一种工厂化压裂施工的连续供液系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种工厂化压裂施工的连续供液系统，包括依次通过管线连通的供液系统、混砂车、动力驱动系统、控制系统，在供液系统和混砂车之间的连接管线上设置有流量计量装置，以动力驱动系统和控制系统为基础通过压裂现场的需求和对特定工艺参数的限定进行供液，能够对供液过程中各个系统的启动顺序、工作时间、输出排量和添加量进行精确控制，可根据现场需求自动完成供液并及时输送满足工厂化压裂工艺要求的压裂液。

【技术实现步骤摘要】
一种工厂化压裂施工的连续供液系统
本技术涉及工厂化压裂施工
，具体地说是一种供液系统，尤其涉及一种工厂化压裂施工的连续供液系统。
技术介绍
非常规天然气资源已成为全球油气资源勘探与开发的新亮点，通常采用压裂的方式进行地层改造，提高油气生产效率。为满足大型压裂高效、低成本的需求，实现高质量、高效益的施工，一般采用工厂化压裂作业模式。在工厂化压裂施工过程中，通常使用地面罐式供液系统，若干地面罐经各自阀门、油壬、管线，通过混砂车吸入管汇和混砂车离心泵向混砂车供液。混砂车在整个工厂化压裂施工过程中起着举足轻重的作用。在供液过程中，必须保持混砂车上水离心泵连续工作。一旦混砂车离心泵停泵无法吸入压裂液，气体会在管线内产生负压，嘬瘪管线，造成工程事故。在倒液过程中，混砂车压裂液采用连续注入方式，不能实现间歇式注入，这样会造成混砂车上水离心泵间歇性进气，易在离心泵叶片高压区域产生气蚀现象，影响离心泵的使用寿命，增加设备的维护成本；而且管线内上水不好，影响泵效；管线进气，影响现场操作，直接导致压裂施工的失败。工厂化压裂呈现大排量、大液量注入的发展趋势。如果按照10-12m3/min排量的大型压裂技术，酸液、滑溜水和瓜胶液需要同时连接10多条管线才能满足压裂施工要求。现场低压管线较多，人工切换闸门过程繁琐，不仅浪费压裂液造成混液区较长，而且影响施工进度和质量，同时存在着安全隐患，操作方式极不合理。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，提供一种适合水平井高效、快速的大排量的工厂化压裂施工的连续供液系统。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种工厂化压裂施工的连续供液系统，包括依次通过管线连通的供液系统、混砂车、动力驱动系统、控制系统，在供液系统和混砂车之间的连接管线上设置有流量计量装置，供液系统包括酸液罐、滑溜水罐和瓜胶液罐，酸液罐、滑溜水罐和瓜胶液罐与流量计量装置之间的连接管线上分别设置有第一电子计量阀、第二电子计量阀和第三电子计量阀，混砂车内设置有第四电子计量阀和离心泵，供液系统内第一电子计量阀、第二电子计量阀和第三电子计量阀通过电控制信号与动力驱动系统连接，通过数据信号和控制系统连接；流量计量装置通过数据信号与控制系统连接；混砂车内第四电子计量阀和离心泵通过电控制信号与动力驱动系统连接，通过数据信号和控制系统连接。所述动力驱动系统和控制系统是基于PLC的实时在线控制系统。所述电控制信号是通过动力电缆进行传输，所述数据信号是通过连接的通讯控制电缆进行传输。所述动力驱动系统是混砂车自带柴油发电机组。本技术的有益效果是：实现对压裂液的连续自动供液，自动控制系统的实现可根据施工设计要求实时调整压裂液的添加量和排量，避免压裂液的浪费，大大减少了压裂液的混配区，提高了罐内压裂液的利用率，具有物料添加稳定，人工劳动强度低，供液质量高，改善了混砂车离心泵的吸入状况，可以提高施工的效率，减少了施工作业时间和压裂作业成本。此外，压裂液连续供液系统可实现大排量供液工艺，满足工厂化压裂施工的要求。附图说明图1是本技术的工厂化压裂施工的连续供液系统的示意图。图中，1-供液系统，2-混砂车，3-流量计量装置，4-酸液罐，5-第一电子计量阀，6-滑溜水罐，7-第二电子计量阀，8-瓜胶液罐，9-第三电子计量阀，10-第四电子计量阀，11-离心泵具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明：如图1所示，本技术的工厂化压裂施工的连续供液系统，其包括依次通过管线连通的供液系统1、混砂车2、动力驱动系统、控制系统，在供液系统1和混砂车2之间的连接管线上设置有流量计量装置3，供液系统1包括酸液罐4、滑溜水罐6和瓜胶液罐8，酸液罐4、滑溜水罐6和瓜胶液罐8与流量计量装置3之间的连接管线上分别设置有第一电子计量阀5、第二电子计量阀7和第三电子计量阀9，混砂车2内设置有第四电子计量阀10和离心泵11，供液系统1内第一电子计量阀5、第二电子计量阀7和第三电子计量阀9通过电控制信号与动力驱动系统连接，通过数据信号和控制系统连接；流量计量装置3通过数据信号与控制系统连接；混砂车2内第四电子计量阀10和离心泵11通过电控制信号与动力驱动系统连接，通过数据信号和控制系统连接。