一种压裂设备系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于油气田压裂技术领域，尤其涉及到一种用于油气田压裂施工的的压裂设备系统。
【背景技术】
[0002]压裂是将含有固相颗粒(压裂砂)及其它化学成分的压裂液压入地层，使地层在高压流体的作用下产生裂缝，利用压裂液中所携带的固相颗粒(压裂砂)对压后的地层支撑，达到对油气藏改造目的的工艺过程。现在的压裂设备布置如图1所示，压裂设备包括压裂基液罐1、储砂、输砂系统2、混砂车3、压裂栗车4、井口管汇5、井口装置6、仪表车7等主要设备，还包括配液、输水设备及用于存放各种液体的罐类设备等辅助设备。将预先配置好含有携砂剂的压裂基液置于压裂基液罐I中，利用混砂车3的吸入离心栗将压裂液基液送到混砂车3中，同时利用储砂、输砂系统2将压裂砂输送到混砂车3中与压裂基液混合形成压裂液，混合形成的压裂液利用混砂车3的排出离心栗输送到压裂栗车4中，压裂液经压裂栗车4增压后经井口管汇5、井口装置6输送到目的地层实施压裂。仪表车7的作用是压裂过程数据采集、处理、监测、传输等。
[0003]在压裂过程中，由于压裂栗车4输送的介质是含有固相颗粒的压裂液，对压裂栗车尤其对其中的密封部位、阀箱及栗阀等损坏较大。若压裂栗车4输送的介质是清水或乳化物，其可靠连续寿命至少可以达到100小时。压裂液中的固相颗粒及其它复杂化学成分使压裂栗车4的可靠连续寿命下降至10小时之内，降幅达90%以上。
[0004]为了确保压裂施工顺利进行，目前采用的技术手段是加大压裂栗车4的储备系数来保证，造成投入浪费。同时，为了提高压裂栗车4的可靠寿命，提高了所配置部件的技术水平，增加了单台设备的制造成本。
[0005]在实际施工中需要将所有的压裂栗车4与混砂车3、井口管汇5连接好，其中部分压裂栗车4参与压裂施工，其余设备处于待命状态，配置的储备设备占用了有限的井场空间。
[0006]页岩气、致密气开发均需要大型、超大型压裂，体积压裂已成为劣质矿藏开发的有效技术手段。由于增大了压裂栗车4的储备系数，单井施工设备投入至少增加数千万元甚至上亿元，加大了施工成本，影响了页岩气、致密油(气)藏及其它需压裂改造的油气藏开发的经济性，甚至影响相关油气藏开发的可行性。
【实用新型内容】
[0007]为了克服传统压裂设备存在的以上问题，本实用新型提供一种含有能量转换装置的压裂设备系统，能够显著提高设备的连续寿命，减少设备井场空间占用，降低设备投入成本。
[0008]有鉴于上述现有技术的不足，本实用新型的目的是通过一种能量转换装置，使压裂过程中压裂栗车清水高压输送与低压含砂压裂液母液在该装置内沿不同的通道交替输送，在输送过程中混合并对低压母液增压，实现能量传递形成适合压裂施工需要的高压压裂液，所形成的高压压裂液经井口管汇、井口输送到目的地层实施压裂。本实用新型可以大幅提高压裂栗车的可靠连续寿命，在确保施工安全性的同时，减少设备投入、降低施工成本。
[0009]为达上述目的，本实用新型提供一种压裂设备系统，包括:压裂液基液罐、储砂及输砂系统、混砂车、井口管汇、压裂栗车、井口装置、清水罐；
[0010]所述井口管汇包括多个能量转换装置;所述能量转换装置包括第一定子、第二定子、外轴套、转轴、转子；
[0011]所述第一定子和所述第二定子分别固定于所述外轴套的两端；
[0012]所述转轴穿过所述转子，两端分别固定于所述第一定子和所述第二定子；
[0013]所述转子位于所述外轴套的内部，能够沿所述转轴旋转；
