2500型压裂车现场应用改进措施及建议

2500型压裂车是增产作业的关键设备。本文简介了国内2500型压裂泵车近几年的主要改进措施,对两种型号压裂泵的动力端比较分析,找出了压裂泵动力端的薄弱环节,提出了现场使用的改进措施。     

非常规油气开发用大功率液力驱动压裂泵

在非常规油气开发中,要求压裂泵具有大排量、大功率、高泵压,并且能进行多阶段连续作业,现有压裂泵已难以满足要求。为此,通过对液力驱动压裂泵结构和性能特点的总结和分析,结合非常规油气开发对压裂泵的要求,指出应着力自主研制大功率的液力驱动压裂泵;参照现有大功率压裂泵的技术参数,确定出了适合非常规油气开发压裂泵的技术参数;并为成功研制出该液力驱动压裂泵指出了应着力解决的关键技术。     

国外采油工艺技术新进展

本文主要介绍国外采油工艺技术的最新进展情况，内容包括人工举升采油方法，连续油管技术和压裂技术。其中人工举升采油方法主要介绍有杆泵，电潜泵，螺杆泵和低排量膜片式泵的技术进展和设备的改进情况，连续油管技术主要介绍其应用范围和技术革新情况，压裂技术主要介绍压裂设计，监测和技术应用的新进展。     

HQ1400型压裂泵动力端分析与设计

油田引进的HQ1400型压裂泵动力端的主要零部件失效，会导致整个压裂车不能再使用。通过对该压裂泵动力端的失效分析，在原泵的结构形式基础上，利用现代设计分析软件，成功地设计出达到原泵技术性能指标的新型HQ1400型压裂泵动力端。摸索出了一套设计大功率、高性能压裂泵的研制技术思路，为后续自主开发更大功率、更高性能的压裂泵提供了技术保障。     

基于Ansys/Ls-Dyna的压裂泵泵阀强度分析

泵阀是压裂泵中最重要的易损部件之一,其强度关系到压裂泵的工作特性。运用Ansys有限元分析软件中Ls-Dyna模块,模拟100 MPa高压环境下阀盘以一定速度冲击阀座的整个过程,对泵阀进行静力以及显示动力下应力、应变分析,找出泵阀的失效原因,为改进泵阀提供了理论依据。     

压裂泵柱塞密封副优化技术的发展与展望

为了打破压裂泵柱塞密封副优化技术的瓶颈、进一步提升压裂设备的工作性能、实现油气增产,从压裂泵柱塞密封系统的实际工况和密封机理出发,概述了压裂泵柱塞密封副失效的研究现状,梳理和总结了现有的压裂泵柱塞密封副优化技术;在此基础上,结合摩擦学和材料学等相关领域的最新研究成果,对我国压裂泵柱塞密封副优化技术未来的发展提出了建议和展望。研究结果表明:(1)表面织构技术已被证实能显著降低柱塞密封副的摩擦磨损,应积极设计和开展压裂泵实际工况下的全尺寸织构化柱塞密封系统试验,以推动表面织构化柱塞的应用进程;(2)针对橡胶密封件的性能短板以及压裂泵柱塞密封系统的工作要求,亟需采用材料改性技术来进一步增强密封橡胶的综合性能;(3)表面织构技术、表面涂层技术、材料改性技术在减摩抗磨等方面的协同效应决定了将其复合成压裂泵柱塞密封副优化新技术的可行性和必要性,未来应着手解决复合技术在压裂泵工况下的实际应用问题。结论认为,我国油气资源的勘探开发现状对压裂设备的工作性能提出了更高的要求,压裂泵柱塞密封副的优化必须结合自身实际,对多学科领域的相关理论和方法进行借鉴、消化、吸收与再创新,进而形成一套符合我国实际的压裂泵柱塞密封副优化技术。     

