一種壓裂液連續(xù)混配裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種壓裂液連續(xù)混配裝置。該混配裝置包括：第一混合單元，用于混合增稠劑和水以得到第一預(yù)混溶液；第二混合單元，用于混合固體添加劑和水以得到第二預(yù)混溶液；液體添加劑供給單元，用于定量供給各種液體添加劑；第三混合單元，與第一混合單元、第二混合單元以及液體添加劑供給單元連接。該裝置實(shí)現(xiàn)了增稠劑、多種液體添加劑以及固體添加劑的同時(shí)加入，節(jié)約了壓裂時(shí)間和成本；實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、大流量壓裂液配制；壓裂液無“水包粉”現(xiàn)象，溶液粘度上升快、混配均勻。
【專利說明】一種壓裂液連續(xù)混配裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于油氣田壓裂施工配液工藝【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型壓裂液連續(xù)混配裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著油田開發(fā)深度的不斷加深，部分油田已經(jīng)進(jìn)入中后期，需要通過過三次采油即壓裂技術(shù)，實(shí)現(xiàn)油氣資源的增產(chǎn)增收。
[0003]壓裂過程需要將各種化學(xué)添加劑、稠化劑等物質(zhì)按一定的比例混合均勻后，注入地層實(shí)現(xiàn)油氣的增產(chǎn)。目前部分壓裂過程普遍采用提前間歇配液法實(shí)現(xiàn)壓裂液的混配，然后通過運(yùn)輸罐車將壓裂液運(yùn)至壓裂作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。該方式不僅造成壓裂液運(yùn)輸成本高，而且壓裂施工突發(fā)事件多，極易引起壓裂液的浪費(fèi)，進(jìn)一步增加壓裂成本。
[0004]同為油田服務(wù)提供商的哈里伯頓(Hal I iburton )公司和斯倫貝謝(Schlumberger )公司分別研制出不同類型的壓裂液連續(xù)混配裝置，但是，它們僅適合于濃縮液的輸送，不適合部分地區(qū)，例如中國(guó)的實(shí)際應(yīng)用。鑒于此，中國(guó)的四機(jī)賽瓦公司研制出一種能夠?qū)崿F(xiàn)水粉混合的連續(xù)混配裝置，但是該單元對(duì)稠化劑瓜爾膠粉料有特殊要求。另外，其還不能實(shí)現(xiàn)所有添加劑的同車添加，而且配液量較小，不能滿足大規(guī)模壓裂作業(yè)要求。
[0005]通過以上分析，油田壓裂施工需要設(shè)計(jì)一種能夠滿足各類稠化劑添加使用，并且能夠滿足連續(xù)大規(guī)模壓裂作業(yè)要求的連續(xù)配液裝置及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種壓裂液連續(xù)混配裝置，該裝置能夠適用所有類型增稠劑的混配，能夠同時(shí)添加固體添加劑及其它各類液體添加劑，配制的壓裂液質(zhì)量高，能夠滿足連續(xù)壓裂作業(yè)要求。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
[0008]一種壓裂液連續(xù)混配裝置，包括:
[0009]第一混合單元，用于混合增稠劑和水以得到第一預(yù)混溶液(即增稠劑預(yù)混溶液)；
[0010]第二混合單元，用于混合固體添加劑和水以得到第二預(yù)混溶液(即固體添加劑預(yù)混溶液);
[0011]液體添加劑供給單元，用于定量供給各種液體添加劑；
[0012]第三混合單元，與第一混合單元、第二混合單元以及液體添加劑供給單元連接，用于混合來自所述第一混合單元的第一預(yù)混溶液、來自所述第二混合單元的第二預(yù)混溶以及來自所述液體添加劑供給單元的各種液體添加劑以獲得壓裂液。
[0013]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，該裝置還包括:
[0014]增稠劑計(jì)量單元，與所述第一混合單元連接，用于定量輸送增稠劑至所述第一混合單元；
