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時下石油機械行業最火的水力壓裂和壓裂設備是個什么情況?

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時下石油機械行業最火的水力壓裂和壓裂設備是個什么情況?

發布日期:2018-06-23 作者: 點擊:

石油機械

美國頁巖氣技術能夠得以發展的最核心技術就是水力壓裂技術了。那究竟什么是壓裂呢,壓裂需要用到哪些材料和設備呢?

石油機械】一、什么是水力壓裂?

所謂壓裂,就是通過高壓力在地層中制造多條裂縫。能夠理解畫面就是用錘子錘一塊大石板,會出現諸多向外延伸的裂縫。這就需要用到壓裂液和支撐劑了。壓裂液加支撐劑是什么樣的一種景象呢?就是砂子分布在膠液中,大家可以腦補一下一種叫做“果粒珍”的飲品。經過加壓的壓裂液打入地層,在巖石中制造一條條的裂縫,而壓裂液攜帶的支撐劑就能夠支撐起裂縫。就算強大的地層壓力將液體擠出了地層,支撐劑卻可以留在地層中,形成了油氣流動的大型通道。為什么是大型通道呢?常規儲層油氣通道(孔吼)的大小在10μm左右,而壓裂后形成的裂縫寬度可以達到2400μm(寬度提升到了240倍),所以壓裂之后油氣產量都會大幅度的提高。

【石油機械】二、水力壓裂的設備

然后說說壓裂設備的一些情況。壓裂設備主要有壓裂罐、混液車、混砂車、砂車(砂斗)、壓裂泵車、高壓管匯、儀表車、連續油管車。

1.壓裂罐及混液車

水力壓裂的終極目標,就是要往地層里面加入支撐劑。但是你知道這砂子,沒法直接打進去壓,所以就需要借助壓裂液了。而壓裂液呢,就是一種有粘度的膠液了,和我們平常用的膠水一樣。國內很多壓裂施工,都習慣于預先配置好膠液,一般是一組罐100方,幾千方的施工液量就需要用到幾十個壓裂罐了。不過隨著技術的進步,越來越多的施工采用膠液的連續混配了,這里就用到了混液車。在國內最先使用連續混配的是斯倫貝謝,隨后杰瑞也研發了自己的連續混配裝置。

2.混砂車

混砂車,顧名思義就是混合砂子的。將砂子均勻的與膠液進行混合,再送入到高壓泵內。

混砂車的最核心部件就是混砂罐了,里面有一個高速旋轉的葉輪,高速攪拌膠液。支撐劑從混砂罐上方落入,在高速葉輪的攪拌下,與膠液均勻混合并輸送到高壓泵。

混砂車第二核心的砂量控制裝置了。國內最常見的是絞龍控制裝置,如下圖的三一、四機廠及科瑞生產的混砂車。砂子落入到絞龍的砂斗,通過控制絞龍旋轉上升的速度來控制上砂速度。還有一種就是門開度控制裝置。國內最先應用的是斯倫貝謝,后來杰瑞也研發出此類裝置。門開度裝置優于絞龍的特點是部件更少,易于維護,而且不會出現砂濃度跳躍的情況。

混砂車的型號一般根據排出的混砂液排量進行命名,有75桶,100桶,150桶等。(1桶=0.16方)

3.壓裂泵車

【石油機械】壓裂泵車就是給壓裂液提供動力的設備。與砂子混合均勻的膠液,從混砂車里面出來就成了混砂液(就是類似果粒珍的東西)。混砂液進入壓裂泵車,經過加壓,從高壓管匯進入井口,實現壓裂過程。

壓裂泵車的最核心部件就是泵頭了。以下圖的科瑞泵頭為例:混砂液從入口進入泵體(泵體是一個狹小的空間),柱塞對液體進行擠壓,由于液體受力后形變很小,柱塞做功的動能轉換成液體的壓力勢能,達到對混砂液加壓的目的。混砂液進入泵體前的壓力為0.5MPA,出去的壓力能夠達到40-80MPa。

壓裂泵車的型號一般根據水馬力(HHP)劃分,現在常用的1250型,2500型等壓裂泵車。

4.砂車(砂罐、砂斗)、高壓管匯、儀表車、連續油管等

砂車(砂罐、砂斗)根據其外形有不同的名字,但是主要功能都是一樣,存儲砂子,并向混砂車提供砂子。

高壓管匯是從壓裂泵車到井口這一段距離的連接管線,為鑄鐵制造,尺寸一般有2英寸、3英寸和4英寸。通過為了消除壓裂過程中的擺動對管線的傷害,管線采用多根管線連接,并在轉向、抬升等地方采取靈活接頭。

儀表車是壓裂施工數據監控及遠程指揮中心。所有的施工數據經各傳感器匯集到儀表車,并通過控制軟件顯示在電腦屏幕上。儀表車上的人員可以實時監控施工數據、發出施工指令,甚至可以直接操縱各設備。

【石油機械】連續油管不是壓裂的必須設備,但是在壓裂過程中經常用于輔助射孔、下橋塞、清砂堵等施工。


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