CN104437229A - 电驱水粉连续混配装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压裂液配制装置技术领域，是一种电驱水粉连续混配装置，其 包括粉仓、送粉装置、水粉混合器、立式管道离心泵和电控柜。本发明运行状态中可对粉仓进行随意加粉，使装置连续送粉，增加设置备用水粉混合器和备用立式管道离心泵，使得当仪器出现故障时能够保证装置连续工作，不中断，有效提高工作效率，本发明采用电驱动力系统，合理利用油田电网取电，动力驱动不燃烧油、气，不向大气中排放二氧化碳，具有环保价值，同时能够精确控制水粉混合比例，确保混配质量，通过电驱动力系统进行远程操控，减少工序，大大降低操作人员的工作强度，撬座集成设置，有效降低了生产的投入成本，即可满足配液站内使用要求，又可用于压裂现场作业。

Description

电驱水粉连续混配装置

技术领域

本发明涉及压裂液配制装置技术领域，是一种电驱水粉连续混配装置。

背景技术

压裂作业是在油田三次采油中使油气井增产的主要措施之一,在各油田均有广泛应用。压裂作业所使用的工作液通常称为压裂液。几十年来，国内外油田对压裂技术方面进行了广泛的研究，开发出从初期的稠化水压裂液到后来的天然植物胶冻胶压裂液、泡沫压裂液、酸基压裂液、乳化压裂液、油基压裂液、清洁压裂液等各种压裂液体系，压裂液体系逐渐趋于完善，在压裂液化学和现场发挥了重要作用，解决了油气田开发采收率等问题，为油气的勘探开发和增储上产作出了巨大的贡献。我国目前各油田配制压裂液的方法，就是在一个固定配液站内，操作人员向一个溶液储存器内加入水和胶粉，然后使用多台搅拌器进行搅拌，促使胶粉与水充分溶胀并且很好的配合在一起不分层，但是这种配置方法存在实施占地比较大、建设期时间长、工时长、工序多、操作人员劳动强大的问题，而且，固定配液站一旦投入使用后，再次重复使用的几率较小，拆卸又比较麻烦，这就使得成本投入高、操作人员劳动强大，若是采用远距离的固定配液站，在长时间的配制、存放和运输的过程中，配液池、运输车辆等无法保证清洁，导致压裂液降解严重，出现变质变量的问题，如果不能及时的使用这些配制的压裂液，压裂液将全部变质腐败，造成不必要和巨大的损失。并且，目前大部分压裂作业采用传统的压裂液配制方法，配制的压裂液质量不稳定，且在混配时，不能对粉仓进行加粉，造成不能连续混配作业。

发明内容

本发明提供了一种电驱水粉连续混配装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决采用传统的压裂液配制装置进行配制压裂液存在实施占地比较大、建设期时间长、工时长、工序多、操作人员劳动强大、成本投入高、不能连续进行混配作业的问题。

本发明的技术方案是通过以下措施来实现的：一种电驱水粉连续混配装置，包括粉仓、送粉装置、水粉混合器、立式管道离心泵和电控柜；粉仓的下方设置有送粉装置，粉仓的出料口与送粉装置的进料口相对应，送粉装置的下料口下方设置有粉盒，送粉装置的下料口与粉盒的进料口相对应，在水粉混合器的内部固定安装有文丘里管，粉盒的下端为出料端，粉盒的出料端为上大下小的锥形，文丘里管的进入端上分别固定安装有吸粉软管和清水管线，吸粉软管的另一端与粉盒的出料端固定安装在一起，文丘里管的进入端高于粉盒的出料端，清水管线的另一端位于水粉混合器的外部，文丘里管扩散段的出口与水粉混合器的内腔相连通，水粉混合器的出料口上固定安装有混合液出料管线，自清水管线的进水口至出水口的清水管线上依次固定安装有立式管道离心泵、止回阀、电动调节阀和涡轮流量计，在涡轮流量计和水粉混合器之间的清水管线与混合液出料管线之间固定安装有分流管线，在清水管线的进水口与立式管道离心泵之间的清水管线上固定安装有压力表，在立式管道离心泵与止回阀之间的清水管线上固定安装有压力控制阀，电控柜的第一级电机信号输出端与送粉装置的第一级电机的信号输入端电连接在一起，电控柜的第二级电机信号输出端与送粉装置的第二级电机的信号输入端电连接在一起，送粉装置的称粉重力感应装置的信号输出端与电控柜的称粉重力感应装置信号输入端电连接在一起，压力表的信号输出端与电控柜的压力表信号输入端电连接在一起，电控柜的立式管道离心泵信号输出端与立式管道离心泵的信号输入端电连接在一起，电控柜的压力控制阀信号输出端与压力控制阀的信号输入端导线电连接在一起，电控柜的电动调节阀信号输出端与电动调节阀的信号输入端导线电连接在一起，涡轮流量计的信号输出端与电控柜的涡轮流量计信号输入端电连接在一起。

