一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架技术方案

涉及到海洋油气田压裂作业设备的一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架，其储液系统、配液系统、废液处理系统和配电系统在台架下层，输砂系统、高压泵送系统和仪表控制系统在台架上层，储液系统和输砂系统分别与配液系统的进液接口和进砂接口连接，配液系统与高压泵送系统连接，配液系统与废液处理系统连接，配电系统与输砂系统、配液系统的电机连接，仪表控制系统和高压泵送系统连接。本实用新型专利技术能模拟海洋压裂作业船进行酸化和大规模输砂压裂作业试验，且压裂液循环利用，排放废液符合环保。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及海洋油气压裂作业设备领域，具体涉及一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架。
技术介绍
随着海洋油气勘探开发技术的不断进步，以酸化、压裂为主要手段的储层改造技术已经成为开发低渗油气田、提高单井产量的主体技术。海上油气田受天气和海况的影响极大，开展具有一定规模的压裂作业有一定的局限性，海洋压裂作业船是将压裂作业装备集成到一艘海洋工程船舶上，是解决海上大型压裂作业的有效途径。海洋压裂作业系统是海洋压裂作业船的核心组成部分，目前国内还没有一套完备的海洋压裂作业系统试验装置。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供了一种布局合理，结构紧凑，能够模拟海洋压裂作业船上各压裂功能模块的整体布局和作业流程的压裂作业系统试验台架，为海洋压裂作业船的研制提供技术支撑。为了达到上述目的，本技术通过如下技术方案来实现上述目的：一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架，其特征是：包括台架1、储液系统2、输砂系统3、配液系统4、高压泵送系统5、废液处理系统6、配电系统7、仪表控制系统8，台架1上有上层01、下层02，储液系统2、配液系统4、废液处理系统6和配电系统7位于台架1的下层02，输砂系统3、高压泵送系统5和仪表控制系统8位于台架1的上层01，其储液系统2和输砂系统3分别与配液系统4进液接口、进砂接口连接，配液系统4的出液接口与高压泵送系统5的进液接口连接，配液系统4的排液接口与废液处理系统6连接，配电系统7与输砂系统3及配液系统4的电机连接，仪表控制系统8分别与输砂系统3、配液系统4和高压泵送系统5连接。台架1为框架模块结构，下层安装板101固定在地面，立柱104和横梁105通过销轴分别与下层安装板101、上层安装板102、顶部防雨板103连接构成台架1的上层01和下层02，下层安装板101与上层安装板102之间为台架1的下层02并模拟船舱下层甲板结构，上层安装板101和顶部防雨板103之间为台架1的上层01并模拟船舱上层甲板结构。储液系统2包括储水罐201、盐酸罐202、氢氟酸罐203、缓冲罐204，水罐201、氢氟酸罐203并排在台架1下层02右侧，缓冲罐204在台架1下层02左侧。配液系统4包括混砂撬401、配液撬402及配酸撬403，并在台架1下层02的中部，混砂撬401与配液撬402连接。废液处理系统6在台架1下层02右侧，其入口与缓冲罐204连接。高压泵送系统包括压裂撬501、高压软管滚筒撬502、高压管汇503、针型阀504，压裂撬501的数量不少于2台，其排出口与高压管汇503连接，高压管汇503通过针型阀504与高压软管滚筒撬502上的高压软管一端连接，高压软管另一端与缓冲罐204入口连接。输砂系统3在台架1上层01的混砂撬401上方，其出砂口与混砂撬401的混合罐连接。本技术的有益效果：本技术的双层海洋压裂作业系统模拟试验台架，能够模拟海洋压裂作业船上各压裂功能模块的整体布局，进行酸化压裂作业和大规模加砂压裂作业试验，同时在试验的过程中，压裂液可以循环利用，节约试验成本，试验完成后的废液可以通过废液处理系统处理，避免常规排放带来的地层污染。附图说明图1是本技术的总图布置图；图2是本技术的台架结构示意图；图3是本技术的台架下层结构平面布置图；图4是本技术的台架上层结构平面布置图。具体实施方式下面结合附图进一步说明本技术的具体实施方式。如图1所示，一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架，包括台架1、储液系统2、输砂系统3、配液系统4、高压泵送系统5、废液处理系统6、配电系统7、仪表控制系统8，所述的台架1有上下两层，如图1所示的02轴线为台架上层，01轴线为台架下层，所述的储液系统2、配液系统4、配电系统7和废液处理系统6位于台架下层，输砂系统3、高压泵送系统5和仪表控制系统8位于台架上层，其中：储液系统2和输砂系统3分别与配液系统4的进液接口和进砂接口相连，将液体和砂子进行混合；配液系统4的出液接口与高压泵送系统5的进液接口相连，将混合均匀的混合液供给高压泵送系统5；配液系统4的排液接口与废液处理系统6相连，将试验后的残液进行过滤处理；配电系统7与输砂系统3、配液系统4中的电机相连，为电机提供电源；仪表控制系统8分别与输砂系统3、配液系统4和高压泵送系统5相连，用于试验过程中各系统的控制和监测。由储液装置2和输砂系统3提供的液体和支撑剂经配液系统4混合均匀后形成的携砂液，供给高压泵送系统5。