泵阀弹簧对石油压裂泵性能影响的试验方案

泵阀作为压裂泵液力端的关键部件和易损部件,它工作的好坏直接影响到压裂泵的性能和使用寿命。弹簧是直接与压裂泵泵阀接触的重要部件。弹簧性能的好坏将对压裂泵的工作性能起到重要作用。通过试验方法测得弹簧与泵阀联合工作的特性,寻找最佳的弹簧刚度对研究泵的吸入、排出性能具有非常重要的意义,提出了泵阀弹簧对石油压裂泵性能影响的试验方案,包括试验原理、试验方案和数据处理方法等。     

商河基山砂体压裂工艺优化及应用

商河基山砂体在前期的试油过程中,存在着压裂增产效果较差的问题,制约了勘探开发的步伐.为此,对前期压裂施工资料进行了统计分析及压裂支撑剂室内实验测试.研究认为,该区存在的问题:一是压裂采取的粉陶降滤措施对储层产生了较为严重的伤害;二是压裂体系选择不合适,导致压裂施工泵压较高,限制了加砂规模.相应采取了全程加液氮降滤技术,并成功研制了先进的延迟交联剂以降低井筒摩阻的技术措施来降低施工泵压.改进后的压裂工艺在田303、田斜302井实施后,大幅度提高了原油产量,证明该工艺是可行的,打开了该区的勘探开发局面.     

基于数字滤波的压裂停泵压降分析方法

水力压裂实践表明,压裂停泵水锤现象会导致压降曲线出现周期性波动,这使得停泵压降的分析变得困难。鉴于此,提出了基于数字滤波的压裂停泵压降分析新方法,即首先采用井筒垂直管流方程将地面压力折算到井底压力,然后采用FIR滤波处理停泵后的压降数据,消除停泵水锤等噪声干扰,从而获得真实反映地层渗流的压降数据。以某低渗透油田的1口水力压裂井为对象,利用新方法开展了停泵压降分析,结果表明诊断结果与其他反演手段的解释结果相近,这在一定程度上验证了该方法的可靠性。本次提出的新方法可用于开展考虑水锤效应的压裂停泵压降分析,对于高效水力压裂实践具有一定指导作用。     

压裂车的传动分析

在柴油机—传动—压裂泵组成的车装压裂车上,传动是一个重要的部件。它把动力传给压裂泵,又以一定的变速范围,使压裂泵能在不同的冲次下工作,以满足油井压裂所需要的压力和排量。     

压力对液力端寿命的影响

压裂泵的疲劳破坏问题并不小于泥浆泵与注水泵。虽然它是为了长期连续运转而设计的,但它的工作压力超过大多数泥浆泵与注水泵,说明在疲劳区域内压裂泵的应力可能更高。此外,压裂泵的任务是在输送比较无害的压裂液之外,还要输送酸液,为了要把压裂泵安装在车辆或其他移动设备上,重量要小。所有这些条件都使压裂泵的液力端只能有有限的应力循环寿命。     

浅析压裂泵关键技术

对两种不同动力端的压裂泵进行了介绍,包括其基本结构与工作原理以及压裂泵技术未来的发展方向和关键技术。     

压裂-水力泵排液求产联作工艺在吉林油田的应用

压裂—水力泵排液求产联作是将水力泵举升排液工艺与压裂施工的有机结合，实现一趟管柱完成压裂施工和水力泵排液求产。缩短了试油排液周期、减轻了劳动强度，发挥了水力泵举升排液中排液能力强、工作制度可调、可随泵测压取样等特点。经在吉林油田红75-8井应用，6d完成水力泵排液求产工作，达到设计要求。     

美国Marcellus州研发水力压裂的“变频泵送”工艺改善压裂效果

正目前世界多数水力压裂专家认为作业时压裂泵"稳定的大排量、高压力"是改善压裂效果、提高油气井产量的主要途径。但是,近期"美国能源安全研究基金(RPSEA)"资助的一项研究表明,在水力压裂作业中,快速改变压裂泵的工作速率及所产生的压力,即压裂泵组的"不稳定压力与排量",可以较大幅度地改善压裂效果,提高气井的产量。     