下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进：

上述在压力表前方的清水管线上固定连接有送水管线，送水管线的另一端与压力控制阀和止回阀之间的清水管线固定连接在一起，在送水管线上依次按照有备用压力表、备用立式管道离心泵和备用压力控制阀，电控柜的备用立式管道离心泵信号输出端与备用立式管道离心泵的信号输入端电连接在一起，备用压力表的信号输出端与电控柜的备用压力表信号输入端电连接在一起，电控柜的备用压力控制阀信号输出端与备用压力控制阀的信号输入端导线电连接在一起。

上述电驱水粉连续混配装置还包括断水报警器，在清水管线的进水口与送水管线之间的清水管线上固定安装有断水监测器，断水监测器的信号输出端与电控柜的断水监测器信号输入端电连接在一起，电控柜的断水报警器信号输出端与断水报警器的信号输入端电连接在一起。

上述在分流管线和水粉混合器之间的清水管线上固定安装有第一控制阀，在水粉混合器和分流管线之间的混合液出料管线与分流管线之间固定安装有水粉混合管线，在水粉混合管线上固定安装有备用水粉混合器，在备用水粉混合器前端的水粉混合管线上固定安装有第二控制阀，吸粉软管与备用水粉混合器之间固定安装有备用吸粉软管，在备用吸粉软管和水粉混合器之间的吸粉软管上固定安装有第三控制阀，在备用吸粉软管上固定安装有第四控制阀，在分流管线上固定安装有第五控制阀。

上述该电驱水粉连续混配装置还包括撬座，粉仓、送粉装置、粉盒、水粉混合器、立式管道离心泵、电控柜、备用立式管道离心泵和备用水粉混合器均固定安装在撬座上。

本发明运行状态中可对粉仓进行随意加粉，使装置连续送粉，增加设置备用水粉混合器和备用立式管道离心泵，使得当仪器出现故障时能够保证装置连续工作，不中断，有效提高工作效率，本发明采用电驱动力系统，合理利用油田电网取电，动力驱动不燃烧油、气，不向大气中排放二氧化碳，具有环保价值，同时能够精确控制水粉混合比例，确保混配质量，通过电驱动力系统进行远程操控，减少工序，大大降低操作人员的工作强度，撬座集成设置，有效降低了生产的投入成本，即可满足配液站内使用要求，又可用于压裂现场作业。

附图说明

附图1为本发明最佳实施例的工艺流程示意图。

附图2为本发明最佳实施例的主视结构示意图。

附图3为本发明最佳实施例的俯视结构示意图。

附图中的编码分别为：1为粉仓，2为送粉装置，3为粉盒，4为水粉混合器，5为吸粉软管，6为清水管线，7为混合液出料管线，8为立式管道离心泵，9为止回阀，10为电动调节阀，11为涡轮流量计，12为分流管线，13为压力表，14为压力控制阀，15为电控柜，16为送水管线，17为备用压力表，18为备用立式管道离心泵，19为备用压力控制阀，20为第一控制阀，21为水粉混合管线，22为备用水粉混合器，23为第二控制阀，24为备用吸粉软管，25为第三控制阀，26为第四控制阀，27为第五控制阀，28为撬座，29为断水报警器。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