[0015]固體添加劑計(jì)量單元，與所述第二混合單元連接，用于定量輸送固體添加劑至所述第二混合單元；
[0016]增稠劑自動(dòng)上料單元，與所述增稠劑計(jì)量單元連接，以自動(dòng)向所述增稠劑計(jì)量單元上料；
[0017]固體添加劑自動(dòng)上料單元，與所述固體添加劑計(jì)量單元連接，以自動(dòng)向所述固體添加劑計(jì)量單元上料；
[0018]清水供給單元，與所述第一混合單元、所述第二混合單元連接，用于定量供給清水至所述第一混合單元和所述第二混合單元。
[0019]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，該裝置還包括控制單元，至少與增稠劑計(jì)量單元、固體添加劑計(jì)量單元、清水供給單元和液體添加劑供給單元連接，用于讀取增稠劑計(jì)量單元中增稠劑流量從而控制清水供給單元對(duì)所述第一混合單元供水的流量；用于讀取固體添加劑計(jì)量單元中固體添加劑流量從而控制清水供給單元對(duì)所述第二混合單元供水的流量；控制液體添加劑供給單元中各種液體添加劑的添加比例和流量。
[0020]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述清水供給單元還與所述第三混合單元連接，以定量供給清水至所述第三混合單元。
[0021]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，該混配裝置還包括:自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧c所述第三混合單元出口連接；所述第三混合單元內(nèi)設(shè)置有液位監(jiān)控器，所述自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧鶕?jù)所述第三混合單元的液位高低自動(dòng)控制壓裂液的發(fā)液量，所述自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧隹谔幵O(shè)置有在線粘度檢測(cè)裝置，用于時(shí)刻檢測(cè)混配壓裂液的粘度值。
[0022]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述增稠劑計(jì)量單元、固體添加劑計(jì)量單元、增稠劑自動(dòng)上料單元、固體添加劑自動(dòng)上料單元、液體添加劑供給單元、清水供給單元、第一混合單元、第二混合單元、第三混合單元和控制單元安裝于至少一輛運(yùn)輸載具上。更優(yōu)選地，所述運(yùn)輸載具為平板半掛車。
[0023]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述液體添加劑供給單元包括:N個(gè)氣動(dòng)泵、N個(gè)緩沖罐以及N個(gè)自吸泵；所述N個(gè)氣動(dòng)泵，用于輸送N種液體添加劑至各自的緩沖罐中；所述N個(gè)緩沖罐，用于暫時(shí)儲(chǔ)存N種液體添加劑；所述N個(gè)自吸泵，分別用于將N個(gè)緩沖罐中的N種液體添加劑泵入所述第三混合單元中；其中，N為大于等于I的整數(shù)。
[0024]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述清水供給單元包括:第一水泵，用于向所述第一混合單元供水；第一流量計(jì)，用于監(jiān)控所述第一水泵供水的流量，并與所述控制單元連接；第一流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)所述第一水泵的流量，所述控制單元根據(jù)增稠劑計(jì)量單元和第一流量計(jì)的反饋結(jié)果，通過所述第一流量調(diào)節(jié)閥對(duì)所述第一水泵的流量進(jìn)行控制；第二水泵，用于向所述第二混合單元供水；第二流量計(jì)，用于監(jiān)控所述第二水泵供水的流量，并與所述控制單元連接；和第二流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)所述第二水泵的流量，所述控制單元根據(jù)固體添加劑計(jì)量單元和第二流量計(jì)的反饋結(jié)果，通過所述第二流量調(diào)節(jié)閥對(duì)所述第二水泵的流量進(jìn)行控制；以及第三水泵，用于向所述第三混合單元供水。
