一种在线配制高粘酸液装置的制作方法

1.本实用新型涉及石油天然气酸化压裂作业辅助装置领域，更具体地说，涉及一种在线配制高粘酸液装置。


背景技术：

2.目前，现场配制高粘酸液分为卸酸、循环、补充添加剂3个步骤。配制过程中，各种添加剂都通过罐与罐之间的配酸机加入，由于添加剂比例（配方浓度）不一样，加入比例较少的添加剂，受排量影响大难以精确、均匀加入，影响配液质量。
3.同时，因胶凝剂、缓蚀增效剂等添加剂溶解缓慢，胶凝剂在清水或稀释后的酸中加入，溶解/溶胀速度慢，并受中间缺少搅拌等影响，为保证配制后添加剂完成溶解/溶胀、配制后不分层，需要长循环时间（通常需要循环2-3次以上），配制一罐25m3的酸，通常需要1小时配制时间，通常每天配制200m3左右，配酸效率低。如循环时间不足，会导致缓蚀剂、胶凝剂等添加剂溶解不充分，配制出的酸在放置过程会出现罐内酸液分层、上下部粘度差异大，施工出现抽酸困难甚至无法抽酸等严重影响施工的情况。
4.尤其是大规模超大规模作业，现用的配酸工艺和设备劳动强度很大，配酸时间、先配制好的酸液放置时间很长（10天以上）。同时，先配制好的酸液很容易在放置过程出分层（酸罐下部酸液粘度增高，上部粘度降低）、添加剂析出等影响酸液性能与质量的问题，酸液指标达不到设计与施工要求。夏季高温长时间放置还会加大酸液对酸罐的腐蚀。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种在线配制高粘酸液装置，可以通过该装置实现提供一种干湿两用在线配制高粘酸液装置及方法，有效提高高粘酸现场配液速度和质量，减少因配酸速度缓慢、添加剂控制精度差等带来的不利影响，满足大型超大型酸压快速高效配酸需要。
6.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。
7.一种在线配制高粘酸液装置，包括混配车模块，混配车模块分别连接有液驱缓冲罐模块和电驱缓冲罐模块，液驱缓冲罐模块与混配车模块之间为双向连接，而电驱缓冲罐模块与混配车模块之间则为由混配车模块车向电驱缓冲罐模块的单向连接，混配车模块包括工业盐酸容器和清水容器，工业盐酸容器分别连接有缓蚀刻液添泵、铁离子稳定剂液添泵和第一盐酸泵，第一盐酸泵连接有第一喷射器，第一喷射器连接有缓蚀增效剂罐，清水容器连接有清水泵，第一喷射器和清水泵的输出端均与液驱缓冲罐模块连接，液驱缓冲罐模块连接有第二盐酸泵，第二盐酸泵分别连接有第一辅助液添泵和第二喷射器，第二喷射器分别连接有胶凝剂罐和混合过渡罐，混合过渡罐分别连接有第二辅助液添泵和排出泵，混配车模块搭载有助排剂液添泵，排出泵和助排剂液添泵均与电驱缓冲罐模块连接，液驱缓冲块模块包括第一缓冲罐，第一缓冲罐分别与第一喷射器、清水泵和第二盐酸泵连接，电驱缓冲罐模块包括第二缓冲罐，第二缓冲罐连接有出料泵，排出泵与第二缓冲罐连接，助排剂
液添泵与出料泵连接，各个结构之间均通过耐腐蚀管道实现固定连接。
8.一种在线配制高粘酸液的配制方法包括以下步骤：
9.s1、在高浓度的工业盐酸由工业油盐酸容器中卸出的过程中分别利用缓蚀刻液添泵和铁离子稳定剂液添泵加入缓蚀刻液添和铁离子稳定剂液，并经由第一喷射器与难溶的缓蚀增效剂混合，形成盐酸混合液；
10.s2、将上述盐酸混合液注入第一缓冲罐内，之后再与由清水泵输送的清水混合稀释成需要的浓度，获得盐酸前驱液；
11.s3、通过第二盐酸泵将第一缓冲罐内的盐酸抽出，在流经第二喷射器时与第一辅助液添泵注入的胶凝剂混进行混配，混配后的注入到混合过渡罐内，期间可以通过第二盐酸泵和第二辅助液添泵注入所需的酸液添加剂，获得盐酸溶液；
12.s4将混合过渡罐内的盐酸溶液通过排出泵泵送至第二缓冲罐内，在添加剂进行充分溶解、溶胀并与盐酸溶液混合后，制得高粘性酸液；
13.s5、将第二缓冲罐中高粘性酸液全部泵送至专门的容器进行存储，期间通过助排剂液添泵向高粘性酸液中添加助排剂，完成全部添加剂加入；
