本實用新型涉及石油壓裂增產(chǎn)施工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種交聯(lián)液配制系統(tǒng)，更具體為一種可適用于石油壓裂用的交聯(lián)液配制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著低滲透油氣藏和非常規(guī)天然氣藏開采速度加快，壓裂作業(yè)是國內(nèi)外油氣井增產(chǎn)的重要措施。壓裂液是壓裂施工中重要的作業(yè)液體，其質(zhì)量好壞是壓裂施工成敗的關(guān)鍵因素。交聯(lián)劑是水基凍膠壓裂液的主要添加劑，它能夠與高聚物形成高黏度凝膠體，使壓裂液具有良好的造縫和攜砂能力。目前常用的壓裂液交聯(lián)劑為硼砂，硼砂是白色粉末狀結(jié)晶體，溶于水。在壓裂施工中普遍采用大罐水中直接加入規(guī)定量的硼砂，自然靜置溶解的方法配制交聯(lián)液，該種交聯(lián)液存在的問題是：存在大量硼砂沉淀且交聯(lián)液溶液濃度達(dá)不到工藝要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本實用新型的目的是：提供一種交聯(lián)液配制系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)交聯(lián)液中存在大量硼砂沉淀并導(dǎo)致溶液濃度達(dá)不到要求的問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種交聯(lián)液配制系統(tǒng)，包括交聯(lián)劑供給裝置、混合裝置和交聯(lián)液儲液池；所述交聯(lián)劑供給裝置用于將交聯(lián)劑和水混合并得到交聯(lián)劑漿液；所述混合裝置通過吸料管路與所述交聯(lián)劑供給裝置連接，并通過進(jìn)液管路與所述交聯(lián)液儲液池連接；所述交聯(lián)劑供給裝置中的所述交聯(lián)劑漿液通過所述吸料管路進(jìn)入到所述混合裝置中，所述交聯(lián)液儲液池中的過渡交聯(lián)液通過所述進(jìn)液管路進(jìn)入到所述混合裝置中，并在所述混合裝置中形成所述交聯(lián)劑漿液和所述過渡交聯(lián)液的混合液；所述混合液進(jìn)入所述交聯(lián)液儲液池中，所述交聯(lián)液儲液池與進(jìn)水管路連接，且所述交聯(lián)液儲液池中設(shè)置有第一攪拌器。

優(yōu)選地，所述交聯(lián)劑供給裝置的腔體中設(shè)置有第二攪拌器。

優(yōu)選地，所述吸料管路與給料螺旋連接，所述給料螺旋與變頻電機(jī)連接。

優(yōu)選地，所述第一攪拌器為高剪切攪拌器。

優(yōu)選地，所述高剪切攪拌器包括上導(dǎo)流筒和下導(dǎo)流筒，所述上導(dǎo)流筒的下端以及所述下導(dǎo)流筒的上端均固定在定子上，且所述定子的周向內(nèi)部設(shè)置有可繞所述定子轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子。

優(yōu)選地，所述進(jìn)液管路上設(shè)置有循環(huán)泵。

優(yōu)選地，所述循環(huán)泵與發(fā)液管路連接。

優(yōu)選地，所述混合裝置與所述循環(huán)泵之間設(shè)置有第一開關(guān)閥；所述發(fā)液管路上設(shè)置有第二開關(guān)閥。

優(yōu)選地，所述進(jìn)水管路上設(shè)置有第一計量器。

優(yōu)選地，所述發(fā)液管路上設(shè)置有第二計量器。

(三)有益效果

本實用新型的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點：本實用新型的交聯(lián)液配制系統(tǒng)，包括交聯(lián)劑供給裝置、混合裝置和交聯(lián)液儲液池；所述交聯(lián)劑供給裝置用于將交聯(lián)劑和水混合，并攪拌得到交聯(lián)劑漿液；所述混合裝置包括吸料管路與進(jìn)液管路，所述交聯(lián)劑供給裝置中的所述交聯(lián)劑漿液通過所述吸料管路進(jìn)入到所述混合裝置中，所述交聯(lián)液儲液池中的過渡交聯(lián)液通過所述進(jìn)液管路進(jìn)入到所述混合裝置中，并在所述混合裝置中形成所述交聯(lián)劑漿液和所述過渡交聯(lián)液的混合液；所述混合液進(jìn)入所述交聯(lián)液儲液池中，所述交聯(lián)液儲液池與進(jìn)水管路連接，且所述交聯(lián)液儲液池中設(shè)置有第一攪拌器。采用本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)配置的交聯(lián)液質(zhì)量穩(wěn)定可控，能夠顯著提高交聯(lián)劑的溶解速度和效率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例的高剪切攪拌器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、上導(dǎo)流筒；2、下導(dǎo)流筒；3、定子；4、轉(zhuǎn)子。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

