HSC40型混砂车的研制与应用

大规模压裂施工采用"一备一用"2台HSC20型混砂车存在以下问题:主施工混砂车发生故障时,操作人员切换混砂车工作量大,切换时间长,并且存在安全隐患。鉴于此,研制了HSC40型混砂车。该混砂车将2台HSC20混砂车集成在1台底盘车上,将吸入离心泵、混砂罐和排出离心泵整合为1台闭式混砂泵;通过创新设计的液压控制系统,实现液体添加动力系统的互为备用;在混砂系统上集成1套平行四连杆翻转机构,弥补了闭式混砂泵自吸能力不足的缺陷,同时又可保证井场转移过程中车辆的行驶安全。现场应用结果表明:HSC40型混砂车最大瞬时施工排量达到38 m~3/min,使支撑裂缝的压裂导通率提高了1.5~2.5个数量级。HSC40型混砂车适用于大规模压裂作业,在以页岩气开发为代表的大排量非常规压裂施工中具有较大的优势。     

HSC—60B型混砂车

HSC—60B型混砂车具有良好的使用特性,能满足我国各油田中小型压裂施工的需要。文中介绍了这种混砂车的结构特点、动力配备、液压系统原理、主要技术参数及性能测试和工业试验结果,同时对有关基础件、配套件的研制提出了几点意见。     

新型地面压裂设备简介

调研了主要地面压裂设备,包括压裂车、混砂车等。压裂车包括2500型、3100型和4500型;混砂车包括HSC210型、HSC360型、HSC60型常用混砂车和240桶闭式脉冲混砂车。     

哈里伯顿混砂车的改造与应用

针对哈里伯顿混砂车存在底盘发动机老化、大梁断裂和混砂不均且腐蚀严重等问题,提出对哈里伯顿混砂车进行改造。改造的总体思路是:按照原混砂车的结构模式重组混砂车,为其更换合适的底盘,在保留台上可利用部分的基础上,进一步改进、补充和完善各大系统。改造后的混砂车应能满足以下要求:①改造后技术性能应与原车水平相当,能满足以中型规模为主兼顾少量大规模加砂压裂施工作业对混砂车的性能要求;②应能克服原车过长过高、台上未利用的有效空间过大以及转弯半径过大等缺点;③操作方便可靠,使用维护方便;④改造费用合理,后期维修费用经济;⑤外形美观,结构紧凑合理。现场应用表明,改造后的混砂车有效地改善了其总体性能,提高了可靠性,使用情况良好,经济效益十分明显。     

SS2000型混砂车流量计量改造技术研究与应用

在压裂酸化过程中,SS2000型混砂车的涡轮流量计叶轮经常被脏物卡住,测量误差大。尤其是水平井压裂中,环空补液时的施工排量低于8英寸涡轮流量计的测量范围,实际排量无法真实显示。为解决此问题,在不破坏原车基本结构情况下对SS2000型混砂车计量部分进行了布局方案设计和改造可行性分析,研究了新系统的数据采集与转换电路,编制了相应执行程序,成功实现了混砂车流量计量系统的无损升级改造。通过实验室试验及现场井位施工检验,升级改造后的流量计量系统测量误差很小,性能完全满足长庆油田施工要求。     

混砂车搅拌罐流场和功率的数值模拟

为研究含砂体积分数、转速对混砂车搅拌装置流场和功率消耗的影响,指导混砂车的工况优化,依据计算流体力学理论,应用Fluent软件对混砂车搅拌的流场和功耗进行了数值模拟。定量研究了搅拌流场和转速的关系以及搅拌功率、转速与含砂体积分数的关系。研究结果表明,适当提高转速,可以使固液悬浮搅拌更均匀,搅拌效果更好;但随着转速的提高,功率会呈非线性关系不断增加,搅拌效果的加强以功率增加为代价;随着含砂体积分数的增加,功率会相应地增大,但增大的幅度较小,平均每增大10%的含砂体积分数,功率仅增大0.37 kW。     

