专利名称：用于油田水力压裂施工的一种新型供液系统的制作方法
技术领域：
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本实用新型涉及一种供液系统，尤其涉及一种用于油田水力压裂施工 的一种新型供液系统。
技术背景:
当前国内各油田水力压裂施工的供液系统如图1和图2所示。图1是 使用地面罐的供液系统图。从图1可见，若干地面罐106通过各自的阀门 105经油壬104、软管103和混砂车吸入管汇油壬102向混砂车101供液。 在压裂施工前，要使用吊车和大卡车把地面罐从别处(一般是上次压裂施 工的某井场)运输到本施工井场并摆放好。施工使用的压裂溶胶液用运液 罐车拉到井场，用泵车从地面罐的罐口打入地面罐等待施工。压裂施工前 还要连接各软管，施工结束后要卸下软管，有一定工作量。软管内有大量 溶胶液，拆卸时造成对井场的污染。图2是使用运液罐车的压裂施工(俗 称"一条龙")供液系统图。从图2可见，运液罐车208上的运液罐207通过 阀门206，经油壬205、软管204、混砂车吸入管汇油壬202和混砂车阀门 203向混砂车201供液。运液罐车的运液罐里装满压裂溶胶液，不必象"使 用地面罐的供液系统"那样事先搬罐和用泵车往地面罐中打压裂溶胶液。但 是，由于每个运液罐的容积都较小(相对于每个地面罐而言)，因此一次 施工需要的运液罐车就很多，通常需要10台以上的运液罐车在施工井场， 这样占用井场面积就很大。施工前后连接和拆卸软管的工作量比"使用地面 罐施工"还要大，而且拆卸造成软管内的液体外泄，造成井场污染就更大。 由于井场放不下太多的运液罐车，往往在施工当中把打完液体的运液罐车 开走，把另一台装满液体的运液罐车开进来并连接供液。这样倒换造成的 井场污染就更大了。
图1和图2是使用配液站配制好的压裂溶胶液进行供液。不能根据实际使用量来配置，这样或者用量不够，或者配制太多造成浪费。
图1和图2所示供液系统中，当地面罐或运液罐中的压裂溶胶液剩余 量较少时，混砂车的吸入状况就不佳，尤其施工当中遇地面或井下特殊情 况需要停泵时，混砂车再次开泵很可能发生无法吸入溶胶液的故障，造成 巨大的经济损失。
另外，所有罐内残留的压裂溶胶液不能集中到一起，不能被再次利用， 造成浪费。
发明内容
为了克服现有的压裂供液系统占用井场面积大，很多井场无法施工， 尤其无法进行井场连续混配施工、施工准备的时间长、混砂车的吸入状况 不良、罐内残留液体多、易污染环境的不足，本实用新型提供了一种新的 供液系统。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是
一种用于油田水力压裂施工的新型供液系统，包括混砂车，其特征在 于包括溶合罐车和中继罐车，溶合罐车与中继罐车连接，中继罐车与混 砂车连接；
所述的溶合罐车上设有溶合罐，溶合罐的上方设有入口；叶桨、搅拌
器减速器和搅拌器动力装置构成搅拌器，叶桨安装在溶合罐内部，搅拌器 动力装置设在溶合罐外部，叶桨与搅拌器减速器连接，搅拌器减速器与搅
