壓裂設(shè)備主要包括地面工具設(shè)備和壓裂車組兩大部分。其中，地面工具設(shè)備包括封井器、井口球閥、投球器、活動彎頭、油壬、蠟球管匯、壓裂管匯等，這些設(shè)備主要用于井口以上的地面控制。
設(shè)備構(gòu)成
壓裂管匯
壓裂管匯是用于連接地面管線與多臺壓裂車的地面用具，其功能在于將壓裂車泵出的液體匯集并注入壓裂井的目的層。為了適應(yīng)這一功能，壓裂管匯需要具備耐高壓和低摩擦阻力的特點(diǎn)。壓裂管匯的主要組成部分包括主體、控制閥和由壬。主體通常采用優(yōu)質(zhì)合金鋼管焊接而成，也有鍛制三通組成的類型，前者能夠承受60 MPa的壓力，后者則能達(dá)到70 MPa。控制閥可以選用球閥或旋塞閥，兩種類型的閥門都能承受70 MPa的壓力。在壓裂施工過程中，壓裂車通過2″由壬與控制閥相連，而通往井口的地面管線則通過21/2″由壬連接。此外，還設(shè)有放空閥，用于排除管匯內(nèi)的剩余壓力和液體。
蠟球管匯
蠟球管匯是一種與地面管線和壓裂管匯連接的地面用具，它的主要功能是通過壓裂車泵注將容器中儲存的蠟球注入施工井。蠟球管匯由蠟球容器、控制閥和由壬組成。在使用前，應(yīng)確認(rèn)蠟球管匯具有合格證并在有效期內(nèi)，且工作壓力滿足施工要求。添加蠟球時(shí)，應(yīng)首先打開容器上的放壓閥進(jìn)行排氣后再進(jìn)行操作。在泵注蠟球的過程中，現(xiàn)場不應(yīng)有人站立，以防發(fā)生意外傷害。如果蠟球管匯超過使用壽命，則不得繼續(xù)使用，維修工作應(yīng)由專業(yè)檢測部門進(jìn)行。
使用注意事項(xiàng)
壓裂管匯
1. 在使用壓裂管匯前，應(yīng)檢查其是否具有合格證，并在安全使用期限內(nèi)，禁止使用不合格或已過期的產(chǎn)品。
2. 各閥應(yīng)按照球閥的使用要求進(jìn)行檢查和操作。
3. 若在試擠過程中發(fā)現(xiàn)有泄漏情況，應(yīng)立即停止施工，打開放空閥釋放壓力后再進(jìn)行修理。
4. 壓裂管匯一旦超出使用壽命，不得繼續(xù)使用，維修工作必須交給專業(yè)檢測部門進(jìn)行。
蠟球管匯
1. 蠟球管匯在使用前必須檢查是否有合格證，并在有效期內(nèi)。同時(shí)，應(yīng)核實(shí)其工作壓力是否滿足施工要求，否則禁止使用。
2. 添加蠟球時(shí)，應(yīng)先打開容器上的放壓閥進(jìn)行排氣后再進(jìn)行操作。
3. 泵注蠟球時(shí)，施工現(xiàn)場不得有人站立，以免發(fā)生意外傷害。
4. 維修工作應(yīng)由專業(yè)檢測部門進(jìn)行。
5. 其他注意事項(xiàng)請參照壓裂管匯的相關(guān)規(guī)定。
發(fā)展現(xiàn)狀
根據(jù)對壓裂服務(wù)市場的需求預(yù)測以及現(xiàn)有壓裂車組的更新需求，預(yù)計(jì)到2015年，中國的壓裂車組需求將達(dá)到50萬HHP，2013年至2015年的平均年度需求約為45萬HHP。然而，2012年中國實(shí)際采購的壓裂車組數(shù)量約為40萬HHP，因此增長空間相對有限。產(chǎn)業(yè)洞察研究《中國壓裂設(shè)備產(chǎn)業(yè)專項(xiàng)調(diào)研》預(yù)測，到2020年，中國的壓裂車組需求將達(dá)到175萬HHP，相比2015年的50萬HHP，仍有2至3倍的增長潛力。考慮到保守估計(jì)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的一半情景，即到2015年頁巖氣產(chǎn)量達(dá)到32.5億立方米，到2020年達(dá)到400億立方米，預(yù)計(jì)2013年至2015年間壓裂設(shè)備的年均市場需求為40萬HHP，2016年至2020年間壓裂車組的年均市場需求為80萬HHP，到2020年將達(dá)到100萬HHP，相較于2012年的40萬HHP，預(yù)計(jì)將增長1至1.5倍。
功能介紹
壓裂車組包含多種車輛，分別是泵車、混砂車、罐車（液罐車、砂罐車、添加劑罐車）、儀表車和水泥車。泵車的主要職責(zé)是輸送液體并提高液體壓力。當(dāng)前使用的2000型壓裂車的最大施工壓力為105MPa，單臺最大排量為2.3m3/min。在1900r/min的轉(zhuǎn)速和45.9MPa的條件下，單臺最大排量可達(dá)1.87m3/min。一般情況下，完成油層壓裂需要3臺泵車，而對于外圍探井壓裂，則可根據(jù)具體需求確定泵車的數(shù)量。混砂車負(fù)責(zé)將支撐劑與壓裂液充分混合，并為泵車提供足夠的液體。其最大排量為15.9m3/min，最大輸送砂量為8165kg/min，擁有8個(gè)泵車接口。儀表車的功能是對泵車和混砂車的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制，并實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)測分析施工參數(shù)。在泵入階段，壓裂液從儲罐流入管匯，隨后由混砂車上的離心泵供應(yīng)給攪拌器。液體濾失添加劑可能會被加入到攪拌器中，或者在壓裂液儲罐中預(yù)先混合。支撐劑按照預(yù)設(shè)程序加入攪拌器。膠聯(lián)的前置液與混砂液從攪拌器泵送到高壓泵或增壓器的入口管匯。所有必要的泵（包括備用泵）都會與入口管匯相連。在入口管匯處，離心泵為高壓泵提供了充足的液體供應(yīng)。攪拌器上需要設(shè)置密度計(jì)，以便操作人員能夠控制支撐劑的濃度。井口附近也需要一個(gè)密度計(jì)，用于監(jiān)測注入井的最終含水砂濃度。這個(gè)密度計(jì)還可以確定最后沖洗或返排的時(shí)間，以防止裂縫中的支撐劑回流，確保井筒附近的裂縫達(dá)到最終設(shè)計(jì)的泵入濃度。壓裂設(shè)備中還包括壓裂指揮車，如監(jiān)測車或現(xiàn)場計(jì)算機(jī)。監(jiān)測設(shè)備使得用戶能夠查看大量的壓裂數(shù)據(jù)和現(xiàn)場計(jì)算機(jī)提供的圖形。此外，還包括與攪拌器、輸砂器和泵的操作人員進(jìn)行通信的通信設(shè)備，以便能夠在施工進(jìn)程中隨時(shí)作出提前停泵、更改排量或更改支撐劑濃度的決策。對于特殊類型的壓裂施工，還需要配備專門的設(shè)備，例如泡沫壓裂所需要的專用儲罐和蒸發(fā)器等。
參考資料 >
中國壓裂車行業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展前景分析.中研網(wǎng).2024-08-13