[0025]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述控制單元為PLC (可編程邏輯控制器)，所述控制單元還控制第一混合單元、第二混合單元向第三混合單元供給溶液的流量。[0026]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，所述第三混合單元可以為本領(lǐng)域常規(guī)液體混合器，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述第三混合單元包括:初步混合管路，與所述第一混合單元、所述第二混合單元、所述液體添加劑供給單元和所述清水供給單元連接，用于同時(shí)接收并初步混合來自所述第一混合單元的增稠劑預(yù)混溶液、來自第二混合單元的固體添加劑預(yù)混溶液、來自所述液體添加劑供給單元的各種液體添加劑以及來自所述清水供給單元的清水；以及混合罐，與所述初步混合管路出口連接，用于接收并充分混合來自所述初步混合管路的混合液。更優(yōu)選地，所述混合罐包括:罐體，內(nèi)部設(shè)有腔體；多個(gè)隔板，平行且豎直地設(shè)于所述罐體內(nèi)部的所述腔體中，且所述隔板的高度小于所述腔體的內(nèi)部高度(即相對(duì)側(cè)壁之間的垂直距離)，相鄰所述隔板的上端和下端分別固定于所述腔體的側(cè)壁上，以在所述隔板的自由端和所述腔體的側(cè)壁之間、相鄰的所述隔板之間形成一液體通道。優(yōu)選地，所述混合罐還包括:擋板，一端固定于所述隔板的側(cè)面，另一端向下傾斜并與相鄰的另一所述隔板保持距離。更優(yōu)選地，在所述混合罐的底部設(shè)有連通所述罐體外部的通孔，以避免液體殘留于所述罐體內(nèi)部或清罐使用。
[0027]在上述壓裂液連續(xù)混配裝置中，所述增稠劑為瓜爾膠、羥丙基瓜爾膠、羧甲基羥丙基瓜爾膠、聚丙烯酰胺、甲叉基聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉、田箐膠、香豆膠、魔芋膠、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素和羧甲基羥乙基纖維素中的一種或多種。；所述固體添加劑為氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、氯化鈣、氯化鎂、檸檬酸、亞硫酸氫鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉和硫代硫酸鈉中的一種或多種。所述各種液體化學(xué)添加劑包括殺菌劑、助排劑、粘土穩(wěn)定劑、溫度穩(wěn)定劑、破乳劑和PH調(diào)節(jié)劑；優(yōu)選地，所述各種液體化學(xué)添加劑的總添加量占所述壓裂液總質(zhì)量的0.01%-20% ;所述殺菌劑為戊二醛、氯苯氧化物和季氨化合物中的一種或多種；所述粘土穩(wěn)定劑為無機(jī)鹽類粘土穩(wěn)定劑，更優(yōu)選為氯化鈉、氯化鉀、氯化銨、氯化鈣和氯化鎂中的一種或多種；所述溫度穩(wěn)定劑為硫代硫酸鈉、亞硫酸氫鈉和三乙醇胺中的一種或多種；所述PH調(diào)節(jié)劑為醋酸、檸檬酸、亞硫酸氫鈉、富馬酸、氨基磺酸、鹽酸、硝酸、磷酸二氫鈉二水、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀和氧化鎂中的一種或多種。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0029](I)固體添加劑同車添加的實(shí)現(xiàn)，解決了以往先配固體添加劑溶液的間歇式配液方法，突破了現(xiàn)有設(shè)備無法添加固體添加劑的現(xiàn)狀。
[0030](2)高效混合罐的設(shè)計(jì)，適用于所有類型增稠劑溶液比如原粉、改性、速溶等各種類型的增稠劑，應(yīng)用范圍廣，突破了高分子化合物物料的使用界限，而且可配制大流量壓裂液，實(shí)現(xiàn)了壓裂作業(yè)的連續(xù)進(jìn)行。
