[实用新型]一种压裂设备系统

说明书

技术领域

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

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、压裂泵车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1中，利用混 砂车3的吸入离心泵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 的排出离心泵输送到压裂泵车4中，压裂液经压裂泵车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。

在压裂过程中，由于压裂泵车4输送的介质是含有固相颗粒的压裂液，对压裂泵 车尤其对其中的密封部位、阀箱及泵阀等损坏较大。若压裂泵车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 化学成分使压裂泵车4的可靠连续寿命下降至10小时之内，降幅达90％以上。

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泵车4的储备系数 来保证，造成投入浪费。同时，为了提高压裂泵车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。

在实际施工中需要将所有的压裂泵车4与混砂车3、井口管汇5连接好，其中部 分压裂泵车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。

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。由于增大了压裂泵车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

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。

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 裂过程中压裂泵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泵车的可靠连续寿命，在确保施工安全性的同时，减少设 备投入、降低施工成本。

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、压裂泵车、井口装置、清水罐；

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；

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；

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；

所述转子位于所述外轴套的内部，能够沿所述转轴旋转；

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；

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；

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；

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；

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；

所述清水罐，连接所述压裂泵车，用于储存清水；