一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统 |
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| 申请号 | CN201710926232.3 | 申请日 | 2017-10-06 | 公开(公告)号 | CN107461168A | 公开(公告)日 | 2017-12-12 |
| 申请人 | 西南石油大学; | 发明人 | 张杰; 刘洋; 谢锐; 肖瑶; 鲁鑫; 梁政; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种连续油管作业用自动混配与 泵 送一体化系统，该系统主要由减阻剂自动混配泵车、连续油管滚筒车、连续油管注入头总成、井口装置总成、井下生产系统、返排液地面回收装置组成，减阻剂自动混配泵车将药剂和工作液连续自动混配，能在瞬间使胶液黏度达到最高黏度的90％以上,同时添加多种不同比例的固体或液体添加剂,并充分混合的工作液直接压入井下，完成连续油管内壁冲洗和吹扫作业，自动混浆系统不仅自动化程度高,而且混浆 精度 高,混浆能 力 大,适用范围广，能满足陆地、海洋、沙漠等各种工况下泵送压裂液及钻桥塞工艺，这套系统可使减阻剂 密度 调节更加准确,大大降低操作人员劳动强度。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统，该系统主要由减阻剂自动混配泵车(1)、连续油管滚筒车(2)、连续油管注入头总成(3)、井口装置总成(4)、井下生产系统(5)、返排液地面回收装置(6)组成，其特征是：连续配液与泵送一体化；连续配液通过自动精确控制化学品加量，降低化学品的机械剪切降解程度，满足钻塞液泵送压力、排量的要求，自动连续配液，减小工人劳动强度。 |
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| 说明书全文 | 一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统技术领域背景技术[0002] 连续油管钻桥塞作业存在问题：连续油管不旋转，容易产生屈曲，从而产生比常规钻井更大的摩擦阻力，流体流动时对连续油管内壁也会产生摩擦力作用，井眼轨迹“上翘”严重的井，在钻塞后期连续油管下行困难、加钻压困难，钻塞过程中桥塞碎屑颗粒大，破碎胶筒、牙块等不能完全返出，在水平段易形成钻屑床，造成中途下行遇阻、上提遇卡、钻塞进尺缓慢，施工过程中泵持续保持较高的压力，严重影响连续油管使用寿命，钻塞液中存在一定固相，对井下动力钻具造成一定磨损，减小摩擦系数可以显著的减小连续管与井壁间的摩擦力，通常的方法是向钻井液中加入润滑剂,这可以增加泥饼的润滑性，更理想的方法是使用减阻剂泥浆钻井液，减阻剂的作用还有克服管壁内外摩阻，携砂及钻磨屑能力，降低泵压，吹扫清理管壁内外残留物，比较关键的是混配不需要大量的配置大体积的压裂装配，更能适应井场运输和安装位置的局限性。 [0003] 随着目前石油开采野外施工任务的逐渐增多,压裂现场可能会距离配液站很远，如采用现场快速配液,配合作业大队随时在野外进行施工,将加强油田压裂施工的机动性,不再受传统工作液配制方法的限制，但到目前为止,但是关于连续管自动混配、连续泵送、钻桥塞一体化的系统国内还没有做过研究，国内外仍没有成型的工艺及设备，国外采用的配液方法是使用若干个互相连通的大容器,使胶液在流动过程中停留较长时间,达到胶粉黏度的自然增长，对于上述问题提出研制一种新型的配液工艺及装备,希望能在瞬间使胶液黏度达到其实验室最高黏度的90％以上,同时添加三种或更多种不同比例的固体或液体的添加剂,使各组分充分混合,配制出的工作液直接就能压入井下进行施工。 [0004] 为此，设计了一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统，对页岩气井压裂、钻修作业领域具有重要意义。 