一种压裂液罐及压裂液循环加热系统的制作方法

1.本实用新型涉及油气田压裂技术领域，尤其涉及一种压裂液罐及压裂液循环加热系统。


背景技术：

2.压裂液是油气藏储层改造过程中必不可少的工作液，油田场地内往往放置有压裂液罐用于储存压裂液。但是现有的压裂液罐往往不具备加热功能，在冬季极寒条件下（＜
‑
25℃），压裂液变稠，流变性变差，极易造成压裂液罐内结冰、地面管线及设备冻堵等问题，引发严重事故。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种压裂液罐，用以解决现有的压裂液罐不能对压裂液进行加热而导致在环境温度过低时，压裂液黏度、流变等特性发生变化，严重影响压裂施工的问题。本实用新型的目的还在于提供一种压裂液循环加热系统，用以方便的对压裂液进行加热。
4.为实现上述目的，本实用新型中的压裂液罐采用如下技术方案：
5.压裂液罐，包括：
6.罐体，为长方体形，具有四周侧板、外底板以及顶板；
7.罐体内具有储液腔，罐体上设有与储液腔相通的进液口和出液口；
8.出液口处于罐体一端的靠近底部位置，进液口处于罐体的顶部；
9.压裂液罐还包括换热盘管，换热盘管固定在储液腔内，换热盘管的一端口为介质进口，另一端口为介质出口，介质进口和介质出口均从罐体的同一端伸出；
10.介质进口、介质出口以及出液口处于罐体的同一端。
11.其有益效果在于：压裂液罐设计为长方体形便于压裂液罐的安装放置以及加工制造，在压裂液罐储液腔内设置换热盘管，对储液腔内的压裂液进行加热，防止因环境温度过低造成的压裂液结冰、地面管线及设备冻堵等问题，确保低温条件下压裂施工的正常进行，介质进口、介质出口以及出液口设置在罐体的同一端便于压裂液循环加热管路的连接与管理。
12.进一步的，储液腔的腔底具有坡度，且在长度方向的两端形成高低落差，出液口处于储液腔的腔底较低的一端。
13.其有益效果在于：储液腔的腔底所设计的坡度便于储液腔内的压裂液从腔底较低一端的出液口排出，减少储液腔内压裂液的余留。
14.进一步的，罐体内腔的底部固定连接有坡底板，坡底板与罐体的四周侧板及顶板围成所述储液腔。
15.其有益效果在于：以坡底板作为储液腔的腔底，不需要在罐体的外底板上设置坡度，减小了罐体外底板的厚度，降低了加工难度。
16.进一步的，罐体的一端底部固定连接有水平延伸的管接头，管接头的出口构成出液口，坡底板的较低的一端的上表面与管接头的底壁平齐。
17.其有益效果在于：坡底板的较低一端的上表面与管接头的底壁平齐，与坡底板坡度配合，便于将储液腔内的压裂液完全排出，减少压裂液残留，避免浪费。
18.进一步的，所述坡底板为平板结构，且从罐体长度方向的一端向另一端倾斜。
19.其有益效果在于：坡底板为平板结构，制造较为简单，成本较低，便于加工和安装。
20.进一步的，坡底板和外底板之间布置有用于支撑坡底板的支撑结构。
21.其有益效果在于：支撑结构对坡底板起到支撑加强的作用，增加坡底板的承压能力，避免坡底板因过载发生形变甚至破坏。
22.进一步的，所述换热盘管为螺旋形盘管，对应于长方形罐体的长度方向的一端面的中部设置，且在罐体的长度方向上延伸。
23.其有益效果在于：换热盘管设计为螺旋形，增加了换热盘管与压裂液的接触面积，便于对压裂液快速加热，同时将换热盘管设置在罐体的中部且沿罐体长度方向延伸，有利于对压裂液进行均匀加热，提高了加热的均匀性与加热效率。
24.进一步的，所述罐体的背向出液口的一端设有人孔和爬梯，人孔上可拆连接有密封门。
25.其有益效果在于：在罐体一面设置人孔便于人员进出压裂液罐进行清理、检查和维修，爬梯便于人员上下罐体顶部和人孔，进行一些必要的工作。
26.进一步的，所述罐体的顶板上设有观察孔，观察孔构成所述进液口。
27.其有益效果在于：罐体顶板上设置观察孔便于在压裂施工时观测罐体内压裂液面情况，同时可以作为压裂液的进液口，不需要在罐体顶部额外开设进液口，简化了罐体结构，降低了罐体的加工难度。
