一体式撬装酸液连续混配装置及工艺 |
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申请号 | CN201710665753.8 | 申请日 | 2017-08-07 | 公开(公告)号 | CN107335377A | 公开(公告)日 | 2017-11-10 |
申请人 | 中国石油集团渤海钻探工程有限公司; | 发明人 | 刘雨薇; 武宗刚; 王光明; 胡春明; 马广东; 李志勇; 高海涛; 高伟; 杨小平; 张绪娥; 蔡召亮; 李志成; 陈万薇; 任勇强; 郝正赫; 徐克彬; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一体式撬装酸液连续混配装置,PLC控制系统控制,集平衡 泵 车和混酸装置作用于一体。供液系统包括依次连接的液罐、左侧 离心泵 单元,计量系统包括依次连接的 电子 计量 阀 和计量罐单元,配液系统包括依次连接的粉料流化计量装置、混酸罐和PH计量仪单元,泵注系统包括依次连接的右侧离心泵和三缸 柱塞 泵单元,工艺管汇包括管道或管路与 气动 阀 门 ,供液系统、计量系统、配液系统和泵注系统模 块 之间管汇连接。本发明的有益效果是:实现连续混配;同车完成固相、液相化工料混合及洗井、连续注酸、解堵作业等;便于运输、野外现场使用;连续配液均匀、速度快;控制精确并对配制效果进行检测;可根据现场需求自动完成配液。 | ||||||
权利要求 | 1.一种一体式撬装酸液连续混配装置,包括:动力系统、供液系统、计量系统、配液系统、泵注系统、工艺管汇、储液罐和PLC控制系统,其特征是:所述供液系统包括依次连接的液罐、左侧离心泵单元,所述计量系统包括依次连接的电子计量阀和计量罐单元,所述配液系统包括依次连接的粉料流化计量装置、混酸罐和PH计量仪单元,所述泵注系统包括依次连接的右侧离心泵和三缸柱塞泵单元,所述工艺管汇包括管道或管路与气动阀门,所述供液系统、计量系统、配液系统和泵注系统模块之间管汇连接。 |
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说明书全文 | 一体式撬装酸液连续混配装置及工艺技术领域[0001] 本发明涉及石油开发技术领域,特别涉及一种一体式撬装酸液连续混配装置及工艺。 背景技术[0002] 酸化技术是利用泵入油层的酸液与油层中的矿物质或胶结物发生化学反应,生成可溶性物质从而提高油层渗流能力或者解除油层堵塞物的工艺技术。目前,酸化作业作为碳酸盐储层有效的增产办法目前被广泛应用。常规的酸化作业流程通常存在以下问题: [0003] 1、酸化作业之前,需要进行现场人工配酸。该方法无法精确配制所需浓度的酸液; [0004] 2、因传统配液过程缺乏有效监控,酸液混配添加比例的控制精度低,混配效果差,不能实现最佳的酸化效果; [0005] 3、对于大排量、高压力的井次进行拖动酸化或酸压施工,通常根据不同层段的施工需求,对酸液浓度进行调整,需要额外配备能控制吸入液体流量的设备并外加储存搅拌混合罐,这将会增加设备占地面积和设备成本;且两组设备只能先混、后注入,不能实现边混边注入的功能; [0006] 4、酸化作业过程中,还需根据施工要求增加洗井、解堵等辅助作业,需要额外配备专用的泵车; [0007] 5、此外,上述方法还易于造成酸液过剩等问题,易于造成环境污染。 发明内容[0008] 本发明所要解决的技术问题是提供一种能够满足大规模连续酸化作业需求的多功能连续混合搅拌酸化设备。 [0009] 本发明所要解决的另一技术问题是提供一种酸液连续混配工艺。 [0010] 为了解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种一体式撬装酸液连续混配装置,包括:动力系统、供液系统、计量系统、配液系统、泵注系统、工艺管汇、储液罐和PLC控制系统,所述供液系统包括依次连接的液罐、左侧离心泵单元,所述计量系统包括依次连接的电子计量阀和计量罐单元,所述配液系统包括依次连接的粉料流化计量装置、混酸罐和PH计量仪单元,所述泵注系统包括依次连接的右侧离心泵和三缸柱塞泵单元,所述工艺管汇包括管道或管路与气动阀门,所述供液系统、计量系统、配液系统和泵注系统模块之间管汇连接。 [0011] 所述混酸罐串连有两个,且底部分别设有高剪切均质泵。 [0012] 所述左侧离心泵单元与混酸罐之间设有直接工艺管汇连接;所述计量罐单元与PH计量仪单元之间设有直接工艺管汇相连接;所述左侧离心泵单元与PH计量仪之间设有直接管汇连接;所述左侧离心泵单元与三缸柱塞泵单元之间设有直接工艺管汇相连接。 [0014] 一种一体式撬装酸液连续混配工艺,包括连续注酸作业,所述连续注酸作业是根据酸液配比的要求配置注酸溶液由液罐经左侧离心泵,经由电子计量阀向计量罐泵入固定比例的水和酸,液体流量分别由计量系统中的电子计量阀显示,同时电子计量阀将实时数据反馈到实时在线控制系统;水和酸在计量罐进行混合后,经由与计量罐直接连接的管汇进入PH计量仪,PH计量仪将PH值实时反馈到实时在线控制系统中,若PH值达到设定标准,则进入右侧离心泵,经三缸柱塞泵加压,压入井口,若PH值没有达到设定标准,则经管汇返回左侧离心泵重新混配。 [0015] 一种一体式撬装酸液连续混配工艺还包括洗井冲砂作业,所述洗井作业由液罐经左侧离心泵经管汇向混酸罐和混酸罐中泵入清水或氯化钠溶液,经过PH计量仪,流经右侧离心泵,由PLC控制系统控制提高三缸柱塞泵泵压,将清水或氯化钠溶液注入井口,完成洗井作业流程。 [0016] 一种一体式撬装酸液连续混配工艺还包括稠油井解堵作业,所述稠油井解堵作业由液罐在左侧离心泵的作用下,经管汇向井口注入二甲苯,进行解堵作业。 [0017] 一种一体式撬装酸液连续混配工艺,包括固相化工料的混合工艺流程,所述固相化工料的混合工艺流程通过PLC控制系统控制面板设定携砂液配比、溶液体积和固体化工料重量,左侧离心泵将液罐提供的基液按控制系统设定量经管汇注入混酸罐中,连接混酸罐的粉料流化计量装置根据设定重量向混酸罐中加入相应的黄原胶,基液和黄原胶经混酸罐底部的高剪切均质泵进行充分搅拌,进入PH计量仪,PH计量仪将PH值信号实时反馈到PLC控制系统中,PH值符合要求时溶液经右侧离心泵,在三缸柱塞泵的作用下流入储液罐储存待用。 [0018] 一种一体式撬装酸液连续混配工艺,包括液相化工料的混合工艺流程,所述液相化工料的混合工艺流程包括配置前期压井液或配置酸洗液或携砂液,由液罐利用左侧离心泵经管汇向混酸罐中加入水、柴油作为基液,再经离心泵分别将需要的液相化工料经电子计量阀精确计量经计量罐泵入到混酸罐中与基液混合,开启混酸罐底部的高剪切均质泵进行搅拌,然后进入PH计量仪,PH计量仪将PH值信号实时反馈到PLC控制系统中,PH值符合要求时配液完成,溶液在三缸柱塞泵的作用下流入储液罐储存待用。 [0019] 本发明的有益效果是:一体式撬装酸液连续混配装置可在酸化作业过程中实现施工的过程中连续混配不间断;可同车完成固相化工料混合、液相化工料混合、洗井作业、连续注酸作业、解堵作业等,集平衡泵车和混酸装置作用于一体。