压裂施工系统和压裂施工保温方法

摘要

本发明提供了一种压裂施工系统和压裂施工保温方法。其中，压裂施工系统包括：箱体；压裂设备，压裂设备设置在箱体内；保温管路，保温管路盘绕设置在箱体上，向保温管路内通入稠油热采高温净化水，以对位于箱体内的压裂设备进行保温。本发明的技术方案解决了现有技术中的压裂设备在冬季使用时容易无法正常工作的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及石油开发技术领域，具体而言，涉及一种压裂施工系统和压裂施工保温方法。

背景技术

随着非常规油气勘探开发技术的发展，页岩气、致密油等低渗透油藏成为油气开发的重要组成部分。低渗透油藏具有油层储层渗透率低、孔隙率低和非均质性强的特点，需要通过压裂作业来增加产能。压裂作业是指在采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝，从而改善油藏在地下的流动环境来提升油井的产能。

北部地区冬季的室外温度通常达到零下30度以下，受冬季天气影响，压裂设备容易发生冻结导致无法正常进行压裂作业，导致无法实现产能目标。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种压裂施工系统和压裂施工保温方法，以解决现有技术中的压裂设备在冬季使用时容易无法正常工作的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压裂施工系统，包括：箱体；压裂设备，压裂设备设置在箱体内；保温管路，保温管路盘绕设置在箱体上，向保温管路内通入稠油热采高温净化水，以对位于箱体内的压裂设备进行保温；其中，压裂设备包括通过压裂管汇依次连通的蓄水罐、混配设备、配液罐和压裂泵；箱体为多个，蓄水罐、混配设备、配液罐和压裂泵分别设置在一个箱体内；与多个箱体对应设置的多个保温管路并联形成保温管汇；压裂施工系统还包括供水管路，供水管路连通稠油热采高温净化水的水源和保温管汇。

进一步地，供水管路连通稠油热采高温净化水的水源和压裂管汇。

进一步地，多个箱体沿水平方向贴合设置。

进一步地，配液罐为多个，设置在多个配液罐外的多个箱体沿竖直方向叠置。

进一步地，压裂管汇包括输送管路，输送管路的一端与配液罐连通，输送管路的另一端与井口连通；压裂设备还包括加砂部，加砂部与输送管路连通，用于向输送管路内加砂。

进一步地，保温管路盘绕设置在箱体的内底壁上；和/或保温管路盘绕设置在箱体的内周壁上。

进一步地，压裂施工系统还包括：温度传感器，温度传感器设置在箱体内；阀门，阀门设置在保温管路的进口处；控制器，控制器与温度传感器电连接，控制器与阀门电连接。

进一步地，压裂施工系统还包括压力传感器，箱体、压裂管汇、保温管汇中的至少一个上设置有压力传感器。

进一步地，箱体的内壁面上设置有隔热层。

进一步地，位于箱体外的压裂管汇的外侧设置保温层；位于箱体外的保温管路的外侧设置保温层。

根据本发明的另一方面，提供了一种压裂施工保温方法，压裂施工保温包括：步骤S10：将压裂设备封装在设置有保温管路的箱体内；步骤S20：向保温管路内通入稠油热采高温净化水，对位于箱体内的压裂设备进行保温；当压裂设备处于停工或休息状态时，持续向保温管路内通入稠油热采高温净化水。

应用本发明的技术方案，将压裂设备封装在箱体内，向盘绕在箱体上的保温管路内通入稠油热采高温净化水，对位于箱体内的压裂设备进行保温，从而能够保证压裂设备在冬季也能够正常运行。本申请提供的压裂施工系统和压裂施工保温方法适用于在由稠油热采井的油区，充分地利用了稠油热采高温净化水，不需要设置额外的提供热水的装置，能够保证冬季压裂正常施工，减少停工时间，从而能够实现产能目标。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的一种可选实施例的压裂施工系统的工艺流程示意图；

图2示出了图1中的压裂施工系统的箱体和保温管路的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、箱体；20、保温管路；31、蓄水罐；32、混配设备；33、配液罐；34、压裂泵；40、供水管路；50、压裂管汇；51、输送管路；60、井口；70、温度传感器；80、阀门；1、水源。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了解决现有技术中的压裂设备在冬季使用时容易无法正常工作的问题，本发明提供了一种压裂施工系统和压裂施工保温方法。