拌器动力装置连接；溶合罐的下方设有液泵，液泵与液泵动力装置连接， 液泵和液泵动力装置固定在底座上，底座卡在汽车底盘上，液泵的入口通 过液泵吸入管与溶合罐的出口相连，溶合罐出口位于溶合罐的下部，液泵 出口与液泵排出管线相连；溶合罐的上方设有混合器，混合器的入口与液 泵排出管线连接，混合器与混合器减速器连接，混合器减速器与混合器动 力装置连接，混合器内有多个旋转的叶轮和多个固定的叶片，混合器与涡所述的中继罐车上设有中继罐，中继罐的上方有多个入口，中继罐的 下方有出口，出口经软管和混砂车吸入管汇油壬与混砂车连接，中继罐上
装有液位计；
所述的动力装置是电动机、液压马达或气马达。
用于油田水力压裂施工的新型供液系统，还可以设有动力车，动力车上 装有动力机，动力机通过动力传输线分别为中继罐车和溶合罐车提供能量。 所述的动力机是内燃发电机组、内燃机液压泵组、内燃机气泵组或汽车发 动机。
用于油田水力压裂施工的新型供液系统，还可以设有浓縮液罐车，浓縮 液罐车上设有浓縮液罐，浓缩液罐的出口和浓縮液泵的入口和溢流阀的出 口相连，浓缩液泵的出口和溢流阀的入口和浓縮液排出软管相连。
用于油田水力压裂施工的新型供液系统，还可以设有液体回收装置，液 体回收装置由接液箱、潜水泵和排出管组成，接液箱安装在溶合罐车的下 部，潜水泵安装在接液箱内，排出管的两端分别连接潜水泵和溶合罐。 本实用新型的有益效果是-
1、 本实用新型占用井场面积小。本实用新型由于设置了中继罐车，通 过软管将溶合罐车上溶合罐中的压裂溶胶液打入中继罐车的中继罐中，这 样在施工现场只使用少量的溶合罐车往复运输，即可满足混砂车的需求， 因此占用井场面积小，
2、 施工准备的时间短。由于施工前，只需通过软管将中继罐车和混砂 车连接，而在施工过程中，只需把溶合罐上的软管插在中继罐上方的入口 里，即可将压裂溶胶液打入中继罐内，进而打入混砂车中，因此操作方便， 节省施工时间。
3、 混砂车的吸入状况良好。由于设置了中继罐车，这样即使每台溶合 罐车上溶合罐内的压裂溶胶液剩余量较少，通过左、右液泵将剩余的压裂 溶胶液打入中继罐内，这样，剩余压裂溶胶液都汇集到中继罐内，相对于溶合罐，中继罐中的压裂溶胶液较多，利于混砂车的吸入。
4、 节约资源。本实用新型由于设置了浓縮液罐车，可以现场配置压裂 溶胶液。如果井场面积大，可以在施工现场配置，如果面积小，可以在其 他临近的场地配置，此时一台浓縮液罐车与两台溶合罐车(内装清水)组 成配置系统，向第三台溶合罐车内打入稀释的压裂溶胶液，然后，装满压 裂溶胶液的溶合罐车再与中继罐车连接，因此可以根据现场的实际用量进 行配制，防止压裂溶胶液的短缺或过量，防止浪费或影响施工。另外由于 设置了回收装置，在施工当中或施工完成后，可以将剩余的压裂溶胶液通 过接液箱、潜水泵和排出管汇集到一台溶合罐车内，可以再利用。
5、 保护环境。由于中继罐车和混砂车在施工前连接后直到施工完成， 不再拆卸，因此减少了此处软管中的压裂溶胶液污染环境。中继罐和溶合 罐是在上方的入口通过软管连接，在更换溶合罐车时，软管内的压裂溶胶 液不会洒落地面，减少对地面的污染。当施工完成后，溶合罐内剩余的压 裂溶胶液通过回收装置集中到一台溶合罐车内，减少了对地面的污染几率。
因此，本实用新型减少了压裂施工连接软管的数量，减少了施工准备 的工作量，减少了施工准备的时间，也大大减少了液体的漏失从而减轻了 对井场环境的污染。它改善了混砂车的吸入状况，可以提高施工的成功率， 该装置使罐内残留液体几乎为零，提高了液体的利用率。该供液系统占用 井场地面面积小，使得许多本来无法用井场连续混配压裂液施工的井场可 以进行井场连续混配压裂液施工，而井场连续混配压裂液施工具有节约压 裂液、节省配液和运液成本的优点，有巨大的经济效益。
