一種用于油田液體添加劑的自動添加裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于油田液體添加劑的自動添加裝置，該裝置包括用于將不同桶內(nèi)的N種液體添加劑抽送至各自的緩沖槽的N個抽吸泵、用于暫時儲存所述N種液體添加劑的N個緩沖槽、用于將所述N個緩沖槽中的N種液體添加劑按設(shè)定添加比例泵入混合裝置中的N個計(jì)量抽吸單元以及至少與所述N個計(jì)量抽吸單元連接用于控制相應(yīng)液體添加劑流量的控制單元。在該系統(tǒng)中，各類液體添加劑可根據(jù)壓裂液配方要求，按比例自動添加，降低了作業(yè)現(xiàn)場工人勞動強(qiáng)度，優(yōu)化了油田壓裂作業(yè)環(huán)境，提高了液體添加劑的添加精度，提高了壓裂作業(yè)效率，有效降低了壓裂作業(yè)成本。
【專利說明】-種用于油田液體添加劑的自動添加裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于油田現(xiàn)場液體添加【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種用于油田液體添加劑的自 動添加裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 壓裂工藝中的工作液是壓裂中的關(guān)鍵所在，而所有的壓裂液都需要化學(xué)添加劑來 改善其流體的性能，而且各類化學(xué)添加劑的添加能使地層傷害變小，增加油氣產(chǎn)量。壓裂液 的化學(xué)添加劑種類較多，如酸化液配方：鹽酸、氫氟酸、緩蝕劑、助排劑、發(fā)泡劑、鐵離子穩(wěn)定 齊?、粘土穩(wěn)定劑、表面活性劑、乳化劑等。其中除鹽酸、氫氟酸為酸罐車運(yùn)輸盛放，其他各類 液體添加劑均為桶裝式盛放運(yùn)輸，目前油田壓裂現(xiàn)場仍采用人工開桶添加方式，進(jìn)行液體 添加劑的添加，此種添加方式存在人工勞動強(qiáng)度大，存在環(huán)境及人體危害，計(jì)量不準(zhǔn)確，添 加時間長等問題，目前油田現(xiàn)場沒有自動計(jì)量的液體添加劑添加裝置，因此，開發(fā)一種自動 準(zhǔn)確添加液體添加劑的裝置是十分必要的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于油田液體添加劑的自 動添加裝置，該系統(tǒng)可以解決油田壓裂現(xiàn)場液體添加劑不能自動按比例添加的難題。
[0004] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
[0005] -種用于油田液體添加劑的自動添加裝置，包括：Ν個抽吸泵、Ν個緩沖槽、Ν個計(jì) 量抽吸單元以及控制單元；其中：所述Ν個抽吸泵，分別用于將不同桶內(nèi)的Ν種液體添加劑 抽送至各自的緩沖槽中；所述Ν個緩沖槽，分別用于暫時儲存所述Ν種液體添加劑；所述Ν 個計(jì)量抽吸單元，與所述Ν個緩沖槽連接，分別用于將所述Ν個緩沖槽中的Ν種液體添加劑 按設(shè)定添加比例泵入混合裝置中；所述控制單元，至少與所述Ν個計(jì)量抽吸單元連接，各計(jì) 量抽吸單元將采集的液體添加劑流量信號反饋給控制單元，所述控制單元根據(jù)設(shè)定添加比 例調(diào)節(jié)相應(yīng)計(jì)量抽吸單元以控制相應(yīng)液體添加劑的流量；Ν為大于等于1的整數(shù)。
[0006] 在上述自動添加裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述Ν個緩沖槽內(nèi)均設(shè)有液位 傳感器，所述液位傳感器用于檢測相應(yīng)緩沖槽內(nèi)的液位高低，并與所述控制單元連接以將 相應(yīng)液位信號反饋給所述控制單元，所述控制單元根據(jù)設(shè)定的液位上下限給出高限警報或 低限警報信號。
[0007] 在上述自動添加裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述Ν個計(jì)量抽吸單元均為計(jì) 量泵，所述控制單元根據(jù)設(shè)定添加比例調(diào)節(jié)相應(yīng)計(jì)量泵的行程以控制相應(yīng)液體添加劑的流 量。
[0008] 在上述自動添加裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述Ν個計(jì)量抽吸單元均包括 自吸泵、設(shè)置于自吸泵出口處的流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥，各流量計(jì)將采集的液體添加劑流量信號 反饋給控制單元，所述控制單元根據(jù)設(shè)定添加比例調(diào)節(jié)相應(yīng)調(diào)節(jié)閥的開度以控制相應(yīng)液體 添加劑的流量。
[0009] 在上述自動添加裝置中，作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述控制單元為PLC (可編程邏 輯控制器)。