[0031](3)增稠劑預(yù)混溶液以及固體添加劑預(yù)混溶液的配制，以及液體化學(xué)添加劑的同車同時(shí)添加，不僅在混配方法上實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的突破，而且這種混配方法適用于各種物料，大大降低了壓裂作業(yè)成本。
[0032]壓裂液連續(xù)混配裝置作為壓裂施工重要的地面配套設(shè)備，具有重要的作用和廣闊的應(yīng)用前景。增稠劑即高分子化合物物料、多種添加劑同車進(jìn)料及高效混合技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，節(jié)約了壓裂時(shí)間和成本；壓裂液的連續(xù)、大流量完全配制，提升了壓裂作業(yè)質(zhì)量水平；橇裝式的整體布局，滿足野外作業(yè)工況需求，特別適用于運(yùn)輸不便、地勢(shì)不平坦的地區(qū)，應(yīng)用范圍廣。連續(xù)配制的壓裂液無“水包粉”現(xiàn)象，溶液粘度上升快、混配均勻，壓裂液質(zhì)量高?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明壓裂液連續(xù)混配裝置示意圖；
[0034]圖2是本發(fā)明混合罐的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]其中，附圖標(biāo)記說明如下:1_控制單元；2_第二混合單元；3_第一混合單元；4-第三混合單元；40_混合罐；罐體-41 ；42-混合罐進(jìn)口 ；43_混合罐出口 ；隔板-44 ;擋板-45 ；401-相鄰隔板之間的間隙；402_開口 ；403_通孔；5_自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧?_固體添加劑自動(dòng)上料單元；7_增稠劑自動(dòng)上料單元；8_增稠劑計(jì)量單元；9_固體添加劑計(jì)量單元；10_清水供給單元；11-液體添加劑供給單元。
【具體實(shí)施方式】
[0036]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0037]參見圖1，其為本發(fā)明壓裂液連續(xù)混配裝置的示意圖，包括:兩個(gè)自動(dòng)上料單元(增稠劑自動(dòng)上料單元7和固體添加劑自動(dòng)上料單元6)、增稠劑計(jì)量單元8、固體添加劑計(jì)量單元9、液體添加劑供給單元11、清水供給單元10、第一混合單元3、第二混合單元2、第三混合單元4、控制單元1、自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧?。增稠劑計(jì)量單元8、固體添加劑計(jì)量單元9、增稠劑自動(dòng)上料單元7、固體添加劑自動(dòng)上料單元6、液體添加劑供給單元11、清水供給單元10、第一混合單元3、第二混合單元2、第三混合單元4和控制單元I可安裝于一輛平板半掛車上。下面對(duì)上述部件一一進(jìn)行說明。
[0038]增稠劑自動(dòng)上料單元7，與增稠劑計(jì)量單元連接，以自動(dòng)向增稠劑計(jì)量單元8上料；固體添加劑自動(dòng)上料單元6，與固體添加劑計(jì)量單元9連接，以自動(dòng)向固體添加劑計(jì)量單元9上料。增稠劑自動(dòng)上料單元7與固體添加劑自動(dòng)上料單元6可以具有相同結(jié)構(gòu)也可以為不同結(jié)構(gòu)，其可以使用本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備來完成，只要能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)上料即可。
[0039]增稠劑計(jì)量單元8，與第一混合單元3連接，將增稠劑自動(dòng)上料單元7的增稠劑以規(guī)定流量和流速輸送給第一混合單元3 ;固體添加劑計(jì)量單元9，與第二混合單元2連接，將來自固體添加劑自動(dòng)上料單元6的固體添加劑以規(guī)定的流量和流速輸送給第二混合單元