台架1的目的是模拟船体的上下层结构，储液系统2主要用于存储水和酸液，配液系统4的作用是配置前置液、携砂液和酸液，高压泵送系统5的作用是将前置液、携砂液和酸液增压，废液处理系统6的作用是对压裂液进行处理，配电系统7的作用是给各用电设备供电，仪表控制系统8对所有设备进行集中控制。如图2所示，台架1为框架模块结构，包括下层安装板101、上层安装板102、顶部防雨板103、立柱104、横梁105，下层安装板101固定在水平地面上，立柱104和横梁105通过销轴分别与下层安装板101、上层安装板102、顶部防雨板103连接，构成台架1的上层01和下层02，下层安装板101与上层安装板102之间的区域为台架下层，模拟船舱下层甲板结构，上层安装板102和顶部防雨板103的区域为台架上层，模拟船舱上层甲板结构，模块化结构便于台架的制造和拆装。如图3所示，储液系统2包括水罐201、盐酸罐202、氢氟酸罐203和缓冲罐204，其中水罐201、盐酸罐202、氢氟酸罐203并排安装在台架下层右侧，缓冲罐204安装在台架下层左侧；配液系统4包括混砂橇401、配液橇402和配酸橇403，并排安装在台架下层中部，配液橇403混合后的液体排出至缓冲罐204，再供给混砂橇401，配酸橇402混配好后的酸液供给压裂橇501。如图4所示，高压泵送系统5包括压裂橇501、高压软管滚筒橇502、高压管汇503和针型阀504，不少于2台压裂橇501的排出口与高压管汇503相连，高压管汇503通过针型阀504与高压软管滚筒橇502上的高压软管一端连接，高压软管另一端与缓冲罐204入口连接，针型阀504的作用是将通过高压管汇503的高压压裂液泄压后输送到高压软管滚筒橇502。如图1和图4所示，输砂系统3安装在台架上层，位于台架下层的混砂橇401正上方，输砂系统3的底部有水平安装的螺旋输砂绞龙，螺旋输砂绞龙的出砂口与混砂橇401的混合罐相连，输砂系统3直接向混砂橇401输砂，传统输砂系统是砂罐里面的砂通过自身重力流动到混砂橇的输砂斗，再由混砂橇上的一个有安装角度的螺旋输砂器将砂由低处向高处输送到混合罐，整个输砂流程多出了“输砂斗”中间环节，且有安装角度的螺旋输砂器相对水平安装的螺旋输砂器，其消耗的功率更大。一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架的工作过程的说明：前置液压裂试验，由安装在台架1下层的水罐201向配液橇402供水，通过配液橇402混配形成的前置液输送到缓冲罐204，在缓冲罐204内充分溶胀后的前置液经由混砂橇401向压裂橇501供液，压裂橇501将前置液增压后通过高压软管滚筒橇502上的高压软管输出，完成前置液压裂作业模拟试验流程；携砂液压裂试验，由安装在台架1下层的水罐201向混砂橇401供水，同时安装在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架，其特征是：包括台架（1）、储液系统（2）、输砂系统（3）、配液系统（4）、高压泵送系统（5）、废液处理系统（6）、配电系统（7）、仪表控制系统（8），台架（1）上有上层（01）、下层（02），储液系统（2）、配液系统（4）、废液处理系统（6）和配电系统（7）位于台架（1）的下层（02），输砂系统（3）、高压泵送系统（5）和仪表控制系统（8）位于台架（1）的上层（01），其储液系统（2）和输砂系统（3）分别与配液系统（4）进液接口、进砂接口连接，配液系统（4）的出液接口与高压泵送系统（5）的进液接口连接，配液系统（4）的排液接口与废液处理系统（6）连接，配电系统（7）与输砂系统（3）及配液系统（4）的电机连接，仪表控制系统（8）分别与输砂系统（3）、配液系统（4）和高压泵送系统（5）连接。

【技术特征摘要】
1.一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架，其特征是：包括台架（1）、储液系统（2）、输砂系统（3）、配液系统（4）、高压泵送系统（5）、废液处理系统（6）、配电系统（7）、仪表控制系统（8），台架（1）上有上层（01）、下层（02），储液系统（2）、配液系统（4）、废液处理系统（6）和配电系统（7）位于台架（1）的下层（02），输砂系统（3）、高压泵送系统（5）和仪表控制系统（8）位于台架（1）的上层（01），其储液系统（2）和输砂系统（3）分别与配液系统（4）进液接口、进砂接口连接，配液系统（4）的出液接口与高压泵送系统（5）的进液接口连接，配液系统（4）的排液接口与废液处理系统（6）连接，配电系统（7）与输砂系统（3）及配液系统（4）的电机连接，仪表控制系统（8）分别与输砂系统（3）、配液系统（4）和高压泵送系统（5）连接。2.根据权利要求1所述的一种双层海洋压裂作业系统模拟试验台架，其特征是：台架（1）为框架模块结构，下层安装板（101）固定在地面，立柱（104）和横梁（105）通过销轴分别与下层安装板（101）、上层安装板（102）、顶部防雨板（103）连接构成台架（1）的上层（01）和下层（02），下层安装板（101）与上层安装板（102）之间为台架（1）的下层（02）并模拟船舱下层甲板结构，上层安装板（101）和顶部防雨板（103）之间为台架（1）的上层（01）并模拟船...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷刚，吴汉川，蔡正志，范杰，彭飞，李莉莉，
申请(专利权)人：中石化石油工程机械有限公司第四机械厂，
类型：新型
国别省市：湖北;42