大流量压裂液配制设备的橇装化设计

大流量压裂液配制设备的橇装化设计

刘庆1卢亚平1邱峰2徐占东2潘社卫1宫秀坤2杨春2台广锋1王振华2

（1：北京矿冶研究总院，北京100160；2：大庆钻探工程公司井下作业工程公司，松原，

138000）

摘要: 为了满足大型压裂作业的需求，设计出了大流量压裂液配制装置，配制速度达到8m3/min，实现了现场配制“即配即用”，降低了配制余量，节省了配液成本，提高了压裂施工效率，该装置在吉林油田中得到了应用，经过多年的大型压裂作业验证，设备运行稳定，达到了装置的研制效果。本文主要介绍了配液装置的配液工艺流程、装置的组成以及现场应用情况。

关键词:大流量；压裂液；连续混配；配液装置

Skid Mounted Design of Large Flow Fracturing Fluid Preparation

Equipment

LIU Qing1 , LU Yaping1,QIU Feng2 , XU Zhandong 2 ,PAN Shewei1,GONG Xiukong2,YANG Chun2,

TAI Guangfeng1,WANG Zhenhua2

(1:Beijing General Research Institute of Mining and Metallurgy , Beijing 100160;

2:Downhole Service Engineering Company of Daqing Drilling Engineering,Songyuan,138000) ABSTRACT:In order to meet the demand of large-scale fracturing, large flow of fracturing fluid preparation equipment is developed. liquid mixing velocity reaches 8m3/min, Field liquid mixing ‘ready-to-use’ is implemented, Reduced the liquid allowance, saved the liquid mixing costs, and improved the efficiency of fracturing construction.The device has been used in jilin oilfield, after many years of verification in large-scale fracturing operation, equipment operation was stabled, development effect was achieved. This paper mainly introduces the liquid mixing process, composition and field application of this device.

KEY WORDS: large flow; fracturing fluid; continuous mixing; mixing device

0 引言

现有的水力压裂工艺通常是在施工前在配液站提前配制好压裂液，采用罐车运送至现场，而如今压裂现场呈现出作业点分布广的特点，仅靠固定配液站配液的方式已不能满足大型压裂作业要求，需要开发新的配液方式，以解决压裂准备时间长、罐车拉液成本高、压裂液防腐以及残液环保处理等诸多难题。

连续混配技术在国外80年代已经开始研究使用，但多以油基浓缩液的方式配液，溶解

介质使用柴油或轻质原油【1】，而国内大多使用水基压裂液来降低压裂施工成本【2-5】。目前

国内已开发出了移动式配液车或配液橇，配液速度通常是2~4m3/min，可根据现场作业情况

灵活调整配液量和配方，极大地降低配液余量，节省了配液成本，对环境的污染明显减少。

本文结合配制压裂液的工艺特点，使配液设备模块化、橇装化，压裂液配制的最大速度

为8m3/min，可实现大型压裂作业中的现场配液，大幅提高了现场压裂施工的生产效率。

1配液系统的工艺流程

压裂液配液系统采用集成橇装化设计，由原料添加橇、混配橇、缓冲罐和动力控制系统

组成，如图1所示。

原料添加橇负责提供胶粉、添加剂供应，胶粉通过原料添加橇的精确输出给混配橇，由

混配橇将清水与胶粉混合增黏，当胶粉融合后加入添加剂，待液体快速增黏后，发液到缓冲

罐中，缓冲罐与压裂机组相连，确认配制的压裂液满足使用要求后，开始压裂作业。

压裂液混配装置的动力由动力控制系统提供，同时动力控制系统还收集配液信号，输出

控制信号，实时调节流速，监控配液过程，保证整个混配系统平稳运行。

图1 配液装置的工艺流程图

Fig.1 Process flow diagram of fluid preparation equipment

2配液装置的组成

2.1原料添加橇

原料添加橇主要包括两台胶粉自动供给装置和三个添加剂供给系统，实现对混配橇的胶

粉和添加剂的供应，如图2所示。

粉

胶

图2 原料添加橇结构图

Fig.2 Structure drawing of raw material adding skid

（1）胶粉自动供给装置采用定量输送的方式，可随配方和配制过程的变化进行精确供

料，保证胶粉在配液期间内连续均匀地输料。两台胶粉自动供给装置可分别给混配橇的两个

混合器供料，可以根据配液量的需求一停一用或两个同时用，具有配液的灵活性。

（2）添加剂供给装置分为上液、储液、发液三个过程：上液泵吸入口通过软管插入到