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时下石油机械行业最火的水力压裂和压裂设备是个什么情况?

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时下石油机械行业最火的水力压裂和压裂设备是个什么情况?

发布日期:2018-06-23 作者: 点击:

石油机械

美国页岩气技术能够得以发展的最核心技术就是水力压裂技术了。那究竟什么是压裂呢,压裂需要用到哪些材料和设备呢?

【】一、什么是水力压裂?

所谓压裂,就是通过高压力在地层中制造多条裂缝。能够理解画面就是用锤子锤一块大石板,会出现诸多向外延伸的裂缝。这就需要用到压裂液和支撑剂了。压裂液加支撑剂是什么样的一种景象呢?就是砂子分布在胶液中,大家可以脑补一下一种叫做“果粒珍”的饮品。经过加压的压裂液打入地层,在岩石中制造一条条的裂缝,而压裂液携带的支撑剂就能够支撑起裂缝。就算强大的地层压力将液体挤出了地层,支撑剂却可以留在地层中,形成了油气流动的大型通道。为什么是大型通道呢?常规储层油气通道(孔吼)的大小在10μm左右,而压裂后形成的裂缝宽度可以达到2400μm(宽度提升到了240倍),所以压裂之后油气产量都会大幅度的提高。

【石油机械】二、水力压裂的设备

然后说说压裂设备的一些情况。压裂设备主要有压裂罐、混液车、混砂车、砂车(砂斗)、压裂泵车、高压管汇、仪表车、连续油管车。

1.压裂罐及混液车

水力压裂的终极目标,就是要往地层里面加入支撑剂。但是你知道这砂子,没法直接打进去压,所以就需要借助压裂液了。而压裂液呢,就是一种有粘度的胶液了,和我们平常用的胶水一样。国内很多压裂施工,都习惯于预先配置好胶液,一般是一组罐100方,几千方的施工液量就需要用到几十个压裂罐了。不过随着技术的进步,越来越多的施工采用胶液的连续混配了,这里就用到了混液车。在国内最先使用连续混配的是斯伦贝谢,随后杰瑞也研发了自己的连续混配装置。

2.混砂车

混砂车,顾名思义就是混合砂子的。将砂子均匀的与胶液进行混合,再送入到高压泵内。

混砂车的最核心部件就是混砂罐了,里面有一个高速旋转的叶轮,高速搅拌胶液。支撑剂从混砂罐上方落入,在高速叶轮的搅拌下,与胶液均匀混合并输送到高压泵。

混砂车第二核心的砂量控制装置了。国内最常见的是绞龙控制装置,如下图的三一、四机厂及科瑞生产的混砂车。砂子落入到绞龙的砂斗,通过控制绞龙旋转上升的速度来控制上砂速度。还有一种就是门开度控制装置。国内最先应用的是斯伦贝谢,后来杰瑞也研发出此类装置。门开度装置优于绞龙的特点是部件更少,易于维护,而且不会出现砂浓度跳跃的情况。

混砂车的型号一般根据排出的混砂液排量进行命名,有75桶,100桶,150桶等。(1桶=0.16方)

3.压裂泵车

【石油机械】压裂泵车就是给压裂液提供动力的设备。与砂子混合均匀的胶液,从混砂车里面出来就成了混砂液(就是类似果粒珍的东西)。混砂液进入压裂泵车,经过加压,从高压管汇进入井口,实现压裂过程。

压裂泵车的最核心部件就是泵头了。以下图的科瑞泵头为例:混砂液从入口进入泵体(泵体是一个狭小的空间),柱塞对液体进行挤压,由于液体受力后形变很小,柱塞做功的动能转换成液体的压力势能,达到对混砂液加压的目的。混砂液进入泵体前的压力为0.5MPA,出去的压力能够达到40-80MPa。

压裂泵车的型号一般根据水马力(HHP)划分,现在常用的1250型,2500型等压裂泵车。

4.砂车(砂罐、砂斗)、高压管汇、仪表车、连续油管等

砂车(砂罐、砂斗)根据其外形有不同的名字,但是主要功能都是一样,存储砂子,并向混砂车提供砂子。

高压管汇是从压裂泵车到井口这一段距离的连接管线,为铸铁制造,尺寸一般有2英寸、3英寸和4英寸。通过为了消除压裂过程中的摆动对管线的伤害,管线采用多根管线连接,并在转向、抬升等地方采取灵活接头。

仪表车是压裂施工数据监控及远程指挥中心。所有的施工数据经各传感器汇集到仪表车,并通过控制软件显示在电脑屏幕上。仪表车上的人员可以实时监控施工数据、发出施工指令,甚至可以直接操纵各设备。

【石油机械】连续油管不是压裂的必须设备,但是在压裂过程中经常用于辅助射孔、下桥塞、清砂堵等施工。


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