所述动力驱动系统和控制系统是基于PLC的实时在线控制系统。所述电控制信号是通过动力电缆进行传输，所述数据信号是通过连接的通讯控制电缆进行传输。所述动力驱动系统是混砂车自带柴油发电机组。为整个系统提供动力，保证整个系统的正常运转。上述工厂化压裂施工的连续供液系统使用方法，主要包括以下步骤：S1、将所需压裂液的添加量和排量参数输入动力及控制系统中，使其压裂液的排量能够达到10-12m3/min；控制系统控制压裂液连续供液系统启动，供液流量通过供液系统连接管线上的流量计量装置自动调整供液；S2、当压裂液流出供液系统进入混砂车之前，流经流量计量装置检测，流量计量装置将检测到的流量通过控制线路反馈给控制系统，控制系统通过供液单元的第一电子计量阀5，第二电子计量阀6和第三电子计量阀9调节添加量；若达到所需流量指标，则继续保持现有的酸液，滑溜水液或瓜胶液的添加量；若低于所需流量指标，则根据需要增加酸液，滑溜水液或瓜胶液的添加量；若高于所需流量指标，则根据需要减少酸液，滑溜水液或瓜胶液的添加量，最终使压裂液达到所需的输出排量和添加量；S3、控制系统在对供液系统中的第一电子计量阀5，第二电子计量阀6和第三电子计量阀9进行流量调节的同时，通过第四电子计量阀10对混砂车内离心泵叶片输出转速进行调节，使其能够根据压裂液的实时流量按步骤中所设定好的排量，经混砂车内上水离心泵的吸入作用下输送到混砂车内进行下一步的压裂施工作业。所述控制系统是基于PLC的实时在线控制系统，实时控制供液过程，实现酸液罐，滑溜水罐和瓜胶液罐的连续自动供液。其中，所述控制系统设有一个人机界面显示屏，通过人机界面显示屏可以对供液系统工艺参数进行设定。本技术工厂化压裂施工的连续供液系统，根据现场压裂情况确定供液系统工艺参数，启动动力驱动系统和控制系统，连续供液系统启动进入工作状态，供液系统根据接受的控制信号，启动控制电子计量阀添加酸液，滑溜水液或瓜胶液，形成压裂液基液；第一电子计量阀5，第二电子计量阀6和第三电子计量阀9实时在线监测酸液罐，滑溜水罐或瓜胶液罐的各液面高度并将信号实时发送控制系统，自动控制酸液，滑溜水液或瓜胶液的添加量；连接在压裂液输送管线上的流量计量装置实时记录流量并将信号实时发送控制系统，自动控制酸液，滑溜水或瓜胶液的流量；第四电子计量阀10实时在线监测离心泵叶片输出转速并将信号实时发送控制系统，自动控制压裂液所需排量，压裂液通过离心泵输送给混砂车，进行下一步的压裂施工作业。通过动力驱动系统和控制系统实时输送满足工艺要求的压裂液，根据现场需求向控制系统中输入与需求相对应的排量，添加量并及时输送满足压裂工艺要求的压裂液。综上所述，本技术的内容并不局限在上述的实施例中，相同领域内的有识之士可以在本技术的技术指导思想之内可以轻易提出其他的实施例，但这种实施例都包括在本技术的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工厂化压裂施工的连续供液系统，其特征在于，包括依次通过管线连通的供液系统(1)、混砂车(2)、动力驱动系统、控制系统，在供液系统(1)和混砂车(2)之间的连接管线上设置有流量计量装置(3)，供液系统(1)包括酸液罐(4)、滑溜水罐(6)和瓜胶液罐(8)，酸液罐(4)、滑溜水罐(6)和瓜胶液罐(8)与流量计量装置(3)之间的连接管线上分别设置有第一电子计量阀(5)、第二电子计量阀(7)和第三电子计量阀(9)，混砂车(2)内设置有第四电子计量阀(10)和离心泵(11)，供液系统(1)内第一电子计量阀(5)、第二电子计量阀(7)和第三电子计量阀(9)通过电控制信号与动力驱动系统连接，通过数据信号和控制系统连接；流量计量装置(3)通过数据信号与控制系统连接；混砂车(2)内第四电子计量阀(10)和离心泵(11)通过电控制信号与动力驱动系统连接，通过数据信号和控制系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种工厂化压裂施工的连续供液系统，其特征在于，包括依次通过管线连通的供液系统(1)、混砂车(2)、动力驱动系统、控制系统，在供液系统(1)和混砂车(2)之间的连接管线上设置有流量计量装置(3)，供液系统(1)包括酸液罐(4)、滑溜水罐(6)和瓜胶液罐(8)，酸液罐(4)、滑溜水罐(6)和瓜胶液罐(8)与流量计量装置(3)之间的连接管线上分别设置有第一电子计量阀(5)、第二电子计量阀(7)和第三电子计量阀(9)，混砂车(2)内设置有第四电子计量阀(10)和离心泵(11)，供液系统(1)内第一电子计量阀(5)、第二电子计量阀(7)和第三电子计量阀(9)通过电控制信号与动力...

【专利技术属性】
技术研发人员：平恩顺，王林，张世林，张建华，邹鹏，李楠，黄其，孙明辉，
申请(专利权)人：中国石油集团渤海钻探工程有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12