14.可以实现提供一种干湿两用在线配制高粘酸液装置及方法，有效提高高粘酸现场配液速度和质量，减少因配酸速度缓慢、添加剂控制精度差等带来的不利影响，满足大型超大型酸压快速高效配酸需要。
15.进一步的，第一缓冲罐的容积为40m3，盐酸混合液在第一缓冲罐内的存放/通过时间为12-18min，保证使得盐酸混合液具有充分的混合溶解时间。
16.进一步的，第二缓冲罐的容积为40m3，盐酸溶液在第二缓冲罐内的存放/通过时间为12-18min。
17.进一步的，第一缓冲罐和第二缓冲罐内部均设置有多个隔离板和搅拌器，盐酸混合液在第一缓冲罐流动时受搅拌，并强制形成绕流强化添加剂、酸混合和溶解，而第二缓冲罐同样被隔离板分为两个搅拌区域。经过2个缓冲罐罐混合搅拌，保证了酸液有25-36min强搅拌时间，能有效保证酸液添加剂充分溶解/溶胀。
18.进一步的，高粘性酸液各制备原料按重量的配比为：20.0%hcl、75.2%清水、0.8%胶凝剂、2.0%缓蚀剂、1.0%铁离子稳定剂和1.0%助排剂，5h完成了400m3酸液配制，现场检测配制好的酸液密度1.1g/cm3，粘度27mpa.s，各罐粘度差小于1.5mpa.s。
19.进一步的，混配车模块内搭载用控制终端，控制终端分别与混配车模块、液驱缓冲罐和电驱缓冲罐内各个结构电性连接，并对各个结构进行控制。
20.相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
21.本方案一种在线配制高粘酸液装置能够用于所述方法通过为提高配酸速度及控制各添加剂加入精度，满足大型超大型酸压施工需要，直接加入缓蚀剂主剂、辅剂加快溶解，而胶凝剂则在20%高浓度酸中加入，提高溶胀速度，同时低浓度的铁离子稳定剂、粘土稳定剂、助排剂等通过小排量、高精度液体添加剂泵控制加入，满足高精度加入需要；设计了带绕流、搅拌的第一缓冲罐和第二缓冲罐、在高粘度酸液最终进入专门容器前，经30min循环、强力搅拌确保酸液混合均匀、基本溶解、溶胀。且第一缓冲罐和第二缓冲罐设计有效容积25m3以上，能有效防止配液搅拌过程形成的泡沫溢出。
22.现场施工时，在控制终端的控制下，按配制先后顺利用酸，可进一步确保后配制好
的酸有一定的放置溶解、溶胀时间。配合取样监测，确定酸液达到设计指标。
23.采用本实用新型一种在线配制高粘酸液装置通过所述方法采用高浓度酸溶解难溶的缓蚀剂，增加高粘度酸液进入专门容器前搅拌、混合，不需要循环直接送入专门容器，减少了备用酸罐群和场地占用，提高了空间利用效率，更好满足大排量实施需要。同时，各种添加剂根据配方采用不同排量高精液体添加泵在控制终端的控制下加入，保证了加入精度。
附图说明
24.图1为本实用新型的高粘酸液配制装置的结构示意图；
25.图2为本实用新型的混配车模块的具体结构示意图；
26.图3为本实用新型的液驱缓冲罐模块的结构示意图；
27.图4为本实用新型的电驱缓冲罐模块的结构示意图；
28.图5为本实用新型的高粘酸液在线配制装置的模块图。
29.图中标号说明：
30.1缓蚀刻液添泵、2铁离子稳定剂液添泵、3第一盐酸泵、4缓蚀增效剂罐、5第一喷射器、6清水泵、7第一缓冲罐、8第一辅助液添泵、9第二盐酸泵、10胶凝剂罐、11第二喷射器、12混合过渡罐、13第二辅助液添泵、14排出泵、15助排剂液添泵、16第二缓冲罐、17出料泵。
具体实施方式
31.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.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“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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，可以是适配型号元件内部的连通。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。
34.实施例1：