如图1和图2所示，压裂施工系统包括箱体10、压裂设备和保温管路20，压裂设备设置在箱体10内，保温管路20盘绕设置在箱体10上，向保温管路20内通入稠油热采高温净化水，以对位于箱体10内的压裂设备进行保温。

在本实施例中，将压裂设备封装在箱体10内，向盘绕在箱体10上的保温管路20内通入稠油热采高温净化水，对位于箱体10内的压裂设备进行保温，从而能够保证压裂设备在冬季也能够正常运行。本申请提供的压裂施工系统和压裂施工保温方法适用于在由稠油热采井的油区，充分地利用了稠油热采高温净化水，不需要设置额外的提供热水的装置，能够保证冬季压裂正常施工，减少停工时间，从而能够实现产能目标。

可选地，保温管路20盘绕设置在箱体10的内部。

可选地，稠油热采高温净化水的温度为80℃左右。

如图1所示，压裂设备包括通过压裂管汇50依次连通的蓄水罐31、混配设备32、配液罐33和压裂泵34；箱体10为多个，蓄水罐31、混配设备32、配液罐33和压裂泵34分别设置在一个箱体10内；与多个箱体10对应设置的多个保温管路20并联形成保温管汇；压裂施工系统还包括供水管路40，供水管路40连通稠油热采高温净化水的水源1和保温管汇。分别对蓄水罐31、混配设备32、配液罐33和压裂泵34进行封装，通过通入保温管汇的稠油热采高温净化水对蓄水罐31、混配设备32、配液罐33和压裂泵34进行保温，从而保证压裂施工的正常运行。

如图1所示，供水管路40连通稠油热采高温净化水的水源1和压裂管汇50。这样，稠油热采高温净化水一部分接入压裂管汇50用于压裂液配制，一部分接入保温管汇用于热循环保温。温度较高的稠油热采高温净化水可以避免压裂管汇50被冻裂，进一步地保证了压裂施工的正常运行，同时，利用稠油热采高温净化水进行压裂液配制，更加充分地利用了稠油热采高温净化水。

稠油热采高温净化水存储在蓄水罐31内，蓄水罐31内的稠油热采高温净化水输送至混配设备32，稠油热采高温净化水和添加剂在混配设备32按照一定配比形成能够对油气层进行压裂改造时使用的压裂液，配制完成的压裂液存入配液罐33内，然后通过压裂泵34将压裂液泵入井口60内。

可选地，多个箱体10沿水平方向贴合设置。这样，能够减少多个箱体10的散热面积，同时能够简化管线的铺设，从而更加有利于对压裂设备的保温、降低压裂施工系统的占地面积，降低压裂施工系统的成本。

可选地，配液罐33为多个，设置在多个配液罐33外的多个箱体10沿竖直方向叠置。这样，有利于减少多个箱体10的散热面积，从而更加有利于对配液罐33的保温，降低多个配液罐33的占地面积。

可选地，两个配液罐33外的箱体10上下摞起形成一组，相邻两组沿水平方向贴合设置。

如图1所示，压裂管汇50包括输送管路51，输送管路51的一端与配液罐33连通，输送管路51的另一端与井口60连通；压裂设备还包括加砂部，加砂部与输送管路51连通，用于向输送管路51内加砂。这样，可以根据工艺要求向输送管路51内加砂后通过压裂泵34泵入井口60内。

如图2所示，保温管路20盘绕设置在箱体10的内底壁上；和/或保温管路20盘绕设置在箱体10的内周壁上。通过盘绕设置保温管路20，可以提升保温效果。

在图1和图2示出的具体实施例中，当多个箱体10沿竖直方向叠置时，位于上方的箱体10内底壁上的保温管路20的热量可以传递至位于下方的箱体10内，这样，仅将保温管路20设置在箱体10的内底壁上有利于节约成本。