不失一般性，本實施例以硼砂為例進(jìn)行說明。值得注意的是，本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)中的交聯(lián)劑不局限為硼砂，任何現(xiàn)有技術(shù)公開的交聯(lián)劑都可以采用本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)進(jìn)行配置。此外，本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)，其既可以應(yīng)用于石油壓裂中配置交聯(lián)液，還可以推廣到壓裂施工中其他作業(yè)用液的配制工藝中，具有巨大的市場推廣價值。

請參見圖1，本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)，包括交聯(lián)劑供給裝置、混合裝置和交聯(lián)液儲液池。

其中，交聯(lián)劑供給裝置用于將交聯(lián)劑和水混合，并攪拌得到交聯(lián)劑漿液。顯然，由于硼砂原料遇潮容易結(jié)塊，因此不僅不好輸送，而且會導(dǎo)致硼砂無法充分溶解與水中。有鑒于此，本實施例的交聯(lián)劑供給裝置，其作為一種精密給料裝置，首先加入少量水，并使得交聯(lián)劑和水混合并得到交聯(lián)劑漿液。其中，優(yōu)選在交聯(lián)劑供給裝置的腔體中設(shè)置有第二攪拌器(第一攪拌器設(shè)置在交聯(lián)液儲液池)，從而保證交聯(lián)劑和水混合充分，并通過第二攪拌將交聯(lián)劑和水溶解成易于流動的交聯(lián)劑漿液。優(yōu)選但是不必須交聯(lián)劑供給裝置的腔體中的第二攪拌器的形式為螺旋攪拌器的形式，并且只要滿足攪拌要求，任意形式的攪拌器都包含在本申請的保護(hù)范圍當(dāng)中。

在上述基礎(chǔ)上，混合裝置的作用在于將交聯(lián)劑供給裝置中得到的交聯(lián)劑漿液，以及交聯(lián)液儲液池中得到的過渡交聯(lián)液注入到混合裝置中并混合。具體地，混合裝置通過吸料管路與所述交聯(lián)劑供給裝置連接，并通過進(jìn)液管路與所述交聯(lián)液儲液池連接。其中，交聯(lián)劑供給裝置中的交聯(lián)劑漿液通過吸料管路進(jìn)入到混合裝置中，交聯(lián)液儲液池中的過渡交聯(lián)液通過進(jìn)液管路進(jìn)入到混合裝置中。需要說明的是，“過渡交聯(lián)液”指的是在交聯(lián)液儲液池中的溶液達(dá)到設(shè)定要求之前的狀態(tài)。直到混合裝置中得到的混合液進(jìn)入交聯(lián)液儲液池中可得到設(shè)定濃度的交聯(lián)液，那么此時交聯(lián)液儲液池中得到的交聯(lián)液也即最終需要的交聯(lián)液。

值得一提的是，本實施例的混合裝置優(yōu)選采用液固混合裝置，并且該液固混合裝置包括進(jìn)液管，與該進(jìn)液管連接的射流管，與該射流管同軸線設(shè)置的吸料管，以及與該吸料管一端連接的具有外錐面的噴嘴。其中，上述噴嘴位于該射流管內(nèi)并與該射流管之間形成有環(huán)縫，該進(jìn)液管的外殼固定設(shè)置有螺母，該吸料管的另一端通過螺紋連接該螺母，該吸料管與該螺母構(gòu)成絲杠螺母副。并且，進(jìn)液管與上述進(jìn)液管路連接，吸料管與上述吸料管路連接。

此外，上述吸料管路與給料螺旋連接，且給料螺旋與變頻電機(jī)連接。交頻電機(jī)通過改變頻率調(diào)整交聯(lián)劑供給裝置的交聯(lián)劑漿液供給速度，使得混合裝置中的交聯(lián)劑漿液和過渡交聯(lián)液匹配，從而保證整個配制過程中過渡交聯(lián)液的穩(wěn)定。

進(jìn)一步地，交聯(lián)液儲液池與進(jìn)水管路連接，且在交聯(lián)液儲液池中設(shè)置有第一攪拌器。由于交聯(lián)液是由硼砂和清水按一定比例混配而成，因此在交聯(lián)液配制過程中首先通過進(jìn)水管路向交聯(lián)液儲液池中注入適量的清水。

