[发明专利]压裂施工纤维的膨化技术

说明书

技术领域

本发明属于石油天然气开发压裂施工技术领域，是压裂施工纤维的膨胀技术。

背景技术

防支撑剂回流的纤维压裂工艺技术，是近年来国内外兴起的一种新的压裂工艺技术，其主要方法是在压裂施工过程中将单丝纤维混和在压裂液中，与支撑剂一起加入到油气层当中，使裂缝中的支撑剂在压后排出井内液体的过程中；或在常规油气井的生产过程中，将支撑剂包裹住，不让其随井内产生的液体而排出井外，造成支撑剂对裂缝的支撑效果变低，影响到压裂支撑效果的长期性和有效性。

目前，国内外对压裂纤维的研究与试验，已基本上趋于成熟，也能生产出适合油气井压裂施工的纤维，但所生产的纤维均为束装纤维，而不是丝状纤维，要将束状纤维膨化成丝状纤维这一技术，国内外均处于保密状态，也不申报专利，也不向外进行技术交流。

发明内容

本发明的目的是提供一种压裂施工纤维的膨化技术和其装置，使束状纤维变为丝状纤维后进行压裂施工。

本发明的技术方案是压裂施工纤维的膨化技术，其特征是：利用高压空气通过空气射流喷射器，形成负压并吸入束状纤维，束状纤维经过计量螺杆泵按量计量后，通过空气射流喷射器膨化，将束状纤维膨化成丝状纤维，再利用负压区高速流动的空气吹散在压裂混合罐中，与沙液按比例混合，最终与压裂液一起压入油气层，进行纤维压裂施工。

压裂施工纤维的膨化技术装置，它包括纤维料斗、变频可调速电机、计量螺旋杆泵、空气射流混合器、波纹管、节流器和压裂混合罐，其特征是：计量螺旋杆泵左端与可调速变频电机通过螺丝固定并导通；纤维料斗的料斗口与计量螺旋杆泵外壳的左端上方输入口焊接固定并连通；计量螺旋杆泵右端是圆弧形弯管，与空气射流混合器的上部通过丝扣连接并连通；节流器安装在空气射流混合器的内部，通过变扣与空气射流混合器内螺纹连接；波纹管的左端插入空气射流混合器的右端部，并通过钢丝卡箍固定连接；波纹管的右端部通入压裂混合罐的入口，并通过卡子固定连接。

所述的计量螺旋杆泵通过变频可调速电机驱动，变频可调速电机的转速控制范围是至10L/min。

所述的节流器的直径为3.5mm至4mm，要求供气压力为0.7MPa，即气源的供气压力不低于0.7MPa。

所述的波纹管能够承受负压，且不会在高速流动的气流下吸偏。

所述的纤维料斗在加料时，始终保持料斗中纤维是满的。

本发明的特点是通过利用高速空气形成负压区，使束状纤维变为丝状纤维后进行压裂施工，这种压裂施工纤维的膨化技术可替代水泥浆的混和罐，利用该技术将水泥膨化后可直接进入井内进行固井，减少固井设备的混和罐设备，进一步简化固井设备；并可对干粉添加剂进行膨化后加入，缩短其融膨时间，可进行边配边压的工艺技术，减少现场配液的环节，进一步降低施工成本。

附图说明

下面将结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1是压裂施工纤维的膨化技术装置的结构示意图。

图中：1、纤维料斗；2、变频可调速电机；3、计量螺旋杆泵；4、高压空气入口；5、节流器；6、空气射流喷射器；7、波纹管；8、压裂混合罐；9、负压膨化区。

具体实施方式

如图1所示，压裂施工纤维的膨化技术装置，它包括纤维料斗1、变频可调速电机2、计量螺旋杆泵3、空气射流混合器6、波纹管7、节流器5和压裂混合罐8。

计量螺旋杆泵3左端与可调速变频电机2通过螺丝固定并导通，可调速变频电机2驱动计量螺旋杆泵3，对加入的纤维量进行计量与控制，达到在对于不同的加入量的情况下都能转速均匀的要求，确保膨化效果的稳定，变频可调速电机2的转速控制范围是1至10L/min。

纤维料斗1的料斗口与计量螺旋杆泵3外壳的左端上方输入口焊接固定并连通；纤维料斗1是加入料斗，加入时始终保持料斗中的纤维是满的。

计量螺旋杆泵3右端是圆弧形弯管，与空气射流混合器6的上部通过丝扣连接并连通，空气射流混合器6左端设有高压空气入口4，高压空气从高压空气入口4进入空气射流混合器6，并可以形成负压膨化区9。

节流器5安装在空气射流混合器6的内部，通过变扣与空气射流混合器6内螺纹连接。节流器5的直径为3.5mm至4mm，要求供气压力为0.7MPa，即气源的供气压力不低于0.7MPa。

波纹管7的左端插入空气射流混合器6的右端部，并通过钢丝卡箍固定连接，波纹管7能够承受负压，且不会在高速流动的气流下吸偏。

波纹管7的右端部通入压裂混合罐8的入口，并通过卡子固定连接。便于拆装。