非常规天然气勘探开发中压裂装备的研制

随着勘探开发技术的发展,非常规天然气将成为未来我国重要的低碳资源。压裂装备是非常规天然气开采中的重要装备,由于施工工艺和作业规模较常规油气的开发有所变化,对压裂装备的研制提出了新的要求。结合煤层气和煤层气开发特点以及国外装备的发展趋势,阐述了研制适用于煤层气和页岩气开发需求的成套压裂装备整体配置方案;围绕压裂装备的提出了关键技术的攻关内容。     

煤层气井压裂工艺及其对设备性能的要求

随着非常规油气开发的发展,煤层气井以其独有的特点形成与之相对应的压裂改造及配套工艺技术。在典型煤层气压裂案例介绍的基础上,对煤层气井压裂工艺进行了初步探讨,对比分析了煤层气压裂与常规油井压裂施工工艺的不同之处,包括压裂施工入井排量、施工规模、压裂液体系以及裂缝支撑剂几个方面,提出了煤层气井压裂工艺对设备性能的要求,对实现煤层气压裂工艺所配置的设备性能及使用要求进行了阐述。分析结果对煤层气压裂施工及其设备的选型和开发具有一定的指导意义。     

混砂车用输砂器螺旋体固有频率理论分析

对螺旋输砂器的螺旋体进行简化,得到其物理模型,建立了振动方程。针对螺旋体的惯性矩难以计算的问题,提出采用有限元法先计算螺旋体的静挠度,再依据静挠度公式反算惯性矩的方法。以HS360混砂车用螺旋输砂器为例,利用振动学理论计算出螺旋体的固有频率及共振转速,为该型混砂车用螺旋输砂器的工作转速设计提供了理论依据。     

HSC210型混砂车布管分析及设计

为了确定影响混砂车各出口流量不均匀的主要因素,利用CFD软件建立了HSC210型混砂车管道有限元模型,对现有混砂车管道在4种不同工况下进行了有限元分析,提出了混砂车管道新型布管方式。结果表明,在流量、含砂比不变的情况下,粘度对管路管道能量损失很小;HSC210型混砂车新型布管方式与现有布管方式相比,出口流量均匀度得到了明显改善;在HSC210型混砂车管道输送过程中,流体的含砂比对管道效率的影响最大,流量次之,粘度最小。