2。增稠劑計(jì)量單元8和固體添加劑計(jì)量單元9可以具有相同結(jié)構(gòu)也可以為不同結(jié)構(gòu)，其可以使用本領(lǐng)域常規(guī)設(shè)備來完成，只要能夠?qū)崿F(xiàn)定量定速的輸送物料即可。
[0040]清水供給單元10，與第一混合單元3連接，用于定量向第一混合單元3供給清水，以使清水和增稠劑在每個(gè)單位時(shí)間(比如Is)內(nèi)均能按規(guī)定的配比混合，也就是說在添加增稠劑至第一混合單元3的同時(shí)保證清水按規(guī)定流量也添加至第一混合單元3中；與第二混合單元2連接，用于定量向第二混合單元2供給清水，以使清水和固體添加劑在每個(gè)單位時(shí)間(比如Is)內(nèi)均能按規(guī)定的配比混合，也就是說在添加固體添加劑至第二混合單元2的同時(shí)保證清水按規(guī)定流量也添加至第二混合單元2中；與第三混合單元4連接，用于定量向第三混合單元4供給清水。具體地，在該實(shí)施例中，清水供給單元10包括:第一水泵，用于向第一混合單元3供水；第一流量計(jì)，用于監(jiān)控第一水泵供水的流量，并與控制單元I連接；第一流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)第一水泵的流量，控制單元I根據(jù)增稠劑計(jì)量單元8和第一流量計(jì)的反饋結(jié)果，通過第一流量調(diào)節(jié)閥對(duì)第一水泵的流量進(jìn)行控制；第二水泵，用于向第二混合單元2供水；第二流量計(jì)，用于監(jiān)控第二水泵供水的流量，并與控制單元I連接；和第二流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)第二水泵的流量，控制單元I根據(jù)固體添加劑計(jì)量單元9和第二流量計(jì)的反饋結(jié)果，通過第二流量調(diào)節(jié)閥對(duì)第二水泵的流量進(jìn)行控制；以及第三水泵，用于向第三混合單元4供水。
[0041]第一混合單元3，分別與增稠劑計(jì)量單元8的出口和清水供給單元10的第一水泵出口連接，用于接收來自增稠劑計(jì)量單元8的增稠劑和來自第一水泵的清水并將二者進(jìn)行充分混合以得到增稠劑預(yù)混溶液；具體地，在該實(shí)施例中，第一混合單元3為本領(lǐng)域常規(guī)水粉混合器，其通過機(jī)械攪拌的方式來完成水與增稠劑的混合。
[0042]第二混合單元2，分別與固體添加劑計(jì)量單元9的出口和清水供給單元10的第二水泵出口連接，用于接收來自固體添加劑計(jì)量單元9的固體添加劑和來自第二水泵的清水并將二者進(jìn)行充分混合以得到固體添加劑預(yù)混溶液。該混合器可以是本領(lǐng)域常用的混合罐,其通過機(jī)械攪拌的方式來完成水與固體添加劑的充分混合。
[0043]液體添加劑供給單元11，用于定量向第三混合單元4供給各種液體添加劑；具體地，在該實(shí)施例中，液體添加劑采用了殺菌劑、助排劑、粘土穩(wěn)定劑和發(fā)泡劑、抑菌劑，液體添加劑供給單元包括:5個(gè)氣動(dòng)泵、5個(gè)緩沖罐以及5個(gè)自吸泵。5個(gè)氣動(dòng)泵，分別用于輸送桶裝殺菌劑、助排劑、粘土穩(wěn)定劑和發(fā)泡劑、抑菌劑，至各自的緩沖罐中；5個(gè)緩沖罐，用于暫時(shí)儲(chǔ)存以上5種液體添加劑；5個(gè)自吸泵，用于將上述5種液體添加劑泵入第三混合單元4中。
[0044]第三混合單元4，分別與第一混合單元3、第二混合單元2、清水供給單元10和液體添加劑供給單元11連接，用于同時(shí)接收來自第一混合單元3的增稠劑預(yù)混溶液、來自第二混合單元2的固體添加劑預(yù)混溶液、來自清水供給單元10的清水以及來自液體添加劑供給單元11的各種液體添加劑并將其充分混合以得到壓裂液。具體地，在該實(shí)施例中，第三混合單元4包括:初步混合管路即一段普通管路，與第一混合單元3、第二混合單元2、液體添加劑供給單元11和清水供給單元10連接，用于同時(shí)接收并初步混合增稠劑預(yù)混溶液、固體添加劑預(yù)混溶液、各種液體添加劑以及清水；以及混合罐，與初步混合管路出口連接，用于接收并充分混合來自初步混合管路的混合液。優(yōu)選地,混合罐包括:罐體41、多個(gè)隔板44、多個(gè)擋板45。