改善压裂泵单机排量不足的有效途径

近几年,随着煤层气的开发利用,压裂工艺已成为其主要增产措施。在山西河东地区煤层气压裂中,WRR1500型压裂泵单机排量不足的问题愈来愈突出,一般排量为6~12m3/min,当排量超过8m3/min时,只能靠增加压裂泵台数来解决,然而,由于井场和其它的原因,增加单机排量是目前唯一的途径,方法一是增加压裂泵单机的缸数;方法二是增加压裂泵柱塞直径。在有效水功率不变的情况下,方法二是可取的,笔者就此问题进行了讨论。     

电动压裂泵在页岩气井压裂中的先导试验

为解决传统页岩气井压裂设备能耗高、噪声大和占用场地面积大的问题,实现非常规页岩气资源低成本绿色环保开发,压裂改造后使储层内产生复杂网格化裂缝,达到增产目的,从优化压裂设备角度提出交流电驱动压裂泵技术。该技术采用6 000 hp交流电动压裂泵与传统压裂车组合方式,首次成功对1口页岩气井实施22段压裂先导试验,完成了供液能力、单双泵切换、双泵同步运行、稳定性试验及配套工艺测试。试验结果表明:在70 MPa工作压力下,单泵最大排量可达到3. 48 m~3/min,相当于2. 5～3. 0台2 500 hp传统压裂车的排量,单段降低成本约2万元,同比节约1. 66 t标准煤。该电动压裂泵降本增效绿色开发效益凸显,具有良好的应用前景。     

四机厂获OPI压裂泵生产许可证

近日，江汉第四石油机械厂生产的OPI压裂泵，通过了美国GardnerDenver公司专家的审查验收，OPI压裂泵是引进美国GardnerDenver公司技术制造，用于大型压裂设备。在审查过程中美方专家认真的审查了设计图纸、关键零件的工艺方法及各种检测报告，查看了专门用于泵头体加工的机械加工中心及泵头体自增强处理的工艺装备和检测设备。     

压裂泵柱塞密封的改进设计

压裂泵柱塞密封性能好坏与使用寿命的长短直接影响压裂酸化作业的正常实施，密封不良将带来很大的维护工作量。为适应油气井增产的需要，对OPI 1800AWS型压裂泵柱塞密封的结构特点进行了分析，并结合生产和应用实际分析了柱塞密封失效和泄漏的原因，提出了一种油田压裂用柱塞密封的结构改造方案，即通过提高柱塞表面质量，优选密封圈材质，改进密封圈的结构，增加擦拭环，保证柱塞往复运动时与缸套的同轴度，可以提高摩擦副的密封效果和延长柱塞密封的使用寿命。柱塞密封结构改造后，柱塞寿命提高到15个月，密封圈寿命延长了２倍。     

3YZB140－1320 型压裂泵的新结构新技术

概要介绍３ＹＺＢ１４０－１３２０型压裂泵在设计过程中采用的新结构和新技术，说明该泵是为１４０ＭＰａ压裂车配套而设计的一种三缸单作用柱塞压裂泵；同时也可替代进口压裂车中的ＯＰＩ一１８００ＡＷＳ型泵，其易损件与ＯＰＩ相同柱塞的压裂泵可以通用。并分析了新结构和新技术与传统结构对比的优点。     

2500型五缸压裂泵整机模态分析及结构优化

压裂泵在工作过程中,因承受复杂的组合载荷而产生明显振动,为保证其安全、有效地工作,有必要对其整机动态性能进行研究。为此,利用Solidworks Simulation分析软件,建立了某2500型五缸压裂泵整机组装模型,并进行了有限模态分析。分析结果表明,该五缸压裂泵在设计的最高冲数时存在共振的危险。根据该模态分析结果及振型分析结果,对压裂泵的拉杆进行结构优化,结果表明,优化拉杆能有效提高五缸压裂泵整机固有频率,接近激励源的前3阶固有频率有效大幅度的提高,泵整机的最小固有频率由59.659 Hz提高到72.609 Hz,远离55 Hz的激励源,可以安全、有效地工作。