優(yōu)選在進(jìn)水管路上設(shè)置有第一計量器，并通過該第一計量器對注入交聯(lián)液儲液池中的水量進(jìn)行精確計量。

需要說明的是，第一攪拌器優(yōu)選但是不必須為高剪切攪拌器，請參見圖2。

本實施例的高剪切攪拌器包括上導(dǎo)流筒1和下導(dǎo)流筒2，所述上導(dǎo)流筒1的下端以及所述下導(dǎo)流筒2的上端均固定在定子3上，且所述定子3的周向內(nèi)部設(shè)置有可繞所述定子3轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子4。該高剪切攪拌器周圍既有周向環(huán)流、又有沿攪拌軸方向的軸向渦流，形成了三維立體循環(huán)，使硼砂快速充分溶解。

請進(jìn)一步參見圖1，優(yōu)選在進(jìn)液管路上設(shè)置有循環(huán)泵，并且在循環(huán)泵的作用下使得過渡交聯(lián)液從交聯(lián)液儲液池進(jìn)入到混合裝置中。其中，在交聯(lián)液性能參數(shù)達(dá)到設(shè)定要求之前，循環(huán)泵在混合裝置和交聯(lián)液儲液池之間建立一個循環(huán)回路，保證過渡交聯(lián)液從交聯(lián)液儲液池回到混合裝置中，并和交聯(lián)劑漿液進(jìn)一步混合，且混合液又從混合裝置進(jìn)入交聯(lián)液儲液池，直到硼砂充分溶解在水中并得到滿足設(shè)計要求的溶液。

進(jìn)一步地，循環(huán)泵與發(fā)液管路連接。從而當(dāng)交聯(lián)液儲液池中的交聯(lián)液滿足設(shè)計要求時，通過循環(huán)泵將交聯(lián)液發(fā)送至需求處。其中的“發(fā)液管路”指的是可以將交聯(lián)液輸送到特定現(xiàn)場的管路。

本實施例中，優(yōu)選在混合裝置與所述循環(huán)泵之間設(shè)置有第一開關(guān)閥，且在發(fā)液管路上設(shè)置有第二開關(guān)閥。打開第一開關(guān)閥并關(guān)閉第二開關(guān)閥時，可以實現(xiàn)混合裝置和交聯(lián)液儲液池之間過渡交聯(lián)液的循環(huán)，促進(jìn)硼砂溶解。當(dāng)交聯(lián)液充分溶解，濃液參數(shù)指標(biāo)達(dá)到配液要求時，打開第二開關(guān)閥并關(guān)閉第一開關(guān)閥，將交聯(lián)液發(fā)送至需求處。且優(yōu)選在發(fā)液管路上裝有第二計量器，從而能夠?qū)崟r監(jiān)測發(fā)液量。

采用本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)進(jìn)行交聯(lián)液的配置，其具體過程如下：

S1：向交聯(lián)液儲液池中注入適量的清水，注入的水量通過第一計量器進(jìn)行計量；

S2：在交聯(lián)劑供給裝置中加入少量水，通過螺旋攪拌器將其溶解成易于流動的交聯(lián)劑漿液，由給料螺旋輸送至吸料管路；

S3：混合裝置產(chǎn)生負(fù)壓將交聯(lián)劑漿液和過渡交聯(lián)液一起吸入混合裝置中；

S4：混合裝置中的混合液進(jìn)入到交聯(lián)液儲液池內(nèi)，啟動高剪切攪拌器進(jìn)行攪拌，使硼砂充分溶解；

S5：在硼砂未充分溶解時，打開第一開關(guān)閥并關(guān)閉第二開關(guān)閥時，實現(xiàn)混合裝置和交聯(lián)液儲液池之間過渡交聯(lián)液的循環(huán)，促進(jìn)硼砂溶解；在硼砂充分溶解且交聯(lián)液濃液參數(shù)指標(biāo)達(dá)到配液要求時，打開第二開關(guān)閥并關(guān)閉第一開關(guān)閥，將交聯(lián)液發(fā)送至需求處。

本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)，交聯(lián)劑供給裝置可以初步溶解交聯(lián)劑，從而解決遇潮結(jié)塊的交聯(lián)劑無法輸送的問題；在此基礎(chǔ)上，將交聯(lián)劑供給裝置中得到的交聯(lián)劑漿液和交聯(lián)液儲液池中的過渡交聯(lián)液充分混合，從而實現(xiàn)交聯(lián)劑的初步溶解；進(jìn)一步地，混合液和水在交聯(lián)液儲液池中攪拌均勻，從而得到設(shè)定濃度的交聯(lián)液。

此外，采用本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)配置的交聯(lián)液質(zhì)量穩(wěn)定可控，能夠顯著提高硼砂的溶解速度和效率，并且采用本實施例的交聯(lián)液配制系統(tǒng)進(jìn)行配液，其工藝獨(dú)特、技術(shù)先進(jìn)。

以上實施方式僅用于說明本實用新型，而非對本實用新型的限制。盡管參照實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行各種組合、修改或者等同替換，都不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。