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图1是现有技术中采用地面罐的一种供液系统； 图2是现有技术中采用运液罐车的一种供液系统； 图3是本实用新型的结构示意图 图4是本实用新型现场配制溶胶液系统示意图；图5是本实用新型液体回收装置示意图； 图6是图5的俯视图。
具体实施方式
实施例l
如图.3所示， 一种用于油田水力压裂施工的新型供液系统，包括混砂 车31、溶合罐车13、中继罐车22和动力车35。
溶合罐车13上有溶合罐3，溶合罐3上方有入口 19。
叶桨'8、搅拌器减速器10和搅拌器电动机11构成搅拌器，叶桨8安装 在溶合罐3内部，搅拌器电动机11设在溶合罐3外部，搅拌器减速器10 一部分在溶合罐3内部， 一部分在溶合罐3外部，叶桨8与搅拌器减速器 10连接，搅拌器减速器10与搅拌器电动机11连接；
溶合罐3的下方设有左液泵6和右液泵23，左液泵6与左液泵电动机 7连接，右液泵23与右液泵电动机21连接，左液泵6和左液泵电动机7固 定在底座上，底座卡在汽车底盘上，右液泵23和右液泵电动机21固定在 底座上，底座卡在汽车底盘上，左液泵6的入口通过左液泵吸入管12与溶 合罐3的前出口相连，右液泵23的入口通过右液泵吸入管24与溶合罐3 的后出口相连，溶合罐3的两个前、后出口位于溶合罐3的下部，左液泵6 出口和右液泵23出口与液泵排出管线20相连；
溶合罐3的上方设有混合器18，混合器18的入口与液泵排出管线20 连接，混合器18与混合器减速器15连接，混合器减速器15与混合器电动 机14连接，混合器18内有多个旋转的叶轮和多个固定的叶片，混合器18 与涡轮流量计16相连；
中继罐车22上设有中继罐25，中继罐25的上方有多个入口 27,中继 罐25的下方有前出口 26和后出口 32,前出口 26和后出口 32经软管28、 29和混砂车吸入管汇油壬30与混砂车31连接，中继罐25上装有液位计 34;软管17的一端固定在溶合罐车13上，另一端插入中继罐车22的中继 罐25的入口 27里。
动力车35上装有动力机1，动力机1通过动力传输线2分别为中继罐车 和溶合罐车提供能量。动力机l采用内燃发电机组。
本实施例中，动力装置采用的是电动机。动力装置也可采用液压马达 或气马达。
工作原理是当使用配液站配制的压裂溶胶液施工时，如图3所示， 此种系统，溶合罐里装的是配液站配制的压裂溶胶液。让中继罐车22 (本 实施例中设置了二台)靠近混砂车31摆放，与混砂车31之间的距离500 700毫米即可。把与中继罐25的前出口 26和后出口 32连接的软管28和 29通过混砂车吸入管汇油壬30 —一连接到混砂车31上。溶合罐车3 (本 实施例中设置了四台)均尾部靠近中继罐车，软管17的一端始终固定在溶 合罐车上，而另一端插入中继罐的入口，先在两台中继罐里装满清水，用 于施工开始的"循环"、"试压"。四台溶合罐均装满压裂溶胶液。动力车35 可以摆放在井场空闲位置，用动力传输线2为中继罐车和溶合罐车提供能 量。施工开始，混砂车的吸入泵不断地把中继罐内的液体泵走，这时开动 溶合罐车的左液泵6和右液泵23，把溶合罐中的液体源源不断地打到中继 罐中，观察位于中继罐上的液位计34，调整开泵的数量，保证中继罐中的 液体基本是满的且不会溢出。当某台溶合罐内的液体打完，将该溶合罐车 开出去，另一台装满液体的溶合罐车再倒进来。因为八台液泵6等和23等 的总瞬时流量远大于混砂车所需液体的瞬时流量，调换溶合罐车所耽误的 时间靠瞬时流量差来弥补。
