一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置制造方法及图纸

一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置，涉及油田二氧化碳压裂技术领域。混砂罐顶部连接带压送砂机构，混砂罐的直管段上下排列一组进液支管，各个进液支管并联一根二氧化碳进液干管，二氧化碳进液干管上设有增压泵，混砂罐底部设有背压阀。本发明专利技术的有益效果是：设置活塞来回移动，容料环槽将从常压的进料斗落下的支撑剂带入到高压的混砂罐内实现连续加砂，在连续加砂的运行方式中，混砂罐的容积只要满足二氧化碳和支撑剂的混合时间需要即可，小容积的混砂罐减少设备投资，采用小直径的混砂罐，在切向进入混砂罐的二氧化碳流动弯曲度大，液体紊流性高，有利于进入混砂罐内的液态二氧化碳与支撑剂充分混合。与支撑剂充分混合。与支撑剂充分混合。

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置


[0001]本专利技术涉及油田二氧化碳压裂
，尤其涉及一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置。

技术介绍

[0002]二氧化碳加砂压裂技术中的核心技术就是在密闭带压的条件下将液态二氧化碳与支撑剂按一定比例混合后输出，目前二氧化碳混砂装置均为一次性装砂后与液态二氧化碳混合，导致混砂罐体积庞大才能适应注入的需要，混砂罐过大导致设备成本提高、支撑剂与液态二氧化碳混合不均匀、混砂罐预冷耗费能源大、二氧化碳与支撑剂混配比不准确、混合不均匀的问题；目前在液态二氧化碳混砂过程中，需将投入的支撑、设备、管路温度降至约
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18℃、压力升到2MPa后方能进行混砂作业，此类方式存在支撑剂中的水分冻结、流动性差甚至堵塞管道的问题。

