一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置和方法，包括通过管线依次连接形成回路的分离罐、二氧化碳循环泵组和摩阻测试单元和连通装置，所述摩阻测试单元的进口端与二氧化碳循环泵组的出口端相连通，所述摩阻测试单元的进口端和出口端分别设有压力传感器一和压力传感器二；所述分离罐通过管线连通有转存接口，该管线上设有充装回收单元。本发明专利技术提供的这种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，可以对二氧化碳密闭混砂装置的气密性进行检测，并使用透明测试管测定流体摩阻，便于模拟现场不同管径下携砂液流动，同时得到最大输砂速度、定排量下的输砂螺旋转速，以及砂比的标定。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置和方法
本专利技术属于油气田开发
，具体涉及一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置和方法。
技术介绍
二氧化碳干法加砂压裂技术作为无水压裂技术的一种，对低渗透、低压油气藏具有较好的适用性。该技术能够实现“无水压裂”，消除储层和水敏和水锁伤害，提高压后效果；压裂液无残渣，能够保护储层和支撑裂缝，实现自主返排。二氧化碳干法加砂压裂技术在国内属于新兴技术，其核心装备二氧化碳密闭混砂装置也处于不断优化改进的过程中，新研制出的二氧化碳密闭混砂装置投入现场应用前需要对其性能参数进行全尺寸的模拟测试，包括密封性能、最大输砂速度、定排量下的输砂螺旋转速与砂比关系等等，若将二氧化碳密闭混砂装置盲目投入现场应用，会增加施工的不确定性，输砂精度无法准确把控，安全风险增加。另外携砂液在管线流动中存在流动摩阻，流动摩阻大小直接影响到液态二氧化碳相态，若流动摩阻过大，液态二氧化碳会产生气化，压裂车走空泵，会导致施工排量波动大且难以提高等等，针对于现场二氧化碳干法加砂压裂施工中携砂液在管线里的摩阻特性研究处于理论研究阶段，目前国内还没有一种完全模拟现场施工情况的全尺寸测试流程。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，对二氧化碳密闭混砂装置的性能进行检测。本专利技术的另一个目的在于提供一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测方法，通过检测二氧化碳密闭混砂装置的气密性、流动摩阻、最大输砂速度、定排量下不同转速对应的砂比进行标定，增加输砂精度，确保安全生产。本专利技术的技术方案如下：一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，包括通过管线依次连接形成回路的分离罐、二氧化碳循环泵组和摩阻测试单元和连通装置，所述摩阻测试单元的进口端与二氧化碳循环泵组的出口端相连通，所述摩阻测试单元的进口端和出口端分别设有压力传感器一和压力传感器二；所述分离罐通过管线连通有转存接口，该管线上设有充装回收单元；所述二氧化碳循环泵组包括至少两个并联的二氧化碳循环泵，所述连通装置与二氧化碳密闭混砂装置连接，所述连通装置和二氧化碳循环泵组之间的管线上设有流量计，所述连通装置和摩阻测试单元之间设有测试入口总阀，所述连通装置和二氧化碳循环泵组之间设有测试出口总阀。所述摩阻测试单元包括多个测试阀和透明测试管，多个透明测试管并列设置，测试阀与透明测试管通过管线连通且一一对应。所述充装回收单元包括二氧化碳转存泵、两个充装阀、两个回收阀，两个充装阀分别与二氧化碳转存泵两端通过管线串联，所述两个回收阀的一端通过管线并联在二氧化碳转存泵和靠近分离罐一侧的充装阀之间，所述两个回收阀的另一端分别并联在靠近分离罐一侧的充装阀的两端。所述摩阻测试单元和分离罐之间设有分离罐入口阀，所述摩阻测试单元的进口端与二氧化碳循环泵组的出口端之间设有内循环总阀；所述充装回收单元和分离罐之间设有液相充装阀（和气相充装阀，所述液相充装阀和气相充装阀并列设置，所述测试出口总阀和内循环总阀并列连通流量计。还包括缓冲罐，所述缓冲罐设于分离罐和二氧化碳循环泵组之间，所述缓冲罐上设有缓冲罐排液阀；所述缓冲罐两端分别与分离罐和二氧化碳循环泵组通过管线连通，所述缓冲罐与分离罐之间连通管线上设有连通阀，所述二氧化碳循环泵两端分别设有循环泵入口阀和循环泵出口阀。还包括设于分离罐下部的螺旋输送器，所述螺旋输送器一端与分离罐相通，另一端连通有支撑剂计量箱，所述分离罐内设有滤网。