如附图1、2、3所示，该电驱水粉连续混配装置包括粉仓1、送粉装置2、水粉混合器4、立式管道离心泵8和电控柜15；粉仓1的下方设置有送粉装置2，粉仓1的出料口与送粉装置2的进料口相对应，送粉装置2的下料口下方设置有粉盒3，送粉装置2的下料口与粉盒3的进料口相对应，在水粉混合器4的内部固定安装有文丘里管，粉盒3的下端为出料端，粉盒3的出料端为上大下小的锥形，文丘里管的进入端上分别固定安装有吸粉软管5和清水管线6，吸粉软管5的另一端与粉盒3的出料端固定安装在一起，文丘里管的进入端高于粉盒3的出料端，清水管线6的另一端位于水粉混合器4的外部，文丘里管扩散段的出口与水粉混合器4的内腔相连通，水粉混合器4的出料口上固定安装有混合液出料管线7，自清水管线6的进水口至出水口的清水管线6上依次固定安装有立式管道离心泵8、止回阀9、电动调节阀10和涡轮流量计11，在涡轮流量计11和水粉混合器4之间的清水管线6与混合液出料管线7之间固定安装有分流管线12，在清水管线6的进水口与立式管道离心泵8之间的清水管线6上固定安装有压力表13，在立式管道离心泵8与止回阀9之间的清水管线6上固定安装有压力控制阀14，电控柜15的第一级电机信号输出端与送粉装置2的第一级电机的信号输入端电连接在一起，电控柜15的第二级电机信号输出端与送粉装置2的第二级电机的信号输入端电连接在一起，送粉装置2的称粉重力感应装置的信号输出端与电控柜15的称粉重力感应装置信号输入端电连接在一起，压力表13的信号输出端与电控柜15的压力表信号输入端电连接在一起，电控柜15的立式管道离心泵信号输出端与立式管道离心泵8的信号输入端电连接在一起，电控柜15的压力控制阀信号输出端与压力控制阀14的信号输入端导线电连接在一起，电控柜15的电动调节阀信号输出端与电动调节阀10的信号输入端导线电连接在一起，涡轮流量计11的信号输出端与电控柜15的涡轮流量计信号输入端电连接在一起。送粉装置2为山东潍坊博思特次电设备有限公司生产销售的型号为TGG-160-0.3-.T/H的调速螺旋给料称，该送粉装置包括螺旋输送模块和称粉重力感应装置，螺旋输送模块包含有两台螺旋输送机，每台螺旋输送机都配有一台电机，为了便于描述和理解，两台电机分别叫做第一级电机和第二级电机；粉盒3的出料口为上大下小的锥形孔，便于瓜胶粉的排出，在水粉混合器内设置文丘里管，当清水进入水粉混合器4后，文丘里管的进入端形成负压，将粉盒3中的瓜胶粉吸入水粉混合器4，在水粉混合器4内水、粉混合在一起，文丘里管的进入端高于粉盒3的出料端，避免清水进入吸粉软管5与瓜胶粉混合造成吸粉软管5的堵塞；一部分水由清水管线6进入水粉混合器4内与瓜胶粉进行混合，另一部分水由分流管线12与混合好的较浓稠的混合液在混合液出料管线7中混合，并继续流出到下一工序的缓冲罐中继续混合均匀，因为瓜胶粉的重量由送料装置2中的称粉重力感应装置称量，而最终参与配制的水由涡轮流量计11监测得到，因此，本发明装置可以精确控制水粉混合比例。

本发明工艺启动前的准备工作：先将清水管线6的进水口接通清水源，在粉仓1中加入瓜胶粉，将电控柜15与电源接通。

启动：启动立式管道离心泵8，清水由清水管线6输送进入水粉混合器4，通过电动调节阀10精确控制清水流量，当电控柜15检测到清水流量信号后，自动开启送粉装置2，通过送粉装置2中的称粉重力感应装置传送的信号控制加粉量，当粉量不够时，送粉装置的第一级电机和第二级电机工作，将粉送入粉盒，当粉量足够时，送粉装置的第一级电机和第二级电机停止工作，粉盒内不再有粉送入；当清水进入水粉混合器4后，文丘里管的进入端形成负压，将粉盒3中的瓜胶粉吸入水粉混合器4，使水粉混合在一起，水粉混合液从混合液出料管线7出水口流出装置。