如果使用井场连续混配车施工，则本实施例中的软管28和29不再与 混砂车相连，而是与井场连续混配车相连。也就是说，不再直接为混砂车 供液，而是为井场连续混配车供液，井场连续混配车再为混砂车供液。此 种供液方法，溶合罐里装的是清水。
9实施例2
本实施例是采用在现场配制压裂溶胶液，进行供液。 因此在实施例1的基础上增加配液系统。
如图4所示，浓縮液罐车40上设有浓缩液罐41，浓縮液罐41上的左 出口 42和左浓縮液泵43的入口和左溢流阀45的出口相连，左浓縮液泵43 的出口和左溢流阀45的入口和浓縮液左排出软管44相连；浓縮液罐41的 右出口 46和右浓縮液泵47的入口和右溢流阀48的出口相连，右浓缩液泵 47的出口和右溢流阀48的入口和浓缩液右排出软管49相连。
现场配液的工作原理是图3的供液系统在本实施例中仍然需要。只 是增加了如图4所示的现场配制溶胶液系统。图4所示的系统的功能是将 浓縮液和清水溶合而形成压裂溶胶液。通常情况下，为了保证有足够的压 裂溶胶液向中继罐中打入，根据压裂设计的需要， 一般总保持有两台配制 好压裂溶胶液的溶合罐车等待进入井场供液。之所以保持两台，是为了使 得到的溶胶液能够放置一定时间，使液体更好地溶合，提高压裂溶胶液的 质量。所以， 一般取四台溶合罐车，溶合罐中装满清水。配液前，把浓縮 液左排出软管44通过三通60、流量计61、阀门62与溶合罐车(提供清水) 的液泵排出管线20相连，均使用油壬连接。把浓縮液右排出软管49通过 三通60、流量计61、阀门62与溶合罐车(提供清水)的液泵排出管线20 相连，均使用油壬连接。软管17的两端分别连接提供清水的溶合罐车和接 收稀释的压裂溶胶液的溶合罐车。动力车35上的动力机通过动力传输线给 浓縮液罐车及各溶合罐车供能。浓縮液罐里装的是浓缩液，供液溶合罐里 装的是清水，受液溶合罐是空罐。开动动力机供能。开动左、右浓缩液泵， 开动供液溶合罐车的左、右液泵和混合器，开动受液溶合罐车的搅拌器。 这时清水从供液溶合罐车的左、右液泵(图中用虚线画出)经液泵排出管线进 入混合器，浓縮液从浓縮液罐经左、右浓缩液泵、浓縮液左、右排出软管、三通、流量计、阀门进入混合器。在混合器里，清水与浓縮液充分混合后， 经涡轮流量计、软管进入受液溶合罐，在受液溶合罐里，通过搅拌器的搅 拌以及较长时间的溶合，逐渐形成符合要求的压裂溶胶液。通过观察涡轮 流量计得知压裂溶胶液的瞬时流量，通过观察流量计得知浓縮液的瞬时流 量，调节阀门开闭的大小，使清水和浓縮液的比例达到压裂设计的要求。
当某台受液溶合罐装满时，关闭相应的电源，卸下电源线，卸下浓縮 液管线，开走该溶合罐车，将另一台空溶合罐车开进来。每装满两台受液 溶合罐，相应的两台供液溶合罐也就成了空罐，此时应当关闭这两台供液 溶合罐车的电源，卸下电源线，卸下浓缩液管线，换上两台装满清水的溶 合罐车。
实施例3 .