如图1和图2所示，压裂施工系统还包括温度传感器70、阀门80和控制器，温度传感器70设置在箱体10内，阀门80设置在保温管路20的进口处，控制器与温度传感器70电连接，控制器与阀门80电连接。这样，可以根据温度传感器70检测到的温度控制阀门80打开或关闭，从而调整箱体10内的温度。具体来说，当温度传感器70检测到的温度高于预定温度范围时，可以通过关闭对应的阀门80来调整该箱体10的温度。

此外，还可以根据不同压裂设备的温度变化单独调控相对应的箱体10的温度。

如图2所示，温度传感器70靠近箱体10的顶部设置，由于保温管路20贴设在箱体10的内底壁上，箱体10底部的温度相比于箱体10顶部的温度较高，这样，通过温度传感器70检测箱体10顶部的温度，可以更加精准地保证箱体10内的温度，保证箱体10的保温效果。

可选地，压裂施工系统还包括压力传感器，箱体10、压裂管汇50、保温管汇中的至少一个上设置有压力传感器。通过压力传感器检测高压危险区域的压力，通过远程监控的方式监控各高压危险区域的压力，及时处理，避免压裂施工系统憋压爆裂。

可选地，箱体10的内壁面上设置有隔热层，从而进一步地提升箱体10的保温效果。

可选地，隔热层涂覆在箱体10的内壁面上。

可选地，位于箱体10外的压裂管汇50的外侧设置保温层；位于箱体10外的保温管路20的外侧设置保温层。这样，通过保温层提升压裂管汇50和保温管路20的保温效果。

本申请提供的压裂施工系统对施工设备进行撬装后封装，对管汇缠绕保温层，在封装的箱体10的内壁面上涂覆隔热材料形成隔热层，利用稠油热采高温净化水进行压裂液配制和作为热循环水源对箱体10进行加热，从而对封装后的压裂设备以及压裂设备内的液体进行保温。同时，本申请提供的压裂施工系统对封装后设备、管汇、井口等高风险点实时监测，远程监控，减少人员走动，提高现场管控。压裂过程中长时间停工休息时，保温管汇继续热循环，避免冻结和设备憋压爆裂。所有封装箱体10内部、压裂管汇50、保温管汇、井口60安装压力传感器和温度传感器70，实时监测，高压区域远程监控。

本申请提供的压裂施工系统的压裂设备和压裂管汇50在冬季使用时也不易冻结，从而在冬季低温天气下依旧可以正常进行压裂施工，从而能够满足冬季压裂施工需求、实现产能目标。本申请提供的压裂施工系统针具有应用范围大和耗能小的优点。

本申请还提供了一种压裂施工保温方法，压裂施工保温包括：步骤S10：将压裂设备封装在设置有保温管路20的箱体10内；步骤S20：向保温管路20内通入稠油热采高温净化水，对位于箱体10内的压裂设备进行保温。这样，利用稠油热采高温净化水对压裂设备进行保温，从而能够保证压裂设备在冬季也能够正常运行。

本申请提供的压裂施工保温方法适用于在由稠油热采井的油区，充分地利用了稠油热采高温净化水，不需要设置额外的提供热水的装置，能够保证冬季压裂正常施工，减少停工时间，从而能够实现产能目标。

可选地，在步骤S20中，当压裂设备处于停工或休息状态时，持续向保温管路20内通入稠油热采高温净化水。这样，避免在停工或休息时压裂设备被冻裂。

可选地，压裂施工保温包括：步骤S30，根据温度传感器70检测到的温度控制设置在保温管路20的进口处的阀门80的打开或关闭，从而调整箱体10内的温度。

本申请提供的压裂冬季施工保温方法，可在有稠油热采井的油区，应用于冬季温度达-30℃以下油田冬季压裂施工。通过保证冬季压裂施工，减少停工时间，可尽快压裂投产，实现产能目标。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本申请提供的压裂施工系统采用稠油热采的高温净化水进行压裂配液和热循环保温，一方面有效提高压裂主体施工设备和工作液体的温度，另一方面减小环保压力、节能节水，满足冬季低温天气下压裂施工需求。

本申请提供的压裂施工保温方法通过稠油热采高温净化水作为压裂水源并建立施工现场热循环系统，配合主体设备和工作液体的箱体化封装结构、特殊材料隔热层等方法，实现在严寒地区冬季压裂施工。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。