本一体式撬装酸液连续混配装置采用整体模块式设计,自带滚轮和可下放、回收的液压支架,便于运输,自带柴油机组,无需外接动力,适用于野外作业现场使用。配液系统在高剪切均质泵的作用下使溶液充分混合,可以保证连续配制的酸液无不均匀现象,配液速度快、混配均匀,酸质量高;基于PLC的实时在线控制系统,能够对配液过程中各个系统的启动顺序、工作时间和输出量进行精确控制,并对配制效果进行检测;可根据现场需求自动完成配液。附图说明 [0020] 图1是本发明一体式撬装酸液连续混配装置流程示意图。 具体实施方式[0021] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明: [0022] 如图1所示,一体式撬装酸液连续混配装置,主要包括供液系统、计量系统、配液系统、泵注系统、PLC控制系统几大模块,该混配装置以自带的柴油发电机为动力,采用PLC控制系统实时在线控制,通过电信号控制供液系统、计量系统、配液系统、泵注系统、计量单元中的各个阀门开关,达到控制溶液浓度的目的。其中供液系统和泵注系统各有一离心泵,离心泵泵腔采用耐酸涂层、密封性能较好,能够达到无泄漏运行,耐酸,耐腐蚀,耐磨损,可用作循环泵与灌注泵,可进行供液与循环。所述左侧离心泵单元与混酸罐之间设有直接工艺管汇连接;所述计量罐单元与PH计量仪单元之间设有直接工艺管汇相连接;所述左侧离心泵单元与PH计量仪之间设有直接管汇连接;所述左侧离心泵单元与三缸柱塞泵单元之间设有直接工艺管汇相连接。 [0023] 供液系统包括液罐、左侧离心泵,用于提供配置酸液或其它溶液所需之清水、盐酸、甲酸、缓蚀剂、铁离子螯合剂、水基表面活性剂及其它液体化工料;其中:左侧离心泵受PLC系统控制,可根据要求及时调节流量,将其维持在所要求的范围内。 [0024] 计量系统包括电子计量阀和计量罐单元,电子计量阀用于计量进入计量罐的液体流速和流量,并将入罐液体容积信号实时反馈给PLC控制系统,由PLC控制系统精确控制入罐液量及配比;计量罐有两个,可防止作业过程中吸空的现象。 [0025] 配液系统包括混酸罐、PH计量仪和粉料流化计量单元,其中混酸罐设有两个,且底部各装有一个高剪切均质泵,用于将氯化钾溶液、酸液和水进行混合,以得到满足要求的氯化钾溶液、酸液或其它液体;其中:高剪切均质泵,位于两个混酸罐底部,用于使不相溶的固相、液相介质充分搅拌、分散乳化。粉料流化计量装置由粉料进料装置和电子计量阀构成,用于精确控制粉体的的输入;PH计量仪,用于实时测试液体PH,并将电信号返回至PLC控制系统,达到要求后才注入井口,未达到要求则通过管汇返回计量单元再次配比。 [0026] 泵注系统包括右侧离心泵和三缸柱塞泵,通过PLC控制系统可向配好的溶液进行加压,达到预设的施工压力;三缸柱塞泵可接井口,也可接储液罐。 [0027] 前述工艺连接管汇由管道或管路与阀门组成;电信号是通过动力电缆传输的;计量系统能够通过PLC控制系统精确添加各种所需的助剂;系统能够通过实时数控及时发放满足作业要求的氯化钾溶液、酸液或其它液体;撬装酸液连续混配装置采用整体模块式设计,自带滚轮和可下放、回收的液压支架,便于运输,自带柴油机组,无需外接动力,适用于野外压裂作业现场使用;撬装酸液连续混配装置所有单元部件均为防酸防腐蚀设计,计量罐、混酸罐内壁均喷涂有一层聚四氟乙烯涂层。 [0028] 根据上述装置,本发明的一体式撬装酸液连续混配工艺方法的具体实施方式如下: [0029] 连续注酸作业流程:根据施工作业计划书酸液配比的要求,通过调节PLC控制系统上左侧离心泵马达的转速旋钮,控制吸入液体的流量,由液罐经由电子计量阀向计量罐泵入固定比例的水和酸,液体流量分别由计量系统中的电子计量阀显示,同时电子计量阀将实时数据反馈到PLC控制系统;水和酸进入计量罐并进行混合,经由与计量罐连接的管汇直接进入PH计量仪,PH计量仪将PH值实时反馈到PLC控制系统中,若PH值达到设定标准,则进入右侧离心泵,经三缸柱塞泵加压,注入井口;若PH值未达到设定标准,则经管汇返回左侧离心泵,重新配比。整个过程可通过PLC控制系统控制,实现连续注酸作业。PLC控制系统可以实现酸液混合过程中酸液和水的添加与混合、操作者随时设置酸液配比的混合、混合液同时吸入和高压排出等一系列功能。 [0030] 连续注酸作业流程还可以用于洗井冲砂作业和稠油井解堵作业。 [0031] 洗井冲砂作业:由液罐利用左侧离心泵经管汇向混酸罐泵入表面活性剂,通过粉料流化计量装置添加一定量的黄原胶,并利用混酸罐底部的高剪切均质泵进行搅拌,进入PH计量仪,在三缸柱塞泵作用下进入井筒,除去井筒中的油性污垢,及地层中的砂;然后由液罐利用左侧离心泵经管汇向混酸罐中泵入28%的盐酸溶液,在PLC控制系统的控制下,由另一液罐经左侧离心泵向计量罐泵入所需清水,并在混酸罐中混合,稀释成12%的盐酸溶液,经过PH计量仪,流经右侧离心泵,由PLC控制系统控制,将酸液注入井筒,对射孔段进行清洗,去除井筒中的无机污垢(如钙盐、钠盐),完成洗井作业流程; [0032] 稠油井解堵作业:根据施工作业设计书的要求,由液罐利用左侧离心泵经管汇向混酸罐中泵入28%的盐酸溶液和甲酸溶液,在PLC控制系统的控制下,由另一液罐经左侧离心泵向计量罐泵入所需清水、缓蚀剂、铁离子螯合剂,并在混酸罐中混合,稀释成混合酸溶液,经过PH计量仪,流经右侧离心泵,由PLC控制系统控制,将酸液注入井筒,酸洗解堵。 [0033] 根据现场或用户的需要,上述装置还可以用于以下固相化工料的混合和液相化工料的混合作为备用物料。 [0034] 固相化工料的混合工艺流程:通过PLC控制系统控制面板设定携砂液配比及相应的溶液体积和固体化工料重量,左侧离心泵将液罐提供的基液按控制系统设定量经管汇注入混酸罐中,混酸罐顶端的粉料流化计量装置根据设定重量向混酸罐中加入相应的黄原胶,基液和黄原胶经混酸罐底部的高剪切均质泵进行充分搅拌,进入PH计量仪,PH计量仪可将PH值信号实时反馈到PLC控制系统中,保证PH值符合要求,溶液经右侧离心泵,在三缸柱塞泵的作用下流入储液罐储存待用。 [0035] 液相化工料的混合工艺流程:1)配置前期压井液,工艺流程为,由液罐利用左侧离心泵经管汇向混酸罐中加入水或柴油作为基液,根据施工作业计划书的要求,利用离心泵分别将需要的液相化工料泵入到混酸罐中,二者的混合液流入混酸罐中,利用混酸罐底部的高剪切均质泵进行搅拌,经过PH计量仪,溶液经右侧离心泵,在三缸柱塞泵的作用下流入储液罐储存待用;2)配置酸洗液或携砂液的工艺流程为,由液罐利用左侧离心泵经管汇向混酸罐中加入一定量的水、柴油作为基液,根据施工作业计划书的要求,通过PLC控制系统控制,利用离心泵分别将需要的液相化工料经电子计量阀精确计量,通过计量罐泵入到混酸罐中,二者的混合液流入混酸罐中,利用混酸罐底部的高剪切均质泵进行搅拌,进入PH计量仪,PH计量仪可将PH值信号实时反馈到PLC控制系统中,保证PH值符合要求,配液完成后,溶液在三缸柱塞泵的作用下流入储液罐储存待用。 |