多功能工作液循環(huán)裝置的設計

多功能工作液循環(huán)裝置的設計

在對油氣砂、噴砂和從中孔的生產(chǎn)和加工以及對水力開口方向、開口技術和裂縫開采技術的科學研究中，吉林油田的現(xiàn)場建設需要大量的工作液。由于工作液攜帶一定數(shù)量的固體顆粒,在施工中不能循環(huán)使用,導致工作液使用量非常大,補液勞動強度大。工作液從井內(nèi)返出后,被直接排放掉,不僅造成極大浪費,同時又污染環(huán)境,并給現(xiàn)場作業(yè)施工帶來諸多不便。為解決這一問題,筆者研制了多功能工作液循環(huán)裝置。供液系統(tǒng)設計1.結構及特點多功能工作液循環(huán)裝置結構如圖1所示。該裝置主要由行走系統(tǒng)、發(fā)電機、電纜、氣泵、儲液箱、補液箱、分離器、輸送器、補液泵、控制器和管線控制閥門等組成,并具有以下特點:(1)裝置為整機拖車結構,結構緊湊,易于搬運,可露天作業(yè);(2)裝置提供的工作液最大排量為3m3/min,工作液可循環(huán)使用;(3)分離器可把粒徑大于80μm的固體顆粒從工作液中分離出來;(4)該裝置自帶發(fā)電系統(tǒng)和充氣系統(tǒng);氣泵不參與工作液的處理,為項目試驗和行走系統(tǒng)提供氣源;多功能配電盤提供380V、220V供電電源,也可使用井場電源;(5)供液系統(tǒng)在補液泵和管線閥門的控制下,可實現(xiàn)正常供液、反供液和強制供液等多種供液、配液方式。2.工作原理現(xiàn)場施工時,儲液箱通過供水接頭與泵車相連供液;井口返液通過分離器接頭與分離器相連,具體原理如下。(1)循環(huán)供液。儲液箱為泵車輸送工作液(無需補液泵為泵車輸液)。井下返液進入分離器,分離出來的固體顆粒由輸送器送走回收,工作液返回儲液箱,實現(xiàn)循環(huán)供液。(2)現(xiàn)場補液。當儲液箱液量減少時,用水罐車通過補液箱、補液泵向儲液箱補充工作液。(3)為高1.5m以上的裝置強制供液。當需要補液的裝置達到一定高度后,打開儲液箱和補液箱之間的連通閥門,儲液箱液體流到補液箱中,經(jīng)補液泵強制供液給需要補液的裝置。(4)配制化學藥劑。打開儲液箱和補液箱之間的連通閥門,在補液泵的作用下,使工作液在兩液箱中循環(huán)流動,使液質(zhì)中的藥劑充分混合溶解,調(diào)配出濃度均勻的化學助劑。(5)輸送器采用電動機驅(qū)動機械攪龍輸送方式。分離下來的固體顆粒直接落到輸送器接收槽內(nèi),由攪龍送走回收利用。(6)分離器為多級水力旋流器。井內(nèi)返液沿切線方向進入旋流器,工作液以一定速度旋轉流動,由于離心力的作用,密度大的顆粒被甩向外壁,沿殼體下降至排出口排出。而凈化后密度小的液體則由排液管排出。(7)控制器采用空氣開關集中控制補液泵、輸送器,方便操作與控制。3.主要技術指標多功能工作液循環(huán)裝置主要技術指標見表1。多功能工作液循環(huán)裝置多功能工作液循環(huán)裝置自1996年研制成功以來,在井下連續(xù)沖砂、水力開窗徑向水平孔技術、水力割縫技術、水力噴砂射孔技術和調(diào)剖等現(xiàn)場施工中共應用37次。一臺水罐車按運輸10m3工作液計算,各項技術現(xiàn)場施工參數(shù)如下。水平孔:壓力28～30MPa;排量2.5m3/min;時間150min;井下沖砂:壓力15～20MPa;排量0.8m3/min;時間240min;水力割縫:壓力28～30MPa;排量1m3/min;時間180min;噴砂射孔:壓力28～30MPa;排量2.5m3/min;時間76min。具體情況見表2。由表2可以看出,多功能工作液循環(huán)裝置在37次使用過程中,共節(jié)約工作液10764m3,比應用前減少80%,節(jié)約水罐車使用臺次1076次,經(jīng)濟效益可觀。另外,工作液可循環(huán)使用,不在現(xiàn)場排放并可回收,保護井場及周邊的環(huán)境,避免了對環(huán)境的污染,使作業(yè)現(xiàn)場達到了ISO質(zhì)量管理體系的環(huán)保要求,社會效益較好。工作液循環(huán)使用裝置的優(yōu)點(1)現(xiàn)場應用證明,該裝置操作簡單,功能多樣,能夠滿足油井連續(xù)沖砂、水力開窗徑向水平孔技術、縫隙開采技術和水力噴砂射孔等現(xiàn)場大用液量的施工要求。(2)該裝置為整機拖車結構,現(xiàn)場運移方便。(3)該裝置能把粒徑80μm以上的固體顆粒從工作液中分離出來,實現(xiàn)了工作液的循環(huán)使用。(4)采用多功能工作液循環(huán)裝置后,可減少工作液用