本实施例是为了当施工完成后，回收溶合罐车中剩余的压裂溶胶液。
因此在实施例1或2的基础上增加液体回收装置。
如图'5和图6所示，液体回收装置由接液箱51、潜水泵52和排出管 53组成，接液箱51安装在溶合罐车13的下部，潜水泵52安装在接液箱 51内，排出管53的两端分别连接潜水泵52和溶合罐3。
回收装置的工作原理是当施工完成后，为了使溶合罐车中剩余的压 裂溶胶液集中到一起，便于再次利用及防止污染环境。通常只在所有的溶 合罐车中的1~2台中安装回收装置。行车中，液体回收装置收起来，不影 响车的通过性能，也不超长、超高、超宽。回收液体时，通过液压或机械 传动方式把液体回收装置下放成如图5的位置。使接液箱的下底面接近地 面。其它溶合罐里残存的液体或压裂输液管线里的液体就可以往接液箱里 放。这时候开动潜水泵，液体就经排出管打入溶合罐被收集起来。
权利要求1、一种用于油田水力压裂施工的新型供液系统，包括混砂车，其特征在于包括溶合罐车和中继罐车，溶合罐车与中继罐车连接，中继罐车与混砂车连接；所述的溶合罐车上设有溶合罐，溶合罐的上方设有入口；叶桨、搅拌器减速器和搅拌器动力装置构成搅拌器，叶桨安装在溶合罐内部，搅拌器动力装置设在溶合罐外部，叶桨与搅拌器减速器连接，搅拌器减速器与搅拌器动力装置连接；溶合罐的下方设有液泵，液泵与液泵动力装置连接，液泵和液泵动力装置固定在底座上，底座卡在汽车底盘上，液泵的入口通过液泵吸入管与溶合罐的出口相连，溶合罐出口位于溶合罐的下部，液泵出口与液泵排出管线相连；溶合罐的上方设有混合器，混合器的入口与液泵排出管线连接，混合器与混合器减速器连接，混合器减速器与混合器动力装置连接，混合器内有多个旋转的叶轮和多个固定的叶片，混合器与涡轮流量计相连；所述的中继罐车上设有中继罐，中继罐的上方有多个入口，中继罐的下方有出口，出口经软管和混砂车吸入管汇油壬与混砂车连接，中继罐上装有液位计。
2、 按照权利要求1所述的用于油田水力压裂施工的新型供液系统，其 特征在于动力装置是电动机、液压马达或气马达。
3、 按照权利要求1所述的用于油田水力压裂施工的新型供液系统，其 特征在于设有动力车，动力车上装有动力机，动力机通过动力传输线分别 为中继罐车和溶合罐车提供能量。
4、 按照权利要求3所述的用于油田水力压裂施工的新型供液系统，其 特征在于动力机是内燃发电机组、内燃机液压泵组、内燃机气泵组或汽车 发动机。
5、 按照权利要求1或2或3所述的用于油田水力压裂施工的新型供液 系统，其特征在于设有浓縮液罐车，浓縮液罐车上设有浓縮液罐，浓縮液 罐的出口和浓縮液泵的入口和溢流阀的出口相连，浓縮液泵的出口和溢流 阀的入口和浓縮液排出软管相连。
6、 按照权利要求1或2或3所述的用于油田水力压裂施工的新型供液 系统，其特征在于设有液体回收装置，液体回收装置由接液箱、潜水泵和 排出管组成，接液箱安装在溶合罐车的下部，潜水泵安装在接液箱内，排 出管的两端分别连接潜水泵和溶合罐。
7、 按照权利要求5所述的用于油田水力压裂施工的新型供液系统，其 特征在于设有液体回收装置，液体回收装置由接液箱、潜水泵和排出管组 成，接液箱安装在溶合罐车的下部，潜水泵安装在接液箱内，排出管的两 端分别连接潜水泵和溶合罐。
专利摘要本实用新型涉及用于油田水力压裂施工的新型供液系统。采用的技术方案是包括混砂车，其特征在于溶合罐车上装有溶合罐。叶桨与搅拌器减速器和搅拌器动力装置连接；溶合罐下方设液泵，液泵与液泵动力装置连接，液泵入口通过液泵吸入管与位于溶合罐下部的出口相连，液泵出口与液泵排出管线相连；溶合罐上方设混合器，混合器入口与液泵排出管线连接，混合器与混合器减速器、混合器动力装置和涡轮流量计相连；中继罐车上设中继罐，中继罐上设入口和出口，出口经软管和混砂车吸入管汇油壬与混砂车连接，中继罐上有液位计；软管两端连接溶合罐车和中继罐车。本实用新型占用井场面积小，施工准备时间短、混砂车吸入状况好、保护环境。
文档编号E21B43/25GK201358774SQ20092001111
公开日2009年12月9日 申请日期2009年3月4日 优先权日2009年3月4日
发明者赵正辉 申请人:赵正辉