以应用于石油压裂中配置交联液，还可以推广到压裂施工中其他作业用液的配制工艺中，具有巨大的市场推广价值。

请参见图1，本实施例的交联液配制系统，包括交联剂供给装置、混合装置和交联液储液池。

其中，交联剂供给装置用于将交联剂和水混合，并搅拌得到交联剂浆液。显然，由于硼砂原料遇潮容易结块，因此不仅不好输送，而且会导致硼砂无法充分溶解与水中。有鉴于此，本实施例的交联剂供给装置，其作为一种精密给料装置，首先加入少量水，并使得交联剂和水混合并得到交联剂浆液。其中，优选在交联剂供给装置的腔体中设置有第二搅拌器(第一搅拌器设置在交联液储液池)，从而保证交联剂和水混合充分，并通过第二搅拌将交联剂和水溶解成易于流动的交联剂浆液。优选但是不必须交联剂供给装置的腔体中的第二搅拌器的形式为螺旋搅拌器的形式，并且只要满足搅拌要求，任意形式的搅拌器都包含在本申请的保护范围当中。

在上述基础上，混合装置的作用在于将交联剂供给装置中得到的交联剂浆液，以及交联液储液池中得到的过渡交联液注入到混合装置中并混合。具体地，混合装置通过吸料管路与所述交联剂供给装置连接，并通过进液管路与所述交联液储液池连接。其中，交联剂供给装置中的交联剂浆液通过吸料管路进入到混合装置中，交联液储液池中的过渡交联液通过进液管路进入到混合装置中。需要说明的是，“过渡交联液”指的是在交联液储液池中的溶液达到设定要求之前的状态。直到混合装置中得到的混合液进入交联液储液池中可得到设定浓度的交联液，那么此时交联液储液池中得到的交联液也即最终需要的交联液。

值得一提的是，本实施例的混合装置优选采用液固混合装置，并且该液固混合装置包括进液管，与该进液管连接的射流管，与该射流管同轴线设置的吸料管，以及与该吸料管一端连接的具有外锥面的喷嘴。其中，上述喷嘴位于该射流管内并与该射流管之间形成有环缝，该进液管的外壳固定设置有螺母，该吸料管的另一端通过螺纹连接该螺母，该吸料管与该螺母构成丝杠螺母副。并且，进液管与上述进液管路连接，吸料管与上述吸料管路连接。

此外，上述吸料管路与给料螺旋连接，且给料螺旋与变频电机连接。交频电机通过改变频率调整交联剂供给装置的交联剂浆液供给速度，使得混合装置中的交联剂浆液和过渡交联液匹配，从而保证整个配制过程中过渡交联液的稳定。

进一步地，交联液储液池与进水管路连接，且在交联液储液池中设置有第一搅拌器。由于交联液是由硼砂和清水按一定比例混配而成，因此在交联液配制过程中首先通过进水管路向交联液储液池中注入适量的清水。

优选在进水管路上设置有第一计量器，并通过该第一计量器对注入交联液储液池中的水量进行精确计量。

需要说明的是，第一搅拌器优选但是不必须为高剪切搅拌器，请参见图2。

本实施例的高剪切搅拌器包括上导流筒1和下导流筒2，所述上导流筒1的下端以及所述下导流筒2的上端均固定在定子3上，且所述定子3的周向内部设置有可绕所述定子3转动的转子4。该高剪切搅拌器周围既有周向环流、又有沿搅拌轴方向的轴向涡流，形成了三维立体循环，使硼砂快速充分溶解。

请进一步参见图1，优选在进液管路上设置有循环泵，并且在循环泵的作用下使得过渡交联液从交联液储液池进入到混合装置中。其中，在交联液性能参数达到设定要求之前，循环泵在混合装置和交联液储液池之间建立一个循环回路，保证过渡交联液从交联液储液池回到混合装置中，并和交联剂浆液进一步混合，且混合液又从混合装置进入交联液储液池，直到硼砂充分溶解在水中并得到满足设计要求的溶液。

进一步地，循环泵与发液管路连接。从而当交联液储液池中的交联液满足设计要求时，通过循环泵将交联液发送至需求处。其中的“发液管路”指的是可以将交联液输送到特定现场的管路。

本实施例中，优选在混合装置与所述循环泵之间设置有第一开关阀，且在发液管路上设置有第二开关阀。打开第一开关阀并关闭第二开关阀时，可以实现混合装置和交联液储液池之间过渡交联液的循环，促进硼砂溶解。当交联液充分溶解，浓液参数指标达到配液要求时，打开第二开关阀并关闭第一开关阀，将交联液发送至需求处。且优选在发液管路上装有第二计量器，从而能够实时监测发液量。

采用本实施例的交联液配制系统进行交联液的配置，其具体过程如下：

S1：向交联液储液池中注入适量的清水，注入的水量通过第一计量器进行计量；

S2：在交联剂供给装置中加入少量水，通过螺旋搅拌器将其溶解成易于流动的交联剂浆液，由给料螺旋输送至吸料管路；

S3：混合装置产生负压将交联剂浆液和过渡交联液一起吸入混合装置中；

S4：混合装置中的混合液进入到交联液储液池内，启动高剪切搅拌器进行搅拌，使硼砂充分溶解；

S5：在硼砂未充分溶解时，打开第一开关阀并关闭第二开关阀时，实现混合装置和交联液储液池之间过渡交联液的循环，促进硼砂溶解；在硼砂充分溶解且交联液浓液参数指标达到配液要求时，打开第二开关阀并关闭第一开关阀，将交联液发送至需求处。

本实施例的交联液配制系统，交联剂供给装置可以初步溶解交联剂，从而解决遇潮结块的交联剂无法输送的问题；在此基础上，将交联剂供给装置中得到的交联剂浆液和交联液储液池中的过渡交联液充分混合，从而实现交联剂的初步溶解；进一步地，混合液和水在交联液储液池中搅拌均匀，从而得到设定浓度的交联液。

此外，采用本实施例的交联液配制系统配置的交联液质量稳定可控，能够显著提高硼砂的溶解速度和效率，并且采用本实施例的交联液配制系统进行配液，其工艺独特、技术先进。

以上实施方式仅用于说明本实用新型，而非对本实用新型的限制。尽管参照实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本实用新型的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本实用新型技术方案的精神和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。