28.为实现上述目的，本实用新型中的压裂液循环加热系统采用如下技术方案：
29.压裂液循环加热系统，包括多个压裂液罐以及热源；
30.压裂液罐，包括：
31.罐体，为长方体形，具有四周侧板、外底板以及顶板；
32.罐体内具有储液腔，罐体上设有与储液腔相通的进液口和出液口；
33.出液口处于罐体一端的靠近底部位置，进液口处于罐体的顶部；
34.压裂液罐还包括换热盘管，换热盘管固定在储液腔内，换热盘管的一端口为介质进口，另一端口为介质出口，介质进口和介质出口均从罐体的同一端伸出；
35.介质进口、介质出口以及出液口处于罐体的同一端。
36.热源分别连接有出水管路和回水管路，各压裂液罐的换热盘管的介质进口均与出水管路连接，各压裂液罐的换热盘管的介质出口均与回水管路连接，各介质进口和出水管路之间串接有阀门，各介质出口和回水管路之间串接有阀门。
37.其有益效果在于：压裂液罐设计为长方体形便于压裂液罐的安装放置以及加工制造，在压裂液罐储液腔内设置换热盘管，用于对储液腔内的压裂液进行加热，同时设置多个压裂液罐保证了加热压裂液能够满足压裂施工的需求，防止因环境温度过低造成的压裂液结冰、地面管线及设备冻堵等问题，确保了低温环境下压裂施工的正常进行；将介质进口、介质出口以及出液口设置在罐体的同一端便于压裂液循环加热管路的连接与管理，同时在
各个压裂液罐的介质进出口均设置阀门，便于控制各个压裂液罐的加热过程。
38.本实用新型的压裂液循环加热系统能够有效均匀高效地对压裂液进行加热，保证其在低温环境下的流变性，而且能够根据实际施工需要对不同压裂液罐内的压裂液进行加热，使用方便灵活。
39.进一步的，压裂液罐储液腔的腔底具有坡度，且在长度方向的两端形成高低落差，出液口处于储液腔的腔底较低的一端。
40.其有益效果在于：储液腔的腔底所设计的坡度便于储液腔内的压裂液从腔底较低一端的出液口排出，减少储液腔内压裂液的余留。
41.进一步的，压裂液罐罐体内腔的底部固定连接有坡底板，坡底板与罐体的四周侧板及顶板围成所述储液腔。
42.其有益效果在于：以坡底板作为储液腔的腔底，不需要在罐体的外底板上设置坡度，减小了罐体外底板的厚度，降低了加工难度。
43.进一步的，罐体的一端底部固定连接有水平延伸的管接头，管接头的出口构成出液口，坡底板的较低的一端的上表面与管接头的底壁平齐。
44.其有益效果在于：坡底板的较低一端的上表面与管接头的底壁平齐，与坡底板坡度配合，便于将储液腔内的压裂液完全排出，减少压裂液残留，避免浪费。
45.进一步的，所述坡底板为平板结构，且从罐体长度方向的一端向另一端倾斜。
46.其有益效果在于：坡底板为平板结构，制造较为简单，成本较低，便于加工和安装。
47.进一步的，坡底板和外底板之间布置有用于支撑坡底板的支撑结构。
48.其有益效果在于：支撑结构对坡底板起到支撑加强的作用，增加坡底板的承压能力，避免坡底板因过载发生形变甚至破坏。
49.进一步的，所述换热盘管为螺旋形盘管，对应于长方形罐体的长度方向的一端面的中部设置，且在罐体的长度方向上延伸。
50.其有益效果在于：换热盘管设计为螺旋形，增加了换热盘管与压裂液的接触面积，便于对压裂液快速加热，同时将换热盘管设置在罐体的中部且沿罐体长度方向延伸，有利于对压裂液进行均匀加热，提高了加热的均匀性与加热效率。
51.进一步的，所述罐体的背向出液口的一端设有人孔和爬梯，人孔上可拆连接有密封门。
52.其有益效果在于：在罐体一面设置人孔便于人员进出压裂液罐进行清理、检查和维修，爬梯便于人员上下罐体顶部和人孔，进行一些必要的工作。
53.进一步的，所述罐体的顶板上设有观察孔，观察孔构成所述进液口。
54.其有益效果在于：罐体顶板上设置观察孔便于在压裂施工时观测罐体内压裂液面情况，同时可以作为压裂液的进液口，不需要在罐体顶部额外开设进液口，简化了罐体结构，降低了罐体的加工难度。