本发明中，粉仓1与送料装置2中的称粉重力感应装置分离，运行状态中可对粉仓1进行随意加粉，使装置连续送粉，本发明装置采用电驱动力系统，合理利用油田电网取电，动力驱动不燃烧油、气，不向大气中排放二氧化碳，具有环保价值，同时能够精确控制水粉混合比例，确保混配质量，通过电驱动力系统进行远程操控，减少工序，大大降低操作人员的工作强度，且装置中粉仓1与送粉装置2中的称粉重力感应装置分离，运行状态可对粉仓1进行随意加粉，可进行连续混配作业，即可满足配液站内使用要求，又可用于压裂现场作业。

可根据实际需要，对上述电驱水粉连续混配装置作进一步优化或/和改进：

如附图1、2、3所示，在压力表1前方的清水管线6上固定连接有送水管线16，送水管线16的另一端与压力控制阀14和止回阀9之间的清水管线6固定连接在一起，在送水管线16上依次按照有备用压力表17、备用立式管道离心泵18和备用压力控制阀19，电控柜15的备用立式管道离心泵信号输出端与备用立式管道离心泵18的信号输入端电连接在一起，备用压力表17的信号输出端与电控柜15的备用压力表信号输入端电连接在一起，电控柜15的备用压力控制阀信号输出端与备用压力控制阀19的信号输入端导线电连接在一起。增加设置备用立式管道离心泵18，使得进入装置的清水压力增大，可以加速混配作业，在提高工作效率的同时，备用立式管道离心泵18也起到一用一备的作用，当其中立式管道离心泵8/备用立式管道离心泵18发生故障时，切换压力控制阀14/备用压力控制阀19即可对故障的立式管道离心泵8/备用立式管道离心泵18进行更换或维修。

如附图1、2、3所示，该电驱水粉连续混配装置还包括断水报警器，在清水管线6的进水口与送水管线16之间的清水管线6上固定安装有断水监测器29，断水监测器29的信号输出端与电控柜15的断水监测器信号输入端电连接在一起，电控柜15的断水报警器信号输出端与断水报警器的信号输入端电连接在一起。当停水时，断水监测器29进行工作，将信号传送至电控柜，电控柜发出信号使断水报警器鸣响，此时可以采取相应的措施进行解决，避免装置立式管道离心泵8或备用立式管道离心泵18干烧烧坏。

如附图1、2、3示，在分流管线12和水粉混合器4之间的清水管线6上固定安装有第一控制阀20，在水粉混合器4和分流管线12之间的混合液出料管线7与分流管线12之间固定安装有水粉混合管线21，在水粉混合管线21上固定安装有备用水粉混合器22，在备用水粉混合器22前端的水粉混合管线21上固定安装有第二控制阀23，吸粉软管5与备用水粉混合器22之间固定安装有备用吸粉软管24，在备用吸粉软管24和水粉混合器4之间的吸粉软管5上固定安装有第三控制阀25，在备用吸粉软管24上固定安装有第四控制阀26，在分流管线12上固定安装有第五控制阀27。设置有两台水粉混合器，当其中的水粉混合器4/备用水粉混合器22在工作中出现故障时，可以切换到另一台水粉混合器4备用水粉混合器22/水粉混合器4，同时将吸粉软管5/备用吸粉软管24进行切换，这样，可在工作状态度故障的水粉混合器4/备用水粉混合器22进行检修或更换，当设置有两台水粉混合器时，在工艺启动之前的准备工作阶段，需要检查工艺管线中各阀门状态，确保第二控制阀23和第四控制阀26关闭，其他阀门全部开启。

如附图1、2、3所示，该电驱水粉连续混配装置还包括撬座28，粉仓1、送粉装置2、粉盒3、水粉混合器4、立式管道离心泵8、电控柜15、备用立式管道离心泵18和备用水粉混合器22均固定安装在撬座28上。撬座28集成设置，将各设备和各管线设置在撬座28上，解决了实施占地面积大的问题，一次建成可以重复投入使用，使用或使用后，直接将本发明装置通过运输车拉至实施现场即可，降低了成本投入，在使用之前和使用之后只需安装拆卸电源、清水和料液的连接即可，有效解决了需要长距离输送压裂液的问题，现配现用，保证了压裂液的品质。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (6)

