Echipamentele pentru fracturarea hidraulică a formațiunii, fiind un element cheie al echipamentelor în dezvoltarea câmpurilor de petrol și gaze, joacă un rol indispensabil în extragerea eficientă a resurselor non -tradiționale de petrol și gaze.
În condițiile creșterii constante a cererii mondiale de energie și dezvoltare intensivă a straturilor ne -tradiționale, cum ar fi gazul de șist și petrolul dens, nivelul tehnic și eficiența operațională a echipamentelor pentru fracția hidraulică a formării afectează în mod direct eficiența economică și cursul dezvoltării petrolului și a gazelor. Acest articol discută în mod sistematic principalele avantaje și dezvoltarea avansată a echipamentelor pentru fracturarea hidraulică a formării în ceea ce privește principii tehnice, componente cheie ale echipamentelor, tendințe de dezvoltare tehnologică și aplicații din industrie.
Principiile tehnice și funcțiile de bază
Tehnologia fracției hidraulice a formării include pomparea fluidului sub presiune ridicată în strat, crearea și extinderea fisurilor în galeria rocii -, crescând astfel permeabilitatea pentru petrol și gaz. Funcția principală a echipamentului pentru fracția hidraulică a formării - generarea de lichid sub presiune ridicată și control precis al consumului și presiunii sale. Cu o extensie hidraulică tradițională a stratului, echipamentul pompează un lichid de hidraficare în puț (de obicei un amestec bazat pe apă, cu un proppante, de exemplu, nisip de cuarț) sub presiune care depășește presiunea pierderii hidraulice a formării, creând o rețea de fisură. Acest proces necesită echipamentului să asigure o presiune ridicată stabilă asupra producției, ajustarea cu exactitate a debitului și a funcționării fiabile, lungi și continue.
Principalele componente ale echipamentelor și specificațiilor tehnice
Sistemele moderne pentru alimentarea cu apă a stratului constau de obicei dintr -o unitate de pompare cu presiune ridicată, un membru de nisip, un rezervor pentru stocarea lichidului, un sistem de colectare și o unitate de control inteligentă. Unitatea de pompă a exploziei hidraulice este o sursă de energie a sistemului. Practic, echipamentul folosește trei - sau o pompă de piston cu cinci cilindri, cu o capacitate de 1-3 m³/min și o presiune maximă de lucru de peste 140 MPa. Unitățile de pompare ale noii generații cresc semnificativ rezistența la uzură și durata de viață a serviciului datorită materialelor arborelui cotit optimizat (de exemplu, oțelului din aliaj cu mare lungime) și tehnologiilor de etanșare (de exemplu, inele de carbură de tungsten cu piston).
Mixerul de nisip asigură o amestecare uniformă a hidrapiei și a lichidului de propagare. Proiectarea sa ar trebui să ofere un echilibru între posibilitatea de a lucra cu lichid cu viteză mare și controlul exact al raportului de componente. Sistemul automat de amestecare a nisipului controlează raportul componentelor de nisip (concentrația volumetrică a proppantului) în timp real și reglementează dinamic viteza alimentării cu nisip, asigurând uniformitatea amestecării în termen de ± 2%.
Sistemul de colectoare, care asigură transportul lichidelor cu presiune ridicată, ar trebui să fie confecționat din materiale rezistente la presiune, cum ar fi oțelul din aliaj cromomolibdenic. Conexiunile cheie sunt echipate cu compuși hidraulici rapid detașabili și senzori de presiune pentru a asigura funcționarea în siguranță. Unele modele de echipamente cu clasa ridicată sunt echipate cu sisteme de gestionare a colecționarilor intelectuali care pot urmări fluctuațiile de presiune în fiecare sucursală în timp real și pot oferi un avertisment timpuriu despre scurgeri.
Tendințe de dezvoltare tehnologică
În prezent, echipamentele pentru fracția hidraulică a stratului se dezvoltă pentru a crește presiunea, intelectualizarea și dezvoltarea mai ecologică. În domeniul echipamentelor cu presiune ridicată, pentru a răspunde nevoilor dezvoltării depozitelor de gaze de șist peste peste (mai mult de 4.500 de metri), companiile internaționale de frunte au produs unități de pompare cu o presiune de lucru de până la 150 MPA și, de asemenea, dezvoltă materialele de etanșare și tehnologiile corespunzătoare de greutate ridicată pentru consolidarea structurilor.
Utilizarea tehnologiilor intelectuale a crescut semnificativ eficiența echipamentelor. Sistemele de monitorizare la distanță bazate pe Internet of Things (IoT) pot colecta mai mult de 200 de parametri în timp real, inclusiv presiunea pompei, productivitatea și coeficientul de sandstonie. Folosind algoritmi de învățare automată, aceștia prezic defecțiunile echipamentelor și optimizează parametrii de lucru. De exemplu, utilizarea algoritmilor de inteligență artificială la un depozit de petrol în Statele Unite a crescut eficiența formării unui strat cu 18% și a redus adâncimea proppantului cu 12%.
Proiectarea mediului are ca scop reducerea consumului de apă și a poluării mediului. Liniile hidraulice ale ciclului închis sunt reduse pentru a reduce fluxul de apă în puț cu mai mult de 40% din cauza procesării fluxului de lichid invers și a procesării sale pentru re -utilizarea. Echipamentele electrice pentru fracția hidraulică a stratului folosește baterii de litiu sau energie de rețea în loc de motoare diesel, ceea ce reduce nivelul de zgomot cu 20 dB și emisiile de oxizi de azot cu 90%, ceea ce îl face mai potrivit pentru dezvoltarea depozitelor de petrol și gaze în zonele vulnerabile pentru mediu din apropierea orașelor.
Aplicare în industrie și probleme
Echipamentele pentru fracția hidraulică a stratului este utilizată pe scară largă în dezvoltarea câmpurilor de petrol și gaze non -tradiționale, cum ar fi gaz de șist, petrol de roci dense și metan de straturi de cărbune. De exemplu, la depozitele de gaze de șist din bazinul Sichuan din China, implementarea clusterelor de centrale hidraulice de alimentare cu producție internă (fiecare sistem include 12 - 16 pompe pentru explozie hidraulică) a făcut posibilă atingerea obiectivelor de dezvoltare comercială care depășesc 200 000 metrele cubi în fântână pe zi. Cu toate acestea, industria de pe - se confruntă anterior cu probleme tehnice: în - Primul, echipamentul și materialele nu au o rezistență suficientă la temperaturi ultra -înalte (mai mult de 150 de grade) și presiune ridicată; În - a doua, tehnologii precise pentru monitorizarea fracției hidraulice a stratului în straturi complexe (de exemplu, în colectorii cu gradienți de înaltă tensiune) necesită dezvoltări avansate; Și în al treilea rând, lipsa de modularitate a echipamentului o face mai puțin adaptată condițiilor speciale de operare, cum ar fi platoul și deșertul.
În viitor, datorită integrării și inovației în domeniul științei materialelor (de exemplu, utilizarea compozitelor bazate pe ceramică), tehnologii duble digitale (modelare virtuală pentru a optimiza planurile de producție) și noile surse de energie (sursa de energie electrică la elementele de combustibil cu hidrogen), echipamentele pentru fracturarea hidraulică (fracturarea hidraulică) vor crește precizia și economia de muncă, ceea ce asigură suport tehnic tehnic de securitate globală.