[0014]所述第一定子上开设有一清水进口、一低压出口；所述第二定子上开设有一母液进口、一高压出口；所述清水进口正对所述高压出口 ；所述母液进口正对所述低压出口 ；
[0015]所述转子中开设有若干通道，所述通道的两端分别位于所述转子的两个端面；
[0016]所述压裂液基液罐，连接所述混砂车，用于储存含有携砂剂的压裂液基液并将所述压裂液基液输送到所述混砂车；
[0017]所述储砂及输砂系统，连接所述混砂车，用于储存压裂砂并将所述压裂砂输送到所述混砂车；
[0018]所述混砂车，连接所述母液进口，用于将所述压裂液基液与所述压裂砂混合形成压裂液母液，并将所述压裂液母液输送至所述母液进口 ；
[0019]所述清水罐，连接所述压裂栗车，用于储存清水；
[0020]所述压裂栗车分别连接所述清水罐和所述清水进口，用于将所述清水罐中的清水增压后输送至所述清水进口 ；
[0021 ]所述母液进口用于将所述压裂液母液输送到所述通道中；所述清水进口用于将增压后的清水输送到所述通道中；所述转子旋转的过程中，所述压裂液母液与所述增压后的清水在所述通道中混合；当所述通道旋转至正对所述清水进口时，所述通道中混合的液体在所述增压后的清水的压力作用下形成压裂液并经由所述高压出口排出；当所述通道旋转至正对所述母液进口时，所述通道中混合的液体在所述压裂液母液的压力作用下形成废液并经由所述低压出口排出；
[0022]所述井口装置，连接所述高压出口，用于将所述压裂液输送至目的层。
[0023]通过实施本实用新型，可达到以下有益效果:
[0024]1、压裂过程中压裂栗车输送的介质为清水，避免了压裂液中含有的固相颗粒对压裂栗车连续可靠寿命不利影响，可以显著提高其连续寿命。
[0025]2、由于提高了压裂栗车的连续可靠寿命，不再需要或大幅减少压裂栗车设备储备，使设备配置数量减少，也减少了设备井场空间占用。同时由于压裂栗车输送介质为清水，保证其连续寿命的技术难度大大降低，降低了压裂栗车对其部件的性能要求。两方面共同作用可大幅降低设备投入成本。
[0026]3、能量转换装置的寿命长，体积小，成本低，单套能量转换装置的成本只相当于单台压裂栗车成本的3%-5%，可以减少了设备投入，降低了压裂施工成本，可以提高页岩气、致密油(气)藏及其它需压裂改造的油气藏开发的经济性，从技术上推进这类矿藏开发进程。
[0027]4、所有数据采集均可在含有能量转换装置的井口管汇上完成，解决了现有压裂设备系统数据采集分别在混砂车和实施泡沫压裂时配套的其它特种设备如液氮栗车上分别采集、采集后合并分析、处理的问题，数据采集点集中，既可以实现水力压裂所需要的数据采集点及分析传输等功能，又可以实现泡沫压裂等所需要的完整数据采集点及分析传输等功能，提高了信息化水平。
[0028]5、本实用新型是通过一种能量转换装置，实现高压栗清水输送，并与其它流体能量传递、混合形成满足工艺需要的高压新流体，目的是提高高压栗的连续可靠寿命。其原理也可用于其它含固相颗粒的高压流体输送等场合，对提高这类流体输送过程中往复栗的可靠连续寿命具有借鉴意义。
【附图说明】
[0029]图1是【背景技术】的压裂设备现场布置图。
[0030]图2是本实用新型其中一种具体实施例的压裂设备构成及功能的结构图。
[0031]图3是本实用新型其中一种具体实施例的压裂设备构成及功能的结构图。
[0032]图4是本实用新型其中一种具体实施例的能量转换装置的结构图。
[0033]图5是本实用新型能量转换装置的三维立体图。
【具体实施方式】
[0034]下面将