一种实现脉冲式加砂压裂的装置与方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105507873A(43)申请公布日2016.04.20(21)申请号201610004881.3(22)申请日2016.01.05(71)申请人山东广河精细化工有限责任公司地址257200山东省东营市河口区经济技术开发区明河路东首(72)发明人许大星郭利伟(74)专利代理机构济南金迪知识产权代理有限公司37219代理人吕利敏(51)Int.Cl.E21B43/267(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种实现脉冲式加砂压裂的装置与方法(57)摘要本发明涉及一种实现脉冲式加砂压裂的装置与方法。该装置包括加料装置、脉冲轮、混砂液罐和多个加砂桶；所述加料装置和混砂液罐分别设置在脉冲轮的两侧；所述加砂桶均匀设置在脉冲轮的外缘；脉冲轮连接有驱动电机；所述混砂液罐上设置有入液管和出液管，混砂液罐内设置有搅拌器。该装置结构简单，自动化程度高，计量准确，易于操作和控制；可灵活精确地控制支撑剂用量、加法和配比，适用于常规压裂、通道压裂的脉冲式加砂。CN105507873ACN105507873A权利要求书1/2页1.一种实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，包括加料装置、脉冲轮、混砂液罐和多个加砂桶；所述加料装置和混砂液罐分别设置在脉冲轮的两侧；所述加砂桶均匀设置在脉冲轮的外缘；脉冲轮连接有驱动电机；所述混砂液罐上设置有入液管和出液管，混砂液罐内设置有搅拌器。2.如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述加料装置包括螺旋输送器和支撑剂罐。3.如权利要求2所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述螺旋输送器的输送高度为0.5～2.5m；所述混砂液罐直径为0.5～1.5m，高度为0.5～1m；所述加砂桶的尺寸比混砂液罐的尺寸小0.2～0.4m。4.如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述加砂桶可拆卸的设置在脉冲轮上。5.如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述加砂桶的开口方向沿着脉冲轮的转动方向设置；所述加砂桶的外壁与脉冲轮的外缘相切设置。6.如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述混砂液罐为透明混砂液罐；混砂液罐的侧壁上设置有刻度。7.如权利要求1所述的实现脉冲式加砂压裂的装置，其特征在于，所述入液管上设置有管道泵和压力表。8.一种利用如权利要求1-7任意一项加砂压裂的装置进行脉冲式加砂压裂的方法，其特征在于，包括步骤如下：(1)计算每个加砂脉冲所需加砂量，其中，s为单位时间压裂液排量，t为加砂脉冲时间，V砂为每个加砂脉冲所需加砂量；(2)计算每个加砂桶体积V桶,根据每个加砂脉冲所需加砂量选则合适体积的加砂桶；(3)计算螺旋输送器单位时间的输砂量Q，计算加砂时间t1＝V砂/Q；(4)计算脉冲轮转速n，n＝1/(t2×m)；其中，m为加砂桶的个数，t2为液体脉冲时间；(5)开启设备，开始压裂施工，入液管和出液管内的压裂液速度均为压裂液排量；(6)螺旋输送器向加砂桶加砂t1时间后暂停加砂操作，加砂桶随脉冲轮旋转到达最高点；(7)支撑剂进入混砂液罐并与压裂液均匀混合后，以压裂液排量速度泵入储层，完成一个加砂脉冲；(8)加砂脉冲结束后，压裂液继续泵入地层，完成一个液体脉冲，同时进入下一加砂脉冲；(9)步骤(7)结束时，脉冲轮上的下一个加砂桶到达加砂位置，螺旋输送器向加砂桶内加砂，步骤(8)结束时该加砂桶到达最高点；(10)重复步骤(6)～(8)，实现脉冲式加砂压裂施工。9.根据权利要求8所述的脉冲式加砂压裂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，计算每2个加砂桶体积的具体方法为，V桶＝π/4×d×h，其中d为加砂桶底直径，h为加砂桶高。10.根据权利要求8所述的脉冲式加砂压裂的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，计算2螺旋输送器单位时间的输砂量Q的具体方法为，Q＝47β×δ×ρ×D×S×n1，其中，β为倾斜系2CN105507873A权利要求书2/2页数，δ为物料填充系数，ρ为物料容量重，D为螺旋叶直径，n1为螺旋输送器的电机转速，S为螺距。3CN105507873A说明书1/4页一种实现脉冲式加砂压裂的装置与方法技术领域[0001]本发明涉及一种实现脉冲式加砂压裂的装置与方法，属于油气田开发的技术领域。背景技术[0002]常规压裂增产施工中采用脉冲式的加砂方式能够有效地提高压裂液的携砂性能，将支撑剂携带进入裂缝的深部甚至端部，同时可以增加缝内单位体积的铺砂浓度以提高支撑剂的抗压能力，最终显著地提高充填裂缝的长期导流能力，改善压裂施工效果，增加压后产能。基于相关压裂工艺、压裂设备的改进，采用脉冲式的加砂方式还可以实现通道压裂技术，在人工裂缝中形成“柱体”支撑，形成