罐體41為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為一腔體，該腔體通過用于輸入液體的進(jìn)口 42、用于輸出液體的出口 43連接，如圖2所示，箭頭表示了液體的流動(dòng)方向。隔板44平行且豎直地設(shè)于罐體41內(nèi)部的腔體中，每一隔板44的高度均小于腔體的內(nèi)部高度，使得隔板44的一端和腔體的側(cè)壁之間形成一開口 402。相鄰隔板44的上端和下端分別固定于腔體的側(cè)壁上。擋板45 —端固定于隔板44的側(cè)面，另一端向下傾斜并與相鄰的另一隔板44保持距離。這樣，進(jìn)口 42、開口 402、相鄰隔板44之間的間隙401、出口 43就形成了 一液體通道。優(yōu)選地，在液體通道的底部即罐體41的底部設(shè)有連通罐體41外部的通孔403，以避免液體殘留于罐體41內(nèi)部或清罐使用。
[0045]具體而言，混合罐是將初步混合的混合液進(jìn)行充分混合以獲得質(zhì)量良好的壓裂液，然后經(jīng)發(fā)液泵輸出到發(fā)液管匯，發(fā)液管匯可直接打入混砂車，實(shí)現(xiàn)完全連續(xù)配液混砂。在混合罐中，混合液由底層的進(jìn)口 42進(jìn)入罐體41內(nèi)部，并經(jīng)由開口 402進(jìn)入間隙401后向下經(jīng)過兩層擋板45改變兩次流向，然后再重復(fù)此過程后出罐，得到混合均勻的壓裂液。
[0046]控制單元1，與增稠劑計(jì)量單元8、固體添加劑計(jì)量單元9、清水供給單元10和液體添加劑供給單元11連接，用于讀取增稠劑計(jì)量單元8中增稠劑的流量從而控制清水供給單元10對(duì)第二混合單元3供水時(shí)的流量；用于讀取固體添加劑計(jì)量單元9中固體添加劑的流量從而控制清水供給單元10對(duì)第二混合單元2供水時(shí)的流量；控制液體添加劑供給單元中各種液體添加劑的添加比例和流量。具體地，在實(shí)施例中，所控制單元為PLC (可編程邏輯控制器)。
[0047]自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧?，與第三混合單元4連接；第三混合單元4內(nèi)設(shè)置有液位監(jiān)控器，自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧?可根據(jù)第三混合單元4的液位高低自動(dòng)控制壓裂液的發(fā)液量。具體地，在該實(shí)施例中，自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧òl(fā)液泵、設(shè)置于發(fā)液泵出口發(fā)液管匯上的流量計(jì)、自動(dòng)調(diào)節(jié)閥以及在線粘度檢測(cè)裝置，發(fā)液泵用來將混配后的壓裂液泵出第三混合單元4，流量計(jì)計(jì)量壓裂液發(fā)液量，根據(jù)流體混合器內(nèi)液位監(jiān)控器監(jiān)測(cè)的液位高低，調(diào)節(jié)自動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度，從而保證壓裂液發(fā)液速度及發(fā)液量；在線粘度檢測(cè)裝置可時(shí)刻檢測(cè)混配壓裂液的粘度值。
[0048]本發(fā)明混配裝置的工作原理如下:
[0049]增稠劑經(jīng)增稠劑自動(dòng)上料單元輸送至增稠劑計(jì)量單元中，然后增稠劑計(jì)量單元將增稠劑定量定速的喂入第一混合單元中，同時(shí)供水單元向第一混合單元供水，控制單元PLC讀取增稠劑流量并根據(jù)清水供給單元的第一流量計(jì)結(jié)果通過第一流量調(diào)節(jié)閥控制外部即清水供給單元的第一水泵的流量，以使增稠劑和清水在整個(gè)混合過程的每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)均按指定配比混合，定量配比的增稠劑和水經(jīng)第一混合單元充分混合，得到增稠劑預(yù)混溶液。