稠油出砂冷采混砂液粘度的测量

在本文中,我们应用落球粘度计测量稠油和砂子混合物（混砂液）的粘度。混砂液粘度是在一定的含砂量范围内测量的,而测量的重点是高含砂量这种情况,因为它代表稠油出砂冷采过程中蚯蚓洞内流体的含砂量。在含砂量非常高的情况下,观察到的是非牛顿流特征。     

混砂车搅拌罐流场和功率的数值模拟

为研究含砂体积分数、转速对混砂车搅拌装置流场和功率消耗的影响,指导混砂车的工况优化,依据计算流体力学理论,应用Fluent软件对混砂车搅拌的流场和功耗进行了数值模拟。定量研究了搅拌流场和转速的关系以及搅拌功率、转速与含砂体积分数的关系。研究结果表明,适当提高转速,可以使固液悬浮搅拌更均匀,搅拌效果更好;但随着转速的提高,功率会呈非线性关系不断增加,搅拌效果的加强以功率增加为代价;随着含砂体积分数的增加,功率会相应地增大,但增大的幅度较小,平均每增大10%的含砂体积分数,功率仅增大0.37 kW。     

基于PLC控制混砂车液位自动控制系统研究

目前部分油田在加砂压裂施工作业中,还有采用手动操作的方式控制混合液面高度、砂比及砂泵排出压力和流量等参数,很难达到油井压裂施工的设计要求,误差很大。混砂车液位自动控制系统是通过PLC自动控制,实现压裂施工过程中混砂车液面高度自动控制,同时也实现了砂比、砂泵排出压力等参数的自动控制。该系统通过油田现场试验,取得了很好的效果。     

简讯一则

<正> 江汉第四石油机械厂新近研制出HSC60B混砂车,GYC-85供液车和YSC-15运砂车三种压裂配套设备,并于1988年11月下旬通过部级鉴定。 HSC60B混砂车结构紧凑、操作方便、灵活。这种混砂车配有液体添加剂泵组和干粉添加剂装置,能独立按比例配制含有三种液体添加剂和一种干粉添加剂的压裂液;操纵管路系统可     

HST360型混砂半挂车的研制

为了适应国内外混砂车的发展趋势,研发了HST360型混砂半挂车。该车排量可达19.9 m3/min,采用半挂车装载方式,主要由半挂车底盘、2台发动机、2台分动箱、液压系统、气路系统、混砂系统、管汇系统、液体和干粉添加系统、仪表控制系统及其他附件组成,可满足油田大型压裂设备的群组作业要求,其控制系统采用全自动闭环控制和恒压稳流方式,具有集中监控、数据储存和曲线绘制等功能。辽河油田的现场应用表明,该车通过与压裂车等设备的联机工作,圆满完成了压裂任务,完全满足实际施工要求。     

改造HS—60型混砂车提高供液质量

针对HS— 6 0型混砂车存在混合搅拌系统工作不良和胶联注入方式不佳的问题 ,实施如下改造方案 :(1)改造搅拌轮结构 ;(2 )在混合罐中增加扰流装置 ;(3)确定最佳搅拌叶轮旋转方向 (逆时针方向 ) ;(4 )在混合罐罐口增加散流板 ;(5 )优化混合搅拌的上水模式 ;(6 )改进胶联注入方式 ,即在 2台内啮合齿轮泵出口分别加装 1个三通、 1根胶管和 1个单流阀 ,将胶管出口接到砂泵入口处低压管汇中。实施改造后 ,混砂车已完成 5 7井次压裂作业 ,施工质量全部达到优秀 ,见到显著效果。     

介绍一种引进加拿大的STL—70型混砂车

介绍了引进加拿大Nowsco公司生产的STL-70型混砂车的主要性能、结构特点以及技术规范。该车是一种装有连续搅拌和混合装置的特种车辆,可按比例连续用液体混合支撑剂和添加剂,并将混合液输入压裂车。混合和泵送的各种压裂液和处理液,包括有:油、酸、凝胶水、酸—油基乳化液等。该混砂车用于压裂施工的混砂作业。     