附图说明
55.图1为本实用新型中压裂液罐实施例一的立体结构图；
56.图2为本实用新型中压裂液循环加热系统的实施例一的示意图。
57.图中标记：1
‑
罐体；2
‑
出液口；3
‑
换热盘管；31
‑
介质进口；32
‑
介质出口；4
‑
观察孔；
5
‑
吊装轴；6
‑
人孔；7
‑
爬梯；8
‑
坡底板；9
‑
储液腔；10
‑
外底板；11
‑
密封门；12
‑
压裂液罐；13
‑
出水管路；14
‑
回水管路；15
‑
锅炉车；16
‑
混砂车；17
‑
吸入管线；18
‑
排出管线。
具体实施方式
58.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
59.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
60.需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
61.以下结合实施例对本实用新型的特征和性能作进一步的详细描述。
62.本实用新型的压裂液循环加热系统的具体实施例一：如图2所示，压裂液循环加热系统主要包括锅炉车15、混砂车16、以及多个压裂液罐12。
63.为了更清楚明了地描述和说明本实施例的压裂液循环加热系统，结合图1和图2进行说明。
64.本实施例的压裂液循环加热系统的压裂液罐12的结构如图1所示，其主要包括罐体1和换热盘管3，罐体1为长方体形，包括四个侧板、外底板10以及顶板，罐体1内的外底板10上方设有坡底板8，坡底板8与罐体1的四周侧板密封焊接，坡底板8与罐体1的四周侧板和顶板围成储液腔9。
65.在储液腔9的外底板10和坡底板8之间设置有支撑结构11，用于支撑坡底板8，同时可以在坡底板安装焊接时对坡底板起到支撑定位的作用，方便焊接；坡底板8沿罐体1长度方向的一端向另一端倾斜，在储液腔9底部形成坡度；在罐体1内坡底板8较低的一端的底部固定连接有水平延伸的出液口2，坡底板8的较低的一端的上表面与出液口2的底壁平齐。
66.罐体1内设置的换热盘管3为螺旋形盘管，其位于罐体1中央且沿罐体1的长度方向延伸，这种设计大大增加了换热盘管3与压裂液接触面积，便于对储液腔9内压裂液进行均匀、高效的加热。
67.换热盘管3的一端口为介质进口31，另一端口为介质出口32，换热盘管3的介质进口31、介质出口32和出液口2设置在罐体1的同一端面上，介质进口31位于介质出口32的下方。
68.在罐体1顶部设有观察孔4，便于在压裂施工时观测罐体1内压裂液面情况，同时还可以作为进液口用于向储液腔9内注入需要加热的压裂液。
69.在罐体1背向的出液口2的一端设有人孔6，便于人员进出压裂液罐进行清理、检查和维修；人孔6上可拆连接有密封门11，用于密封人孔6，防止储液腔9内压裂液从人孔6泄漏；在人孔6所在罐体1的同一侧面上设有爬梯7，便于人员上下罐体1顶部和人孔6。
70.在罐体1的侧面设有吊装轴5，用于吊装压裂液罐，便于压裂液罐的移动、固定和安装。
71.整个压裂液循环加热系统的工作过程如下：实际施工时，锅炉车15与压裂液罐12的数量根据施工需要进行设置，多个压裂液罐12排列放置，各压裂液罐12的换热盘管3的介质进口31与介质出口32分别与锅炉车15的出水管路13和回水管路14连接，各个压裂液罐12之间为并联连接，且每个压裂液罐12的介质进口31与介质出口32都设置有阀门，使各个压裂液罐12的工作状态不会互相影响；
72.工作时，首先将压裂液通过设置在压裂液罐12顶部的进液口注入各个压裂液罐12的储液腔9内，然后锅炉车15将加热好的水通过出水管路13和压裂液罐12的介质进口31流入各个压裂液罐12的换热盘管3内对储液腔9内的压裂液进行加热，加热的水流过换热盘管3完成加热过程并从换热盘管3的介质出口32流出到锅炉车15的回水管路14，最终回到锅炉车15内再次加热并从出水管路13流出以实现循环利用；
