压裂酸化技术手册.docx
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压裂酸化技术手册
《压裂酸化技术手册》
前言
近几年来,随着新压裂设备机组、连续油管设备和液氮泵车设备的引进以及对外合作的加强,施工工艺技术呈现出多样化,施工作业难度加大,施工技术要求较高,为了满足工程技术人员对装备的深入了解,提高施工技术、保证施工质量,组织技术人员历经两年时间编写了这本《压裂酸化技术手册》。
该手册收集了井下作业处压裂酸化主要设备、液氮设备、连续油管设备等的性能规范和作业技术要求,井下工具、油套管、添加剂、支撑剂等的常用数据,以及单位换算、常用计算公式、摩阻曲线,地面工艺流程等内容。
该手册目前仅在处内发行,请大家在使用中多提宝贵意见,以便今后修订。
谢谢!
第一章压裂酸化设备
一、车载式设备
(一)HQ2000型压裂车
1.技术规格
制造公司:
美国HALLIBURTON公司
外形尺寸:
长×宽×高=11.78m×2.6m×3.97m
总质量:
31900Kg
工作环境温度:
-40~50℃
卡车底盘:
KENWORTHC500K型
离地间隙:
250mm
后桥轮距:
2.42m
轴距:
前中桥6.69m,前后桥8.7m
转弯半径:
15.72m
台下引擎:
CAT3406CDITA型,四冲程、涡轮增压后冷式柴油机
额定功率:
298KW(400HP)
额定转速:
2100rpm
台上引擎:
CAT3512DITA型,四冲程、涡轮增压后冷式柴油机
额定功率:
1678KW(2250HP)
额定输出水功率:
1492KW(2000HP)
额定转速:
1900rpm
台上变矩器:
AL9885型,7个档位
换档方式:
远控,电动换档
台上压裂泵:
HOBL2000型85.7mm五缸柱塞泵
最高工作压力(103.4MPa)下排量:
0.82m3/min
最大排量(1.81m3/min)下压力:
53.04MPa
上水接头:
102mm(4″)×2个
出口接头:
75mm(3″)1502M型×1个
2.HQ2000型压裂车工况参数
表1-1HQ2000型压裂车工况参数
变矩器档位
1
2
3
4
5
6
7
锁定状态
总传动比
23.67
16.98
13.89
11.17
9.98
8.02
6.313
发动机额定转速
r/min
1900
1900
1900
1900
1900
1900
1900
泵冲数
min-1
80.3
111.9
136.8
170.0
190.5
237.0
301.0
泵排量
m3/min
0.48
0.67
0.82
1.02
1.14
1.43
1.81
最高工作压力
MPa
103.4
103.4
103.4
92.71
80.38
66.1
53.04
输出水功率
HP
1090
1522
1853
2000
2000
2000
2000
压裂泵柱塞直径为85.725mm(3.375in)
3.结构特点
设备采用HALLIBURTONARC自动遥控系统。
每台压裂车既能由仪表车远控,也可用随车OIP面板操作。
采用局域网络技术,还可以在10台机组中任一台的OIP面板上对本机组或其它机组进行分组或不分组的操作控制。
ARC系统能实现排量自动控制、压力自动控制、超压自动保护设置,并可进行公英制系统转换。
4.操作注意
作业前应根据施工最高压力对压裂车进行超压限定设置,以保证井下管串和地面设备及管线的安全,防止发生工业事故和人员伤亡事故。
(二)BL1600型压裂车(1650型)
1.技术规范
型号:
BL1600型压裂车
制造公司:
美国SS公司
最高工作压力:
103.4MPa
最高工作压力下的排量:
0.688m3/min
最高工况泵冲数:
146.6min-1
最大排量下压力:
47.1MPa
额定输出水功率:
1193KW(1600HP)
吸入压力:
345kPa
外形尺寸:
长×宽×高:
11.05m×2.54m×3.96m
工作环境温度:
-40~40℃
卡车底盘:
型号:
IHCCOF5870型
制造公司:
美国国际收割机公司
驱动方式:
6×4
发动机:
型号:
DDA6V-92TA型
类型:
二冲程、涡轮增压、二次冷却式柴油机
额定功率:
246Kw
额定转速:
2100r/min
最大扭矩:
1304N·m
最大扭矩转速:
1200r/min
缸数:
6缸,V形排列
缸径:
123mm
冲程:
127mm
排量:
9.05L
压缩比:
17:
1
变速箱型号:
FULLERRTO-11613型
台上发动机:
型号:
DDA16V-149TI型
制造公司:
美国底特律柴油机阿里逊公司
类型:
二冲程、涡轮增压、中间冷却式柴油机
额定功率:
1342kW(1800HP)
额定转速:
2050r/min
最大扭矩:
7022N·m
最大扭矩转速:
1600r/min
缸数:
16缸,V形排列
缸径:
146.05mm
冲程:
146.05mm
排量:
39.18L
压缩比:
16:
1
传动器:
型号:
ALLISONCLT9880型
制造公司:
美国底特律柴油机阿里逊公司
类型:
单级,多相,三元件,行星齿轮式液力变矩器
最大输入转速:
2100r/min
最大输入净扭矩:
6649N·m
最大输入净功率:
1268kW
锁定转速:
1500r/min
换挡方式:
手动,远控,电动换挡
压裂泵:
型号:
OPI1800AWS型压裂泵
制造公司:
美国OPI公司
类型:
三缸单作用柱塞泵
额定功率:
1342kW(1800HP)
柱塞直径:
101.6mm
冲程:
203.2mm
吸入压力:
345kW
动力端减速比:
6.353
最大工作泵冲数:
330min-1
液力端最大工作压力:
123.5MPa
排出管汇最大工作压力:
103.4MPa
2.结构特点
(1)该车前后均无拖车钩,现场作业中需要拖车时不便。
此外,液压油箱排出管线位置太低,越野行驶中易碰坏,油箱位置太高、加油不方便;随车面板裸露,易受气候影响。
(2)该车在工作压力103.4MPa下能输出排量0.688m3/min,其水功率高达119kW,适用于大型高压压裂、酸化作业。
此外该车压裂泵柱塞推力可达1001kN,相应液力端最高工作压力可达123.5MPa,因而具有一定超负荷能力。
特殊情况下,如果能把排出管汇工作压力相应提高,该车可在123.5MPa压力下短期工作。
(3)压裂泵须保证吸入压力不地狱345kPa,否则会产生气蚀,降低泵头使用寿命,尤其在高压作业和泵注高粘度液体时,更为严重。
(4)现场作业前,应对使用的全部管汇按工作压力进行试压,以确保作业顺利与安全。
BL1600型压裂车作业参数表
传动器档位
1
2
3
4
5
6
7
锁定状态
总传动比
23.82
17.09
13.98
11.25
10.10
8.07
6.353
发动机额定
转速,r/min
2050
2050
2050
2050
2050
2050
2050
泵冲数min-1
86.1
120.0
146.6
182.2
203.0
245.0
322.7
排量系数
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
0.95
泵排量m3/min
0.404
0.563
0.688
0.855
0.953
1.193
1.515
最大工作
压力,MPa
103.4
103.4
103.4
83.5
74.8
59.8
47.1
输出
水功率,KW
699
974
1189
1193
1193
1193
1193
(三)SMT型管汇车
1.技术规格
制造公司:
美国HALLIBURTON公司
外型尺寸:
长×宽×高=10.08m×2.6m×3.97m
总质量:
28200Kg
卡车底盘:
KENWORTHC500K型,
离地间隙:
250mm
离去角:
24.47°
转弯半径:
15.02m
台下引擎:
CAT3406CDITA型,四冲程,涡轮增压柴油机
高压最高工作压力:
103.4MPa
高压试验压力:
155.1MPa
高压管线通径:
75mm(3″)
最大推荐排量:
2.86m3/min(18bbl/min)
数量:
0.6m×8根
0.9m×10根
1.8m×8根
3.1m×6根
低压管线通径:
102mm(4″)
液吊起升力矩:
130KN·m
液吊最大吊重:
8000Kg
试压泵最高工作压力:
103.4MPa
高低压分配器
高压分配器接头:
75mm(3″)×1502F7个(有6个带旋塞阀),75mm(3″)×1502M1个
低压分配器规格:
203mm(8″)
额定工作压力:
1.0MPa
类型:
T型结构,6+8共14个102mm(4″)油壬、碟阀接头
高压活动弯头:
75mm(3″)×24个,
高压单流阀:
75mm(3″)×6个,
高压旋塞阀:
50.8mm(2″)×8个,
高压旋塞阀:
25.4mm(11/2″)×4个,
T形三通:
75mm(3″)1502M×75mm(3″)1502F×25.4mm(11/2″)1502F,2个
T形三通:
75mm(3″)1502M×75mm(3″)1502F×50.8mm(2″)1502F,2个
60°Y形三通:
75mm(3″)1502M×75mm(3″)1502F×75mm(3″)1502F,3个
Y形三通:
75mm(3″)1502M×75mm(3″)1502F×75mm(3″)1502F,1个
投球器:
75mm(3″)1502M×75mm(3″)1502F×75mm(3″)1502F,f/125(最大容量125颗),球径22mm,1套
2.操作注意事项
(1)高压管汇最高工作压力103.4MPa,每使用一定时间后,应对全部管汇进行强度试压。
还应定期测量管汇壁厚的减弱程度,并及时更换不合格的管件。
(2)在压裂车排出管线和液氮泵车排出管线交汇处应分别安装单流阀,当某一排出管破裂或泄漏时,可以更换管线而不至于停止整个施工。
(3)在承压情况下,严禁敲击管汇和设备,否则易引起设备和管线损坏或严重人员伤亡事故。
(4)高压管汇最大推荐流速10.7m/s(35ft/s)。
(四)FBRC100ARC型混砂车
1.技术规格
制造公司:
美国HALLIBURTON公司
外型尺寸:
长×宽×高=10.94m×2.6m×4.05m
总质量:
25900Kg
工作环境温度:
-40~50℃
卡车底盘:
KENWORTHC500K型
离地间隙:
250mm
离去角:
23.58°
接近角:
25.83°
转弯半径:
17.82m
台下引擎:
CAT3406CDITA型,四冲程,涡轮增压后冷式柴油机
台上引擎:
CAT3208T型,四冲程,涡轮增压后冷式柴油机
排出压力:
0.7MPa(100Psi)
额定排量:
15.9m3/min(以水计量,100BBL)
最大输砂速度:
10909Kg/min
添加剂输入系统:
2种干粉、4种液体
工作液最大含砂浓度:
1820Kg/m3
吸入系统
吸入管汇通径:
305mm(12″)
吸入接头:
100mm(4″)12个,带碟阀
吸入泵:
型号:
GORMAN-RUPP型
类型:
离心泵
排量:
15.9m3/min(100BBL)
排出压力:
0.27MPa(39.1Psi)
叶轮直径:
378mm(14.9〞)
吸入口径:
305mm(12〞)
排出口径:
305mm(12〞)
吸入流量计Ⅰ:
203mm(8〞)HALLIBUTON型涡
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