多功能工作液循環(huán)裝置的設(shè)計(jì)

多功能工作液循環(huán)裝置的設(shè)計(jì)

在對(duì)油氣砂、噴砂和從中孔的生產(chǎn)和加工以及對(duì)水力開口方向、開口技術(shù)和裂縫開采技術(shù)的科學(xué)研究中，吉林油田的現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)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(dǎo)致工作液使用量非常大,補(bǔ)液勞動(dòng)強(qiáng)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(fèi),同時(shí)又污染環(huán)境,并給現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)施工帶來(lái)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(shè)計(jì)1.結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)多功能工作液循環(huán)裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示。該裝置主要由行走系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)、電纜、氣泵、儲(chǔ)液箱、補(bǔ)液箱、分離器、輸送器、補(bǔ)液泵、控制器和管線控制閥門等組成,并具有以下特點(diǎn):(1)裝置為整機(jī)拖車結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)緊湊,易于搬運(yùn),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(lái);(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(xiàng)目試驗(yàn)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(chǎng)電源;(5)供液系統(tǒng)在補(bǔ)液泵和管線閥門的控制下,可實(shí)現(xiàn)正常供液、反供液和強(qiáng)制供液等多種供液、配液方式。2.工作原理現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí),儲(chǔ)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(chǔ)液箱為泵車輸送工作液(無(wú)需補(bǔ)液泵為泵車輸液)。井下返液進(jìn)入分離器,分離出來(lái)的固體顆粒由輸送器送走回收,工作液返回儲(chǔ)液箱,實(shí)現(xiàn)循環(huán)供液。(2)現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)液。當(dāng)儲(chǔ)液箱液量減少時(shí),用水罐車通過補(bǔ)液箱、補(bǔ)液泵向儲(chǔ)液箱補(bǔ)充工作液。(3)為高1.5m以上的裝置強(qiáng)制供液。當(dāng)需要補(bǔ)液的裝置達(dá)到一定高度后,打開儲(chǔ)液箱和補(bǔ)液箱之間的連通閥門,儲(chǔ)液箱液體流到補(bǔ)液箱中,經(jīng)補(bǔ)液泵強(qiáng)制供液給需要補(bǔ)液的裝置。(4)配制化學(xué)藥劑。打開儲(chǔ)液箱和補(bǔ)液箱之間的連通閥門,在補(bǔ)液泵的作用下,使工作液在兩液箱中循環(huán)流動(dòng),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(xué)助劑。(5)輸送器采用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械攪龍輸送方式。分離下來(lái)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(jí)水力旋流器。井內(nèi)返液沿切線方向進(jìn)入旋流器,工作液以一定速度旋轉(zhuǎn)流動(dòng),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(guān)集中控制補(bǔ)液泵、輸送器,方便操作與控制。3.主要技術(shù)指標(biāo)多功能工作液循環(huán)裝置主要技術(shù)指標(biāo)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(lái),在井下連續(xù)沖砂、水力開窗徑向水平孔技術(shù)、水力割縫技術(shù)、水力噴砂射孔技術(shù)和調(diào)剖等現(xiàn)場(chǎng)施工中共應(yīng)用37次。一臺(tái)水罐車按運(yùn)輸10m3工作液計(jì)算,各項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)施工參數(shù)如下。水平孔:壓力28～30MPa;排量2.5m3/min;時(shí)間150min;井下沖砂:壓力15～20MPa;排量0.8m3/min;時(shí)間240min;水力割縫:壓力28～30MPa;排量1m3/min;時(shí)間180min;噴砂射孔:壓力28～30MPa;排量2.5m3/min;時(shí)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(yīng)用前減少80%,節(jié)約水罐車使用臺(tái)次1076次,經(jīng)濟(jì)效益可觀。另外,工作液可循環(huán)使用,不在現(xiàn)場(chǎng)排放并可回收,保護(hù)井場(chǎng)及周邊的環(huán)境,避免了對(duì)環(huán)境的污染,使作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)達(dá)到了ISO質(zhì)量管理體系的環(huán)保要求,社會(huì)效益較好。工作液循環(huán)使用裝置的優(yōu)點(diǎn)(1)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用證明,該裝置操作簡(jiǎn)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(shù)、縫隙開采技術(shù)和水力噴砂射孔等現(xiàn)場(chǎng)大用液量的施工要求。(2)該裝置為整機(jī)拖車結(jié)構(gòu),現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)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(lái),實(shí)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