73.每个压裂液罐12的出液口2均与混砂车16的吸入管线17相连，加热后的压裂液从压裂液罐12的出液口2流出，通过混砂车16的吸入管线17进入到混砂车16，混砂车16通过排出管线18将混合有支撑剂的加热压裂液排出到压裂装置进行压裂施工，经加热后的压裂液流变性能更好，便于在各个管路间流通。
74.本实用新型的压裂液循环加热系统，对压裂液罐内的压裂液进行循环加热且加热均匀、加热效率高，可以有效防止因环境温度过低造成的压裂液流变性降低甚至结冰、地面管线及设备冻堵等问题，确保了在低温环境下压裂施工的正常进行。
75.当然，本实用新型的压裂液循环加热系统并不仅限于上述介绍的实施方式，本文还提供了其他几种基于本实用新型设计构思的压裂液循环加热系统的实施例，具体如下：
76.在其它压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：人孔和爬梯也可以设置在压裂液罐体的其他侧面，例如将人孔和爬梯设置在罐体长度对应的侧面上。
77.在其它压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：换热盘管可以采用其他结构，比如类似于暖气片的片式排状结构，换热盘管设为片式且排状分布的结构；换热盘管的介质进口和介质出口的布置也可以采用其他设置，比如将介质进口设置在介质出口的上方或者二者设置在同一高度。
78.在其它压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：同一个压裂液罐内设置的换热盘管也可以是两个以上，均匀分布在压裂液罐罐体内。
79.在其它压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：压裂液循环加热系统的热源可以是锅炉车以外的其他装置，比如地热水井，根据压裂施工处的地理环境就地开凿地热水井，使用地热能为压裂液循环加热系统提供加热介质，也可以使用太阳能加热装置作为提供加热介质的热源。
80.在其它压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：压裂液罐的罐体外底板与储液腔的坡底板为一体化设计，即罐体的外底板设置相应坡度直接作为坡底板，中间不需要支撑结构进行固定连接；在不影响坡底板液体流向的前提下，储液腔的坡底板也可以是其他结构，比如将坡底板设计为曲面，或者在坡底板为平板结构的基础上开设沿罐体长度方向延伸的导流槽，或将坡底板设计为波浪板结构，波峰线与罐体长度方向平行。
81.在其它压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：在压裂液罐罐体顶部另外设有用于向储液腔内注入压裂液的进液口，而不是将观察孔作为进液口注入压裂液。
82.在其他压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：压裂液罐的吊装轴可以设计为其他形式，比如吊装耳，吊装槽、吊装架等，设计数量也可根据实际需要决定。
83.在其他压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：压裂液罐的储液腔的底部也可以不设置坡度，将腔底设为水平结构面。
84.在其他压裂液循环加热系统的实施例中，与上述介绍的实施例不同的是：压裂液罐的坡底板较低一端的上表面可以高于出液口的管接头的底壁面，通过设置导流槽引流压裂液从出液口排出。
85.本实用新型的压裂液罐的具体实施例：其具体结构与上述压裂液循环加热系统的各实施例中的压裂液罐的结构相同，不再赘述。
86.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。