[0010] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果：各類液體添加劑可根據(jù)壓裂液 配方要求，按比例自動添加，降低了作業(yè)現(xiàn)場工人勞動強(qiáng)度，優(yōu)化了油田壓裂作業(yè)環(huán)境，提 高了液體添加劑的添加精度，提高了壓裂作業(yè)效率，有效降低了壓裂作業(yè)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 圖1是當(dāng)N=1時本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自動添加裝置(液體添加劑自動添加系 統(tǒng)）的不意圖；
[0012] 圖2是當(dāng)N=10時本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自動添加裝置(液體添加劑自動添加系 統(tǒng)）的示意圖。
[0013] 其中，1、桶裝液體添加劑；2、抽吸泵；3、緩沖槽；4、計(jì)量泵；5、混合裝置；6、發(fā)液 泵；7、液位傳感器；8、控制單元；9、自吸泵；10、調(diào)節(jié)閥；11、流量計(jì)

【具體實(shí)施方式】
[0014] 為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本實(shí)用新型實(shí)施方 式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0015] 本實(shí)用新型提供一種用于油田液體添加劑的自動添加裝置，也可以稱之為一種液 體添加劑的自動添加系統(tǒng)，包括用于將不同桶內(nèi)的N種液體添加劑抽送至各自的緩沖槽的 N個抽吸泵、用于暫時儲存所述N種液體添加劑的N個緩沖槽、用于將所述N個緩沖槽中的N 種液體添加劑按設(shè)定添加比例泵入混合裝置中的N個計(jì)量抽吸單元以及至少與所述N個計(jì) 量抽吸單元連接用于控制相應(yīng)液體添加劑流量的控制單元，其中：N為大于等于1的整數(shù)。 下面以N=1 (參見圖1)和N=10 (參見圖2)為例對本實(shí)用新型的自動添加系統(tǒng)進(jìn)行說明。
[0016] 參見圖1，該圖是當(dāng)N=1時本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自動添加裝置(液體添加劑自 動添加系統(tǒng)）的示意圖，該自動添加裝置包括：一用于將桶裝液體添加劑1抽送至緩沖槽3 的抽吸泵2,抽吸泵2可以使用氣動泵來完成抽吸；用于暫時儲存液體添加劑1的緩沖槽3， 其通過管路與抽吸泵2出口相連；通過管路與緩沖槽3相連的計(jì)量抽吸單元，本實(shí)施例中計(jì) 量抽吸單元選用了計(jì)量泵4,該計(jì)量泵4通過管路將緩沖槽3中的液體添加劑按設(shè)定添加比 例泵入混合裝置5中；控制單元8,與計(jì)量泵4連接，計(jì)量泵4將采集的液體添加劑流量信 號反饋給控制單元8，控制單元8根據(jù)設(shè)定的液體添加劑比例來調(diào)節(jié)相應(yīng)計(jì)量泵4行程以控 制相應(yīng)液體添加劑的流量；緩沖槽3內(nèi)還設(shè)有液位傳感器7,用來檢測緩沖槽3內(nèi)的液位高 低，與控制單元8連接，并將液位信號反饋給控制單元8,控制單元8采集信號，并根據(jù)設(shè)定 液位的上下限，在液位高于上限時發(fā)出高限警報，在液位低于下限時發(fā)出下限警報，從而進(jìn) 行停止吸液或加大吸液速度。
[0017] 參加圖2,圖2是當(dāng)N=10時本實(shí)用新型實(shí)施例提供的自動添加裝置(液體添加劑 自動添加系統(tǒng)）的示意圖，該系統(tǒng)包括：1〇個分別用于將10桶液體添加劑抽送至各自緩沖 槽3的抽吸泵2,各抽吸泵2可以使用氣動泵來完成抽吸；10個分別用于暫時儲存各桶液體 添加劑的緩沖槽3,其均通過管路與各自對應(yīng)的抽吸泵2出口相連；10個通過管路與各緩沖 槽3相連的計(jì)量抽吸單元，本實(shí)施例中各計(jì)量抽吸單元均包括自吸泵9、設(shè)置于自吸泵9出 口處的流量計(jì)11和調(diào)節(jié)閥10,各流量計(jì)11將采集的液體添加劑流量信號反饋給控制單元 8,所述控制單元8根據(jù)設(shè)定添加比例調(diào)節(jié)相應(yīng)調(diào)節(jié)閥10的開度以控制相應(yīng)液體添加劑的 流量。各自吸泵9通過管路將各緩沖槽3中的液體添加劑按設(shè)定添加比例泵入混合裝置5 中；控制單元8,與各流量計(jì)11和各調(diào)節(jié)閥10連接，各流量計(jì)11將采集的液體添加劑流量 信號反饋給控制單元8,控制單元8根據(jù)設(shè)定的液體添加劑比例來調(diào)節(jié)相應(yīng)調(diào)節(jié)閥10的開 度以控制相應(yīng)液體添加劑的流量；優(yōu)選地，各緩沖槽3內(nèi)還均設(shè)有液位傳感器（圖2中未示 出），用來檢測緩沖槽3內(nèi)的液位高低，其與控制單元8連接，并將液位信號反饋給控制單元 8,控制單元8采集信號，并根據(jù)設(shè)定液位的上下限，在液位高于上限時發(fā)出高限警報，在液 位低于下限時發(fā)出下限警報，從而進(jìn)行停止吸液或加大吸液速度。本實(shí)施例提供的系統(tǒng)可 以同時進(jìn)行至多10種液體添加劑的混合。下面舉例說明采用本實(shí)施例提供的系統(tǒng)進(jìn)行5 種液體添加劑混合的方法。