1.一种电驱水粉连续混配装置，其特征在于包括粉仓、送粉装置、水粉混合器、立式管道离心泵和电控柜；粉仓的下方设置有送粉装置，粉仓的出料口与送粉装置的进料口相对应，送粉装置的下料口下方设置有粉盒，送粉装置的下料口与粉盒的进料口相对应，在水粉混合器的内部固定安装有文丘里管，粉盒的下端为出料端，粉盒的出料端为上大下小的锥形，文丘里管的进入端上分别固定安装有吸粉软管和清水管线，吸粉软管的另一端与粉盒的出料端固定安装在一起，文丘里管的进入端高于粉盒的出料端，清水管线的另一端位于水粉混合器的外部，文丘里管扩散段的出口与水粉混合器的内腔相连通，水粉混合器的出料口上固定安装有混合液出料管线，自清水管线的进水口至出水口的清水管线上依次固定安装有立式管道离心泵、止回阀、电动调节阀和涡轮流量计，在涡轮流量计和水粉混合器之间的清水管线与混合液出料管线之间固定安装有分流管线，在清水管线的进水口与立式管道离心泵之间的清水管线上固定安装有压力表，在立式管道离心泵与止回阀之间的清水管线上固定安装有压力控制阀，电控柜的第一级电机信号输出端与送粉装置的第一级电机的信号输入端电连接在一起，电控柜的第二级电机信号输出端与送粉装置的第二级电机的信号输入端电连接在一起，送粉装置的称粉重力感应装置的信号输出端与电控柜的称粉重力感应装置信号输入端电连接在一起，压力表的信号输出端与电控柜的压力表信号输入端电连接在一起，电控柜的立式管道离心泵信号输出端与立式管道离心泵的信号输入端电连接在一起，电控柜的压力控制阀信号输出端与压力控制阀的信号输入端导线电连接在一起，电控柜的电动调节阀信号输出端与电动调节阀的信号输入端导线电连接在一起，涡轮流量计的信号输出端与电控柜的涡轮流量计信号输入端电连接在一起。

2.根据权利要求1所述的电驱水粉连续混配装置，其特征在于压力表前方的清水管线上固定连接有送水管线，送水管线的另一端与压力控制阀和止回阀之间的清水管线固定连接在一起，在送水管线上依次按照有备用压力表、备用立式管道离心泵和备用压力控制阀，电控柜的备用立式管道离心泵信号输出端与备用立式管道离心泵的信号输入端电连接在一起，备用压力表的信号输出端与电控柜的备用压力表信号输入端电连接在一起，电控柜的备用压力控制阀信号输出端与备用压力控制阀的信号输入端导线电连接在一起。

3.根据权利要求2所述的电驱水粉连续混配装置，其特征在于还包括断水报警器，在清水管线的进水口与送水管线之间的清水管线上固定安装有断水监测器，断水监测器的信号输出端与电控柜的断水监测器信号输入端电连接在一起，电控柜的断水报警器信号输出端与断水报警器的信号输入端电连接在一起。

4.根据权利要求1或2或3所述的电驱水粉连续混配装置，其特征在于分流管线和水粉混合器之间的清水管线上固定安装有第一控制阀，在水粉混合器和分流管线之间的混合液出料管线与分流管线之间固定安装有水粉混合管线，在水粉混合管线上固定安装有备用水粉混合器，在备用水粉混合器前端的水粉混合管线上固定安装有第二控制阀，吸粉软管与备用水粉混合器之间固定安装有备用吸粉软管，在备用吸粉软管和水粉混合器之间的吸粉软管上固定安装有第三控制阀，在备用吸粉软管上固定安装有第四控制阀，在分流管线上固定安装有第五控制阀。

5.根据权利要求1或2或3所述的电驱水粉连续混配装置，其特征在于还包括撬座，粉仓、送粉装置、粉盒、水粉混合器、立式管道离心泵、电控柜、备用立式管道离心泵和备用水粉混合器均固定安装在撬座上。

6.根据权利要求4所述的电驱水粉连续混配装置，其特征在于还包括撬座，粉仓、送粉装置、粉盒、水粉混合器、立式管道离心泵、电控柜、备用立式管道离心泵和备用水粉混合器均固定安装在撬座上。