此時(shí)，也進(jìn)行固體添加劑預(yù)混溶液的配制，即通過固體添加劑自動(dòng)上料單元將固體添加劑送至固體添加劑計(jì)量單元中，然后固體添加劑計(jì)量單元將固體添加劑定量定速的喂入第二混合單元中，同時(shí)供水單元向第二混合單元供水，控制單元PLC讀取固體添加劑流量并根據(jù)清水供給單元的第二流量計(jì)結(jié)果通過第二流量調(diào)節(jié)閥控制外部即清水供給單元的第二水泵的流量，以使固體添加劑和清水在整個(gè)混合過程的每個(gè)單位時(shí)間內(nèi)均按指定配比混合，定量配比的固體添加劑和水經(jīng)第二混合單元充分混合，得到固體添加劑預(yù)混溶液。各類桶裝液體化學(xué)添加劑經(jīng)氣動(dòng)泵抽入各類緩沖罐，經(jīng)各自的自吸泵泵入第三混合單元中；同時(shí)，增稠劑預(yù)混溶液、固體添加劑預(yù)混溶液以及清水經(jīng)各相應(yīng)自吸泵泵入第三混合單元中，實(shí)現(xiàn)所有流體的充分混合，第三混合單元內(nèi)設(shè)置的液位監(jiān)控器負(fù)責(zé)監(jiān)控液位高度，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定高度時(shí)，自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧獙?shí)現(xiàn)自動(dòng)發(fā)液并控制發(fā)液量。本發(fā)明的裝置能夠?qū)崿F(xiàn)所有物料同時(shí)添加，無先后延長(zhǎng)順序。
[0050]以上裝置實(shí)現(xiàn)了壓裂液的連續(xù)、大流量完全配制；連續(xù)配制的壓裂液無“水包粉”現(xiàn)象，溶液粘度上升快(3分鐘內(nèi)壓裂液黏度達(dá)到45厘泊以上)、混配均勻(壓裂液整體黏度均勻，無分層現(xiàn)象)，壓裂液質(zhì)量高(交聯(lián))。
[0051]上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，包括: 第一混合單元，用于混合增稠劑和水以得到第一預(yù)混溶液； 第二混合單元，用于混合固體添加劑和水以得到第二預(yù)混溶液； 液體添加劑供給單元，用于定量供給各種液體添加劑； 第三混合單元，與第一混合單元、第二混合單元以及液體添加劑供給單元連接，用于混合來自所述第一混合單元的第一預(yù)混溶液、來自所述第二混合單元的第二預(yù)混溶以及來自所述液體添加劑供給單元的各種液體添加劑以獲得壓裂液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，該裝置還包括: 增稠劑進(jìn)料計(jì)量單元，與所述第一混合單元連接，用于定量輸送增稠劑至所述第一混合單元； 固體添加劑計(jì)量單元，與所述第二混合單元連接，用于定量輸送固體添加劑至所述第二混合單元； 增稠劑自動(dòng)上料單元，與所述增稠劑計(jì)量單元連接，以自動(dòng)向所述增稠劑計(jì)量單元上料； 固體添加劑自動(dòng)上料單元，與所述固體添加劑計(jì)量單元連接，以自動(dòng)向所述固體添加劑計(jì)量單元上料； 清水供給單元，與所述第一混合單元和所述第二混合單元連接，用于定量供給清水至所述第一混合單元和所述第二混合單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，該裝置還包括控制單元，至少與增稠劑計(jì)量單元、固體添加劑計(jì)量單元、清水供給單元和液體添加劑供給單元連接，用于讀取增稠劑計(jì)量單元中增稠劑流量從而控制清水供給單元對(duì)所述第一混合單元供水的流量；用于讀取固體添加劑計(jì)量單元中固體添加劑流量從而控制清水供給單元對(duì)所述第二混合單元供水的流量；控制液體添加劑供給單元中各種液體添加劑的添加比例和流量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，所述控制單元為PLC，所述控制單元還控制第一混合單元、第二混合單元向第三混合單元供給溶液的流量。