[发明专利]油田固井液态添加剂自动分配系统LADS设备机电配置设计

说明书

技术领域

本发明属油气田工程机械领域，提供一种油田固井液态添加剂自动化分配系统LADS设备机电配置设计。

背景技术

海洋石油钻探与开发对钻井的固井质量要求很高，如果固井作业在规定的时间内设备不能有效地供给固井添加剂，将导致类似“灌肠”的完井事故，造成人、财、物的巨大损失，并且污染海洋环境。为了控制水泥的固化速率、失水速率、稠化时间，要求固井设备的添加剂机电一体化成套装置具有很高的自动化程度。因此，可以说液态固井添加剂的自动配料系统LADS设备是决定固井作业质量至关重要的设备之一。

我国石油工业固井作业长期处于粗放状态，对添加剂配料的精度要求不高，使LADS设备的研制没有市场。但是随着石油工业的钻探与开采的深入发展，陆上油田向低渗透、挥发性油藏进军，海洋石油向深水发展，对环境保护的要求会越来越高。我国油田钻井业务在向国际市场的挺进的同时，钻井工程对固井作业的质量也要求越来越高。在有些国际钻井招投标工程中，钻井队是否拥有LADS设备已经成为夺标制胜的关键。因此，研制具有自主知识产权的固井添加剂自动配料系统(简称LADS)，能够提升我国传统钻井工程设备的施工质量。

发明内容

本发明提供一种油田固井液态添加剂自动化分配系统LADS设备机电配置设计。其安装使用条件如下：

(1)主电源：460AVC，三相五线制供电。

(2)压缩空气：压力0.8Mpa；流量0.5M3/min。

(3)蒸汽：压力0.2Mpa；流量60kg/h。

(4)液体填加剂：种类4种。

(5)计量泵：精度：±0.3％～0.5％(由选用泵型号定)。

本发明提供一种油田固井液态添加剂自动化分配系统LADS设备，其设备机电配置和技术说明如下：

供料系统(搅拌罐4台):不锈钢罐体，焊接结构。活动式盖板上安装有液压马达驱动的搅拌装置，用于物料的搅拌、均化。为了满足用户在寒冷地区使用，罐内安装有蒸汽加热不锈钢盘管，由罐内安装的热电阻实时检测液体温度，根据设定温度自动并控制蒸汽管上的气动截止阀的开、关进行加热和保温。温度误差可保证在±5℃之内。对搅拌罐的加热一方面可以降低填加剂粘度，防止引起计量泵或输送管路的堵塞，降低搅拌功率和搅拌的均匀性；另一方面由于能控制填加剂的粘度，从而提高计量精度。当用户不需要对填加剂进行加热时，只需将蒸汽管上的手动闸阀关闭或关闭气动截止阀，或将设定加热温度定为低值，停止加热即可。搅拌罐上还安装有清洗水管，由手动闸阀控制。当需要清洗搅拌罐、计量泵和管路时，可以人工打开手阀清洗。搅拌罐容积和搅拌器长度见下表1：

表1供料系统配置和技术指标

*注：如用户需要，搅拌器容积可以按用户要求设计为375gal(1419.4L),对应搅拌器长度62.54in (1.588m)

计量泵系统4台:在每台搅拌罐下方，安装有计量泵。计量泵由油马达驱动，通过电液伺服阀控制油马达转速，控制器通过电压信号改变阀门开度进而控制计量精度。同时计量泵转轴上安装有编码器，检测计量泵的实际转速,与计算所需转速进行比较。计量泵出口通过带快速接头的高压橡胶管和手动闸阀进入混合罐中备用。为了减少计量泵出口管路中残余料对计量精度的影响，在计量泵出口安装有气动截止阀，靠近该阀安装有压缩空气或高压水清扫管，在清扫管上同样安装有气动截止阀，控制清扫动作。当每种填加剂计量完成后，通过压缩空气或高压水将管中残余料清扫干净。由于不同的填加剂及操作温度，填加剂粘度、比重不同，计量泵排量要发生变化(粘度增大，泵的容积效率下降；操作温度升高，填加剂粘度下降)；计量泵出口压力也对计量精度产生影响。为了保证计量精度，在系统调试时根据不同的填加剂、不同温度进行粘度和压力校正，供用户校正系数或曲线，或由计算机存储自动进行校正(由用户确定方式)。