所述连通装置包括连通弯管一和连通弯管二，所述连通弯管二和连通弯管一分别连接二氧化碳密闭混砂装置的上下端，所述连通弯管二和连通弯管一均为多根且并列设置。还包括压力传感器三，所述压力传感器三设于摩阻测试单元和二氧化碳循环泵组之间的管线上。一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测方法，使用二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，包括以下步骤：步骤1）二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置充压：通过转存接口连接二氧化碳槽车，打开测试入口总阀、分离罐入口阀、二氧化碳循环泵组、内循环总阀、充装回收单元中的二氧化碳转存泵和两个充装阀、气相充装阀进行充压，直到压力传感器显示数值与二氧化碳槽车压力一致；步骤1）二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置充压：通过转存接口连接二氧化碳槽车，打开分离罐入口阀、连通阀、循环泵入口阀、循环泵出口阀、内循环总阀、测试阀，气相充装阀进行检测装置的内部充压，直到压力传感器一和压力传感器二显示数值与二氧化碳槽车压力一致；步骤2）分离罐、缓冲罐充装液相：关闭循环泵入口阀、分离罐入口阀，打开充装回收单元中的两个充装阀、液相充装阀，开启分离罐排气阀、缓冲罐排气阀至30%，启动二氧化碳转存泵，将二氧化碳槽车内液相转存至分离罐和缓冲罐内，当分离罐液位到达1300mm、缓冲罐液位到达1700mm时，关闭二氧化碳转存泵、两个充装阀、液相充装阀，充液完成；步骤4）二氧化碳密闭混砂装置充压：在步骤2）的基础上，继续用分离罐气相为二氧化碳密闭混砂装置充压，直到二氧化碳密闭混砂装置与分离罐内的压力一致，关闭两个充装阀；步骤5）二氧化碳密闭混砂装置充液：关闭气相充装阀，打开液相充装阀、充装回收单元中的两个回收阀，将二氧化碳密闭混砂装置的排气阀开至30%，启动二氧化碳转存泵，向二氧化碳密闭混砂装置内充液，当液位到达设定液位时关闭二氧化碳转存泵、两个回收阀、液相充装阀，充液完成；步骤6）携砂液摩阻测定：打开测试入口总阀、摩阻测试单元、分离罐入口阀、测试出口总阀，启动二氧化碳循环泵组，模拟现场施工排量，监测流量计的显示数值，调整二氧化碳密闭混砂装置的输砂螺旋转速至现场施工时要求的转速，通过摩阻测试单元中的透明测试管观察液态二氧化碳的携砂情况，待排量稳定后，循环1min，记录压力传感器的数值，得到携砂液摩阻。还包括携砂液摩阻测定后，将转存接口与二氧化碳槽车连接，将分离罐内的液相回收至二氧化碳槽车内。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的这种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，可以对二氧化碳密闭混砂装置的气密性进行检测，并测定流体摩阻，同时得到最大输砂速度、定排量下的输砂螺旋转速，以及砂比的标定。采用二个或多个二氧化碳循环泵，并联连接，配合流量计，可以模拟现场二氧化碳干法加砂压裂施工时的不同排量大小；使用缓冲罐为二氧化碳循环泵提供稳定持续的液态二氧化碳，保证循环管路中液态二氧化碳的连续性，提高检测的精确度；使用透明测试管，便于模拟现场不同管径下携砂液流动，透明测试管可更换，可实时观测液态二氧化碳的携砂情况。该装置既可以完成二氧化碳的充装，检测完成之后还能进行液态二氧化碳的回收，这对于重复性试验非常有益，大大降低成本，保护环境的同时提高了液态二氧化碳的利用效率。下面将结合附图做进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术的一种实施方式示意图。图中：1、压力传感器一；2、测试入口总阀；3、测试阀；4、透明测试管；5、放气阀一；6、压力传感器二；7、安全阀一；8、分离罐入口阀；9、分离罐；10、分离罐排气阀；11、连通阀；12、缓冲罐；13、缓冲罐排气阀；14、螺旋输送器；15、支撑剂计量箱；16、循环泵入口阀；17、二氧化碳循环泵；18、循环泵出口阀；19、流量计；20、测试出口总阀；21、放气阀二；22、内循环总阀；23、二氧化碳密闭混砂装置；24、转存接口；25本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：包括通过管线依次连接形成回路的分离罐（9）、二氧化碳循环泵组和摩阻测试单元（35）和连通装置，所述摩阻测试单元（35）的进口端与二氧化碳循环泵组的出口端相连通，所述摩阻测试单元（35）的进口端和出口端分别设有压力传感器一（1）和压力传感器二（6）；所述分离罐（9）通过管线连通有转存接口（24），该管线上设有充装回收单元（36）；所述二氧化碳循环泵组包括至少两个并联的二氧化碳循环泵（17），所述连通装置与二氧化碳密闭混砂装置（23）连接，所述连通装置和二氧化碳循环泵组之间的管线上设有流量计（19），所述连通装置和摩阻测试单元（35）之间设有测试入口总阀（2），所述连通装置和二氧化碳循环泵组之间设有测试出口总阀（20）。