技术实现思路

[0003]为了解决现有二氧化碳混砂设备成本高、混合不均匀的问题，本专利技术提供一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置。
[0004]本专利技术提供的技术方案是：一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置，包括混砂罐，混砂罐由上部的直管段和下部的直径变小的圆锥管段组成，混砂罐顶部连接带压送砂机构，混砂罐的直管段上下排列一组进液支管，进液支管在圆周切线方向连接直管段，各个进液支管并联一根二氧化碳进液干管，二氧化碳进液干管上设有增压泵，混砂罐底部设有背压阀；带压送砂机构包括缸套，缸套内间隙配合连接有活塞，活塞左侧固定连接直线电机的伸缩杆，直线电机通过法兰密封连接缸套，缸套右侧为封闭端，活塞中部开有容料环槽，容料环槽两侧各安装有两组活塞环，从右至左分别为活塞环组A、活塞环组B、活塞环组C和活塞环组D，缸套左侧上部设有进料斗，缸套右侧下部设有进料管，进料管位于进液支管向直管段内延伸线位置上，进料管下部焊接在混砂罐顶部；当活塞的容料环槽位于进料斗位置时，活塞环组A和活塞环组B位于进料管两侧，当容料环槽位于进料管位置时，活塞环组C和活塞环组D位于进料斗两侧，缸套的两侧设有加油管；混砂罐外侧设有夹套，夹套为密闭壳体，夹套包裹在混砂罐和进料管外侧，夹套通过冷媒循环管线连接制冷机组，增压泵和背压阀控制混砂罐的压力保持在4.2～4.5MPa，制冷机组控制夹套内冷媒的温度在6～8℃范围。
[0005]混砂罐顶部设有自动排气阀，自动排气阀的排气管线上设有电磁流量计。
[0006]带压送砂机构由斗式提升机供料，增压泵、斗式提升机和直线电机均由变频控制。
[0007]本专利技术的有益效果为：设置活塞来回移动，容料环槽将从常压的进料斗落下的支
撑剂带入到高压的混砂罐内实现连续加砂，在连续加砂的运行方式中，混砂罐的容积只要满足二氧化碳和支撑剂的混合时间需要即可，小容积的混砂罐可减少设备投资，具体到本技术方案，采用小直径的混砂罐，在切向进入混砂罐的二氧化碳流动弯曲度大，液体紊流性高，有利于进入混砂罐内的液态二氧化碳与支撑剂充分混合，在混砂罐上布置上下排列分布的进液支管，实现多次小批量添加液态二氧化碳，进一步提高了液态二氧化碳与支撑剂混合程度，液态二氧化碳与支撑剂下降到圆锥管段时混合更充分，带压送砂机构采用活塞环组作为密封措施，适合于输送颗粒状的支撑剂，使用寿命长，防止采用普通橡胶密封圈进行密封时，支撑剂塞进密封圈，造成密封圈损坏；增压泵和背压阀控制混砂罐的压力保持在4.2～4.5MPa，制冷机组控制夹套内冷媒的温度在6～8℃范围，在此压力和温度范围内，混砂罐内的二氧化碳呈液态形式，支撑剂内含有的水分不会冻结，保障二氧化碳密闭混砂连续运行；通过变频控制可使得带压送砂机构和斗式提升机同步输送支撑剂，变频控制可改变增压泵的流量，准确调整液态二氧化碳与支撑剂的混合比例。
附图说明
[0008]附图1是本专利技术的结构示意图；附图2是本专利技术中进液支管和进料管的方位布置图；附图3是本专利技术中带压送砂机构的结构示意图；附图4是带压送砂机构中活塞改变位置后的结构示意图。
[0009]图中：1
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混砂罐，2
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带压送砂机构，3
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增压泵，4
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二氧化碳进液干管，5
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进液支管，6
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背压阀，7
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斗式提升机，8
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夹套，9
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制冷机组，10
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进料管，11
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自动排气阀，12
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直管段，13
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圆锥管段，14
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缸套，15
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活塞，16
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进料斗，17
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容料环槽，18
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活塞环组A，19
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活塞环组B，20
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活塞环组C，21
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活塞环组D，22
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直线电机，23
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加油管，24
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电磁流量计。
具体实施方式
[0010]如图1～4所示，一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置，包括混砂罐1，混砂罐1由上部的直管段12和下部的直径变小的圆锥管段13组成，混砂罐1顶部连接带压送砂机构2，混砂罐1的直管段12上下排列一组进液支管5，进液支管5在圆周切线方向连接直管段12，各个进液支管5并联一根二氧化碳进液干管4，二氧化碳进液干管4上设有增压泵3，混砂罐1底部设有背压阀6；带压送砂机构2包括缸套14，缸套14内间隙配合连接有活塞15，活塞15左侧固定连接直线电机22的伸缩杆，直线电机22通过法兰密封连接缸套14，缸套14右侧为封闭端，活塞15中部开有容料环槽17，容料环槽17两侧各安装有两组活塞环，从右至左分别为活塞环组A18、活塞环组B19、活塞环组C20和活塞环组D21，缸套14左侧上部设有进料斗16，缸套14右侧下部设有进料管10，进料管10位于进液支管5向直管段12内延伸线位置上，进料管10下部焊接在混砂罐1顶部；当活塞15的容料环槽17位于进料斗16位置时，活塞环组A18和活塞环组B19位于进料管10两侧，当容料环槽17位于进料管10位置时，活塞环组C20和活塞环组D21位于进料斗16两侧，缸套14的两侧设有加油管23，缸套14两侧通过加油管23加入润滑油，在活塞环组来
回移动时产生油膜提高密封效果，同时起到润滑作用，加油管23的容积可保证活塞15移动时润滑油不流出。
[0011]设置活塞15来回移动，容料环槽17将从常压的进料斗16落下的支撑剂带入到高压的混砂罐1内实现连续加砂，在连续加砂的运行方式中，混砂罐1的容积只要满足二氧化碳和支撑剂的混合时间需要即可，小容积的混砂罐减少设备投资，具体到本技术方案，采用小直径的混砂罐1，在切向进入混砂罐1的二氧化碳流动弯曲度大，液体紊流性高，有利于进入混砂罐1内的液态二氧化碳与支撑剂充分混合，在混砂罐1上布置上下排列分布的进液支管5，实现多次小批量添加液态二氧化碳，进一步提高了液态二氧化碳与支撑剂混合程度，液态二氧化碳与支撑剂下降到圆锥管段13时混合更充分，带压送砂机构2采用活塞环组作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二氧化碳压裂用连续密闭混砂装置，包括混砂罐(1)，其特征在于：混砂罐(1)由上部的直管段(12)和下部的直径变小的圆锥管段(13)组成，混砂罐(1)顶部连接带压送砂机构(2)，混砂罐(1)的直管段(12)上下排列一组进液支管(5)，进液支管(5)在圆周切线方向连接直管段(12)，各个进液支管(5)并联一根二氧化碳进液干管(4)，二氧化碳进液干管(4)上设有增压泵(3)，混砂罐(1)底部设有背压阀(6)；带压送砂机构(2)包括缸套(14)，缸套(14)内间隙配合连接有活塞(15)，活塞(15)左侧固定连接直线电机(22)的伸缩杆，直线电机(22)通过法兰密封连接缸套(14)，缸套(14)右侧为封闭端，活塞(15)中部开有容料环槽(17)，容料环槽(17)两侧各安装有两组活塞环，从右至左分别为活塞环组A(18)、活塞环组B(19)、活塞环组C(20)和活塞环组D(21)，缸套(14)左侧上部设有进料斗(16)，缸套(14)右侧下部设有进料管(10)，进料管(10)位于进液支管(5)向直管段(12)内延伸线位置上，进料管...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨巍，马雪良，肖勇军，
申请(专利权)人：大庆信辰油田技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：