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，所述清水供給單元還與所述第三混合單元連接，以定量供給清水至所述第三混合單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，所述增稠劑計(jì)量單元、固體添加劑計(jì)量單元、增稠劑自動(dòng)上料單元、固體添加劑自動(dòng)上料單元、液體添加劑供給單元、清水供給單元、第一混合單元、第二混合單元、第三混合單元和控制單元安裝于至少一輛運(yùn)輸載具上；優(yōu)選地，所述運(yùn)輸載具為平板半掛車。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，所述液體添加劑供給單元包括:N個(gè)氣動(dòng)泵、N個(gè)緩沖罐以及N個(gè)自吸泵；所述N個(gè)氣動(dòng)泵，用于輸送N種液體添加劑至各自的緩 沖罐中；所述N個(gè)緩沖罐，用于暫時(shí)儲(chǔ)存N種液體添加劑；所述N個(gè)自吸泵，分別用于將N個(gè)緩沖罐中的N種液體添加劑泵入所述第三混合單元中；其中，N為大于等于I的整數(shù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，所述清水供給單元包括:第一水泵，用于向所述第一混合單元供水；第一流量計(jì)，用于監(jiān)控所述第一水泵供水的流量，并與所述控制單元連接；第一流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)所述第一水泵的流量，所述控制單元根據(jù)增稠劑計(jì)量單元和第一流量計(jì)的反饋結(jié)果，通過所述第一流量調(diào)節(jié)閥對(duì)所述第一水泵的流量進(jìn)行控制；第二水泵，用于向所述第二混合單元供水；第二流量計(jì)，用于監(jiān)控所述第二水泵供水的流量，并與所述控制單元連接；和第二流量調(diào)節(jié)閥，用于調(diào)節(jié)所述第二水泵的流量，所述控制單元根據(jù)固體添加劑計(jì)量單元和第二流量計(jì)的反饋結(jié)果，通過所述第二流量調(diào)節(jié)閥對(duì)所述第二水泵的流量進(jìn)行控制；以及第三水泵，用于向所述第三混合單元供水。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，所述第三混合單元包括:初步混合管路，與所述第一混合單元、所述第二混合單元、所述液體添加劑供給單元和所述清水供給單元連接，用于同時(shí)接收并初步混合來自所述第一混合單元的增稠劑預(yù)混溶液、來自第二混合單元的固體添加劑預(yù)混溶液、來自所述液體添加劑供給單元的各種液體添加劑以及來自所述清水供給單元的清水；以及混合罐，與所述初步混合管路出口連接，用于接收并充分混合來自所述初步混合管路的混合液；優(yōu)選地,所述混合罐包括:罐體，內(nèi)部設(shè)有腔體；多個(gè)隔板，平行且豎直地設(shè)于所述罐體內(nèi)部的所述腔體中，且所述隔板的高度小于所述腔體的內(nèi)部高度，相鄰所述隔板的上端和下端分別固定于所述腔體的側(cè)壁上，以在所述隔板的自由端和所述腔體的側(cè)壁之間、相鄰的所述隔板之間形成一液體通道；更優(yōu)選地，所述混合罐還包括:擋板，一端固定于所述隔板的側(cè)面，另一端向下傾斜并與相鄰的另一所述隔板保持距離。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓裂液連續(xù)混配裝置，其特征在于，該混配裝置還包括:自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧?，與所述第三混合單元出口連接；所述第三混合單元內(nèi)設(shè)置有液位監(jiān)控器，所述自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧鶕?jù)所述第三混合單元的液位高低自動(dòng)控制壓裂液的發(fā)液量，所述自動(dòng)發(fā)液?jiǎn)卧隹谔幵O(shè)置有在線粘度檢`測(cè)裝置，用于時(shí)刻檢測(cè)混配壓裂液的粘度值。
【文檔編號(hào)】B01F15/02GK103721619SQ201410008684
【公開日】2014年4月16日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】李磊 申請(qǐng)人:北京神州卓越石油科技有限公司