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：包括通过管线依次连接形成回路的分离罐（9）、二氧化碳循环泵组和摩阻测试单元（35）和连通装置，所述摩阻测试单元（35）的进口端与二氧化碳循环泵组的出口端相连通，所述摩阻测试单元（35）的进口端和出口端分别设有压力传感器一（1）和压力传感器二（6）；所述分离罐（9）通过管线连通有转存接口（24），该管线上设有充装回收单元（36）；所述二氧化碳循环泵组包括至少两个并联的二氧化碳循环泵（17），所述连通装置与二氧化碳密闭混砂装置（23）连接，所述连通装置和二氧化碳循环泵组之间的管线上设有流量计（19），所述连通装置和摩阻测试单元（35）之间设有测试入口总阀（2），所述连通装置和二氧化碳循环泵组之间设有测试出口总阀（20）。2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：所述摩阻测试单元（35）包括多个测试阀（3）和透明测试管（4），多个透明测试管（4）并列设置，测试阀（3）与透明测试管（4）通过管线连通且一一对应。3.根据权利要求1所述的一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：所述充装回收单元（36）包括二氧化碳转存泵（29）、两个充装阀（28）、两个回收阀（27），两个充装阀（28）分别与二氧化碳转存泵（29）两端通过管线串联，所述两个回收阀（27）的一端通过管线并联在二氧化碳转存泵（29）和靠近分离罐（9）一侧的充装阀（28）之间，所述两个回收阀（27）的另一端分别并联在靠近分离罐（9）一侧的充装阀（28）的两端。4.根据权利要求1所述的一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：所述摩阻测试单元（35）和分离罐（9）之间设有分离罐入口阀（8），所述摩阻测试单元（35）的进口端与二氧化碳循环泵组的出口端之间设有内循环总阀（22）；所述充装回收单元（36）和分离罐（9）之间设有液相充装阀（31）和气相充装阀（32），所述液相充装阀（31）和气相充装阀（32）并列设置，所述测试出口总阀（20）和内循环总阀（22）并列连通流量计（19）。5.根据权利要求4所述的一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：还包括缓冲罐（12），所述缓冲罐（12）设于分离罐（9）和二氧化碳循环泵组之间，所述缓冲罐（12）上设有缓冲罐排液阀（30）；所述缓冲罐（12）两端分别与分离罐（9）和二氧化碳循环泵组通过管线连通，所述缓冲罐（12）与分离罐（9）之间连通管线上设有连通阀（11），所述二氧化碳循环泵（17）两端分别设有循环泵入口阀（16）和循环泵出口阀（18）。6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：还包括设于分离罐（9）下部的螺旋输送器（14），所述螺旋输送器（14）一端与分离罐（9）相通，另一端连通有支撑剂计量箱（15），所述分离罐（9）内设有滤网。7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳密闭混砂装置性能检测装置，其特征在于：所述连通装置包括连通弯管一（34）和连通弯管二（37），所述连通弯管二（37）和连通弯管一（34）分别连接二氧化碳密闭混砂装置（23）的上下端，所述连通弯管二（37）和...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨延增，聂俊，章东哲，叶文勇，魏小房，张岄，叶赛，王玲，段成才，武自博，
申请(专利权)人：中国石油集团川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，
类型：发明
国别省市：陕西,61