发明内容[0005] 本发明的目的是：为了克服连续油管钻桥塞的上述问题，本发明研制了一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统，相对传统配液方式工作液存在粉包团的现象、泡沫多，配制时间长,质量不能保证,需要及时运输，而在存放和运输的过程中,工作液黏度降解严重,工作液不能及时使用,工作液将全部损失掉，本发明可以快速将混配的工作液连续注入井下，然后返上至返排装置中处理，进行循环利用，不会造成工作液放置时间过长而发生凝结，节约了工作液。 [0006] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统，该系统主要由减阻剂自动混配泵车、连续油管滚筒车、连续油管注入头总成、井口装置总成、井下生产系统、返排液地面回收装置组成，连续配液与泵送一体化；连续配液通过自动精确控制化学品加量，降低化学品的机械剪切降解程度，满足钻塞液泵送压力、排量的要求，自动连续配液，减小工人劳动强度。 [0007] 所述的一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的根据底盘车的载重和整体尺寸，在底盘上设计了底盘框架，底盘框架经过铆接和焊接安装在底盘车底座上，加热装置与空压机也固定在底盘框架，加热装置与空压机通过低压管道连通，底盘框架右侧面上铆接有离心泵，控制室与空压机及化学品罐连通。 [0011] 所述的一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的化学品罐、动态混合罐、变速计量泵、混配控制箱都安装在混配操作平台上，混配操作平台并焊接安装在底盘框架上。 [0012] 所述的一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的动态混合罐，上部布置搅拌电机，下部通过楔形支撑板周向布置在动态混合罐罐体下端，并焊接在焊接在混配操作平台底座上，动态混合罐罐体的下部焊接有连接二通，连通化学品罐和变速计量泵。 [0013] 所述的一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的动态混合罐，通过内部设置有双层搅拌叶片，可以连续大量地对混合液的均匀搅拌，然后经过变速计量泵排出到柱塞泵，具有结构简单、流动阻力和压力损失小、加工制造简单的特点，两者结合工作更能保证浓度在ppm范围内的添加剂达到90％以上地混合。 [0014] 所述的一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的连续油管缠绕在鹅颈管上部，注入头总成下部连接防喷盒，防喷盒为圆锥式橡胶筒结构，防喷盒与下部防喷器总成连接、防喷器总成下部与井口套管头连接，连续油管缠绕在油管滚筒上，油管滚筒水平布置在底盘上，并通过销轴与底盘连接，油管滚筒中的排管器沿底盘的长度方向布置，底盘车采用特制"Y形"结构，满足油管滚筒下沉安装要求。 [0015] 所述的一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的井下作业系统固定在井口套管头下端支撑油管柱，井口套管头左右端装配入口管端和出口管端，入口管端主要是在压井修井过程中使用可以做备用接口，连续油管串下部连接动力钻具，动力钻具带有钻头或磨铣工具。 [0016] 本发明的有益效果是：(1)该系统相对原来的泵送设备，简化了施工程序、减少添加剂浪费、环境污染等问题，并能够有效提高压裂施工效率；(2)这种配液工艺及装备以其现场、快速、高效,一改油田施工部门原有配液方式,具有显著的经济效益；(3)该混配与压裂设备现场配套作业,解决了从配液站向施工现场运送工作液的数量和质量问题,大大提高压裂施工改造效果,节约大量压裂综合成本,减轻环境污染；(4)该系统的自动混浆系统不仅自动化程度高,而且混浆精度高,混浆能力大,适用范围广,能满足陆地、海洋、沙漠等各种工况油田泵送压裂及钻桥塞工艺，这套系统可使减阻剂密度调节更加准确,可以在现场及时快速配置和使用，该混配属国内首创，填补了国内自动混浆系统空白。附图说明 [0017] 图1为一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的整体图。 [0018] 图2为一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的自动混配结构图。 [0019] 图3为一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的连续油管车总成图。 [0020] 图4为一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统的井下作业流程图。 [0021] 图中：1.减阻剂自动混配泵车，2.连续油管滚筒车，3.连续油管注入头总成，4.井口装置总成，5.井下生产系统，6.返排液地面回收装置，7.混配操作平台，8.底盘分动箱，9.传动轴，10.Allison传动箱，11.工具箱，12.柱塞泵，13.低压管汇，14.化学品罐，15.动态混合罐，16.变速计量泵，17.混配控制箱，18.吸入直管，19.节流阀，101.卡箍，102.螺栓，103.动力端壳体，104.十字头总成，105.大连杆，106.十字头箱体，21.连续油管滚筒，22.连续油管滚筒，23.连续油管，31.鹅颈管，32.注入头总成，33.防喷盒，41.防喷器总成，42.入口管端，43.出口管端，44.井口套管头，51.井壁，52.返排液，53.井下油管，54.井下动力钻具，55.钻头或磨铣工具，61.排出管汇，62.阀门，63.返排液回收装置，64.地面。 具体实施方式[0022] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。 [0023] 如图1所示，一种连续油管作业用自动混配与泵送一体化系统，该系统主要由减阻剂自动混配泵车1、连续油管滚筒车2、连续油管注入头总成3、井口装置总成4、井下生产系统5、返排液地面回收装置6组成，连续配液与泵送一体化；连续配液通过自动精确控制化学品加量，降低化学品的机械剪切降解程度，满足钻塞液泵送压力、排量的要求，自动连续配液，减小工人劳动强度。 [0024] 如图2所示，根据底盘车101的载重和整体尺寸，在底盘上设计了底盘框架106，底盘框架106经过铆接和焊接安装在底盘车101底座上，加热装置102与空压机103也固定在底盘框架106，加热装置102与空压机103通过低压管道连通，底盘框架106右侧面上铆接有离心泵104，控制室105与空压机103及化学品罐14连通，柱塞泵12安装在车身的尾端，由低压直管18和高压管汇20连通左右流体的吸入和排出，其右端装有节流控制阀19控制排出流体的压力和流量。加热装置102将锅炉蒸汽压缩排入到化学品罐14，使减阻剂能够实行加热吹扫，清理集结在油管内部的残留物，保持管内部的清洁，底盘分动箱8与传动箱10通过传动轴9连接，底盘分动箱8、传动箱10及工具箱11根据底盘框架106所预留的位置和空间，通过铆钉铆接然后焊接固定在底盘框架106上，化学品罐14、动态混合罐15、变速计量泵16、混配控制箱17都安装在混配操作平台7上，混配操作平台7并焊接安装在底盘框架106上，动态混合罐15，上部布置搅拌电机，下部通过楔形支撑板周向布置在动态混合罐15罐体下端，并焊接在焊接在混配操作平台7底座上，动态混合罐15罐体的下部焊接有连接二通，连通化学品罐14和变速计量泵16，动态混合罐15，通过内部设置有双层搅拌叶片，可以连续大量地对混合液的均匀搅拌，然后经过变速计量泵16排出到柱塞泵12，具有结构简单、流动阻力和压力损失小、加工制造简单的特点，两者结合工作更能保证浓度在ppm范围内的添加剂达到90％以上地混合。 [0025] 如图3所示，连续油管31缠绕在鹅颈管32上部，注入头总成33下部连接防喷盒41，防喷盒41为圆锥式橡胶筒结构，防喷盒41与下部防喷器总成42连接、防喷器总成42下部与井口套管头51连接，连续油管23缠绕在油管滚筒21上，油管滚筒2水平布置在底盘22上，并通过销轴与底盘1连接，油管滚筒21中的排管器沿底盘22的长度方向布置，底盘车23采用特制"Y形"结构，满足油管滚筒21下沉安装要求。 [0026] 如图4所示，井下作业系统固定在井口套管头51下端支撑油管柱，井口套管头51左右端装配入口管端43和出口管端44，入口管端43主要是在压井修井过程中使用可以做备用接口，连续油管串下部连接动力钻具54，动力钻具54带有钻头或磨铣工具55。 |
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