35.请参阅图1-5，一种在线配制高粘酸液装置，包括混配车模块，混配车模块分别连接有液驱缓冲罐模块和电驱缓冲罐模块，液驱缓冲罐模块与混配车模块之间为双向连接，而电驱缓冲罐模块与混配车模块之间则为由混配车模块车向电驱缓冲罐模块的单向连接，混配车模块包括工业盐酸容器和清水容器，工业盐酸容器分别连接有缓蚀刻液添泵1、铁离子稳定剂液添泵2和第一盐酸泵3，第一盐酸泵3连接有第一喷射器5，第一喷射器5连接有缓
蚀增效剂罐4，清水容器连接有清水泵6，第一喷射器5和清水泵6的输出端均与液驱缓冲罐模块连接，液驱缓冲罐模块连接有第二盐酸泵9，第二盐酸泵9分别连接有第一辅助液添泵8和第二喷射器11，第二喷射器11分别连接有胶凝剂罐10和混合过渡罐12，混合过渡罐12分别连接有第二辅助液添泵13和排出泵14，混配车模块搭载有助排剂液添泵15，排出泵14和助排剂液添泵15均与电驱缓冲罐模块连接，液驱缓冲块模块包括第一缓冲罐7，第一缓冲罐7分别与第一喷射器5、清水泵6和第二盐酸泵9连接，电驱缓冲罐模块包括第二缓冲罐16，第二缓冲罐16连接有出料泵17，排出泵14与第二缓冲罐16连接，助排剂液添泵15与出料17连接，各个结构之间均通过耐腐蚀管道实现固定连接。
36.一种在线配制高粘酸液的配制方法包括以下步骤：
37.s1、在高浓度的工业盐酸由工业油盐酸容器中卸出的过程中分别利用缓蚀刻液添泵1和铁离子稳定剂液添泵2加入缓蚀刻液添和铁离子稳定剂液，并经由第一喷射器5与难溶的缓蚀增效剂混合，形成盐酸混合液；
38.s2、将上述盐酸混合液注入第一缓冲罐7内，之后再与由清水泵6输送的清水混合稀释成需要的浓度，获得盐酸前驱液；
39.s3、通过第二盐酸泵9将第一缓冲罐7内的盐酸抽出，在流经第二喷射器11时与第一辅助液添泵8注入的胶凝剂混进行混配，混配后的注入到混合过渡罐12内，期间可以通过第二盐酸泵9和第二辅助液添泵13注入所需的酸液添加剂，获得盐酸溶液；
40.s4将混合过渡罐12内的盐酸溶液通过排出泵14泵送至第二缓冲罐16内，在添加剂进行充分溶解、溶胀并与盐酸溶液混合后，制得高粘性酸液；
41.s5、将第二缓冲罐16中高粘性酸液全部泵送至专门的容器进行存储，期间通过助排剂液添泵15向高粘性酸液中添加助排剂，完成全部添加剂加入。
42.可以实现提供一种干湿两用在线配制高粘酸液装置及方法，有效提高高粘酸现场配液速度和质量，减少因配酸速度缓慢、添加剂控制精度差等带来的不利影响，满足大型超大型酸压快速高效配酸需要。
43.其中第一缓冲罐7的容积为25m3，盐酸混合液在第一缓冲罐7内的存放时间为18min，保证使得盐酸混合液具有充分的混合溶解时间，而第二缓冲罐16的容积为40m3，盐酸溶液在第二缓冲罐16内的存放时间为36min，第一缓冲罐7和第二缓冲罐16内部均设置有多个隔离板和搅拌器，盐酸混合液在第一缓冲罐7流动时受搅拌，并强制形成绕流强化添加剂、酸混合和溶解，而第二缓冲罐16则被隔离板分为两个搅拌区域，盐酸溶液在单个搅拌区域内搅拌和混合为18min。
44.高粘性酸液各制备原料按重量的配比为：20.0%hcl、75.2清水、0.8%胶凝剂、2.0%缓蚀剂、1.0%铁离子稳定剂和1.0%助排剂，5h完成了酸液配制，现场检测配制好的酸液密度1.1g/cm3，粘度27mpa.s，各罐粘度差小于1.5mpa.s，各项指标要求设计要求。混配车模块内搭载用控制终端，控制终端分别与混配车模块、液驱缓冲罐和电驱缓冲罐内各个结构电性连接，并对各个结构进行控制。
45.提供一种干湿两用在线配制高粘酸液装置及方法，添加剂加入比例全部通过控制终端控制。能有效提高高粘酸现场配液速度和质量，减少因配酸速度缓慢、添加剂控制精度差等带来的不利影响，如放置时间长引起酸液变质、增加腐蚀，稠化剂聚集成团、罐间粘度差异大等，满足大型超大型酸压快速高效配酸需要。
46.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式；但本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。