[0018] 圖2所示的系統(tǒng)可以認(rèn)為是液體添加劑一備一用式（比如左側(cè)的5個抽吸泵、緩沖 槽和計(jì)量抽吸單元先使用，右側(cè)的5個抽吸泵、緩沖槽和計(jì)量抽吸單元是備用的)。以酸化 液為例，其中所含有的液體添加劑有緩蝕劑、助排劑、鐵離子穩(wěn)定劑、粘土穩(wěn)定劑、表面活性 劑等五類，在各類液添添加之前，通過控制單元8分別輸入此五類液添添加劑的添加比例， 然后開始啟動自動添加系統(tǒng)，液體添加劑桶裝物料，分別經(jīng)各自的作為抽吸泵2的氣動泵， 添加到相應(yīng)的緩沖槽3中，緩沖槽3內(nèi)設(shè)置的液位傳感器將監(jiān)測到的液位高度反饋給控制 單元8,以利于預(yù)處理緩沖槽3中液位較低時及時補(bǔ)充，液位較高時及時停止供液；然后由 各自吸泵9將各緩沖槽內(nèi)的液體泵入混合裝置中，通過各流量計(jì)11采的集液體流量信號， 并根據(jù)設(shè)置的液體添加比例，自動控制各液體添加劑的流量。由于緩蝕劑、助排劑、鐵離子 穩(wěn)定劑、粘土穩(wěn)定劑、表面活性劑五類液體密度、黏度均較低，混合裝置5可以為SV型管道 靜態(tài)混合器或帶攪拌裝置的混合罐，混合后的液體由發(fā)液泵6泵出。
[0019] 作為上述控制單元8,優(yōu)選用PLC控制單元(可編程邏輯控制器)。
[〇〇2〇] 應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例的用途僅用于說明本實(shí)用新型而非意欲限制本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍。此外，也應(yīng)理解，在閱讀了本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對 本實(shí)用新型作各種改動、修改和/或變型，所有的這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利 要求書所限定的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于油田液體添加劑的自動添加裝置，其特征在于，包括：N個抽吸泵、N個緩沖 槽、N個計(jì)量抽吸單元以及控制單元；其中： 所述N個緩沖槽，均通過管路與各自對應(yīng)的所述抽吸泵出口相連； 所述N個計(jì)量抽吸單元，與所述N個緩沖槽連接； 所述控制單元，至少與所述N個計(jì)量抽吸單元連接，各計(jì)量抽吸單元將采集的液體添 加劑流量信號反饋給控制單元，所述控制單元根據(jù)設(shè)定添加比例調(diào)節(jié)相應(yīng)計(jì)量抽吸單元以 控制相應(yīng)液體添加劑的流量； N為大于等于1的整數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動添加裝置，其特征在于，所述N個緩沖槽內(nèi)均設(shè)有檢測液 位高低的液位傳感器，所述液位傳感器與所述控制單元連接以將相應(yīng)液位信號反饋給所述 控制單元，所述控制單元根據(jù)設(shè)定的液位上下限給出高限警報或低限警報信號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動添加裝置，其特征在于，所述N個計(jì)量抽吸單元均為計(jì) 量泵，所述控制單元根據(jù)設(shè)定添加比例調(diào)節(jié)相應(yīng)計(jì)量泵的行程以控制相應(yīng)液體添加劑的流 量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動添加裝置，其特征在于，所述N個計(jì)量抽吸單元均包括自 吸泵、設(shè)置于自吸泵出口處的流量計(jì)和調(diào)節(jié)閥，各流量計(jì)將采集的液體添加劑流量信號反 饋給控制單元，所述控制單元根據(jù)設(shè)定添加比例調(diào)節(jié)相應(yīng)調(diào)節(jié)閥的開度以控制相應(yīng)液體添 加劑的流量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動添加裝置，其特征在于，所述控制單元為PLC。
【文檔編號】E21B43/26GK203842554SQ201420013712
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】魏佳, 劉挺, 馬光, 戴鳳春, 陳浩, 李磊, 馮曉寧 申請人:中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司壓裂公司