混砂车吸入排出性能研究

混砂车的吸入、排出流量以及排出压力取决于压裂车的使用需求。以大排量混砂车为例,分析了吸入和排出离心泵的性能以及外部接口管汇对其性能的影响,并通过试验验证了离心泵在不同工况下的排量和功率需求。试验结果认为,混砂车吸入离心泵的选择应在满足排量的情况下考虑泵效;混砂车排出离心泵的选择应首先达到混砂车实际排量要求,然后在满足高泵效的前提下判断离心泵的工作压力是否包含混砂车工况压力;不同施工排量下混砂车吸入和排出管线接口数量不同。     

4ПA型混砂车

一九六七年,苏联某工艺设计所完成了4ⅡA型混砂车的设计。这种混砂车是压裂、温砂和大修油井时注水泥用的新型成套设备。纳尔契克机器制造厂根据设计造出样机后,于一九六九年在阿塞拜疆进行了工业试验。这种新结构的混砂车业已投入成批生产。     

立式双腔搅拌混合罐装置在混砂车上的应用

立式双腔搅拌混合罐装置在混砂车上的应用克服了国内外混砂车上的卧式混合罐存在的缺点，采用外腔以切线旋流压力供液，底冲上淋二次水力搅拌方式，以大扭矩、大叶片立式轴均匀搅拌，达到大砂比，无沉砂、无死角。新颖的液面自动控制装置保证了供液自动化及液面的稳定，在施工中取得良好效果。     

混砂车螺旋输砂器输砂能力分析及优化

针对螺旋输砂器存在输砂能力没有理论公式来支撑,只能靠试验来确定,传统公式计算值与试验值相差甚远的问题,通过建立混砂车螺旋输砂器试验装置的方法,从统计试验数据出发,修正了混砂车输砂能力计算公式,并形成相应的经验公式。为混砂车的设计提供了理论依据。该经验公式的建立忽略了倾斜角度和输送介质的变化对充满系数的影响。在经验公式的基础上对螺旋输砂器的结构进行了优化,优化后的输砂器转速降到300r/min以下,有效地解决了最高转速时输砂泵振动大,密封部位寿命短的问题。     

螺旋输砂器模型试验相似设计及数值模拟

以HS210混砂车螺旋输砂器为原型,根据Bockinghamπ定理,参照实际的结构和工作参数,采用量纲分析法完成1∶2、1∶5的试验模型相似设计,并运用Fluent流体分析软件对原型及试验模型出砂口流量进行数值模拟。将模拟结果与相似准则的计算结果进行对比分析可知,模拟值比相似理论计算值偏高,但其误差均不超过22%,在一定程度上能够反映原型机的实际工作情况,证明对HS210螺旋输砂器模型试验的相似设计是可行的。     

井下混砂工具地面物模试验研究

为了研究井下控砂浓度实时混砂机理,借助现场压裂设备及井下混砂工具,开展了井下混砂工具地面物模试验研究。试验方案依据井下控砂浓度工艺原理设计,按照1∶1的比例进行全真模拟,并设计、制作了可视化模拟井筒试验装置,优选了试验参数和配套设施,采用现场压裂设备完成了携砂液性能和泵注设备能力测试以及井下混砂工具性能测试试验。试验结果表明,采用常规压裂机组,使用高黏度基液携砂,可实现110%超高砂质量浓度(1 800 kg/m~3)条件下稳定泵注,井下混砂工具旋流效果明显,混砂距离在0.6 m以内。试验还发现井下混砂工具的混砂距离随着油管排量及环空排量变化而变化。该试验为混砂机理研究和现场施工方案设计提供了依据。     

混砂车的静电及防护

从理论上分析了混砂车产生静电的原因,叙述了电量、电压和电流的测量方法,介绍了静电防护措施。认为,在现代大型混砂车设计中必须考虑静电防护问题。