本實用新型屬于油氣開采設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠靈活輸送二氧化碳和氮氣的組合輸送設(shè)備。

背景技術(shù)：

二氧化碳無水壓裂是一種油田壓裂增產(chǎn)的一種常用方法。在二氧化碳無水壓裂中，由于液態(tài)二氧化碳攜砂能力及降濾失能力較差，不利于壓裂造縫。為了改善二氧化碳的作業(yè)性能，可利用在液態(tài)二氧化碳中伴注氮氣，形成二氧化碳泡沫的方式，提高液態(tài)二氧化碳的攜砂及降濾失能力。常規(guī)方法是使用一臺二氧化碳增壓設(shè)備和一臺氮氣增壓設(shè)備來實現(xiàn)氮氣伴注二氧化碳泡沫作業(yè)，設(shè)備采購成本及作業(yè)成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型針對目前二氧化碳無水壓裂中需要各自單獨提供設(shè)備使成本較高的技術(shù)問題，提出一種成本低且能夠?qū)崿F(xiàn)一機多用的二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備。

為了達到上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案為：

一種二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備，包括用于供應(yīng)液態(tài)二氧化碳的第一供應(yīng)源、與第一供應(yīng)源通過第一供應(yīng)管路相連的第一泵送裝置、用于供應(yīng)液態(tài)氮氣的第二供應(yīng)源、與第二供應(yīng)源通過第二供應(yīng)管路相連的第二泵送裝置。

所述第一供應(yīng)管路上安裝有能夠使輸送的液態(tài)二氧化碳攜砂的輸砂裝置。

所述第二泵送裝置通過第二輸液管路連接有加熱裝置，所述加熱裝置連接有輸出總管，所述第一泵送裝置通過第一輸出管路與輸出總管相連。

作為優(yōu)選，所述輸砂裝置并聯(lián)在第一供應(yīng)管路上，所述第一泵送裝置通過第一輸液管路與加熱裝置相連。

作為優(yōu)選，所述第一供應(yīng)管路上安裝有增壓裝置，所述增壓裝置位于第一供應(yīng)源和輸砂裝置之間，所述增壓裝置連接有第二輸出管路。

作為優(yōu)選，所述第一供應(yīng)源通過氣液分離器與第一供應(yīng)管路相連。

作為優(yōu)選，進一步包括用于驅(qū)動第一泵送裝置和第二泵送裝置的驅(qū)動裝置，所述驅(qū)動裝置通過熱回收循環(huán)管路連接有熱量回收裝置，所述熱量回收裝置通過供熱循環(huán)管路與加熱裝置相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點和積極效果在于：

1、二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備將二氧化碳和氮氣泵送設(shè)備集成在一臺設(shè)備上，能夠進行氮氣伴注二氧化碳泡沫作業(yè)，也能夠分別單獨進行液態(tài)二氧化碳和氮氣的泵送，實現(xiàn)一機三用，高度集成，降低了采購和作業(yè)的成本。

2、設(shè)備還能夠進行二氧化碳氣體的泵送，增加設(shè)備的功能性。

3、液態(tài)二氧化碳能夠通過氣液分離，降低其中氣體的含量，提高液體純度，減輕對泵送系統(tǒng)的損害。

4、加熱裝置的熱量通過熱量回收獲得，節(jié)省了設(shè)備的耗能，也降低了發(fā)熱部件的溫度，提高設(shè)備使用壽命。

附圖說明

圖1為本實用新型二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備的系統(tǒng)框圖；

圖2為本實用新型二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖3為本實用新型二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖二；

以上各圖中：1、第一供應(yīng)源；2、第一泵送裝置；3、第二供應(yīng)源；4、第二泵送裝置；5、輸砂裝置；6、加熱裝置；7、增壓裝置；8、氣液分離器；9、驅(qū)動裝置；10、熱量回收裝置；11、第一供應(yīng)管路；12、第二供應(yīng)管路；13、第二輸液管路；14、輸出總管；15、第一輸出管路；16、第一輸液管路；17、第二輸出管路；18、熱回收循環(huán)管路；19、供熱循環(huán)管路。

具體實施方式

下面，通過示例性的實施方式對本實用新型進行具體描述。然而應(yīng)當理解，在沒有進一步敘述的情況下，一個實施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實施方式中。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

如圖1至3所示，二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備，用于供應(yīng)液態(tài)二氧化碳的第一供應(yīng)源1、與第一供應(yīng)源1通過第一供應(yīng)管路11相連的第一泵送裝置2、用于供應(yīng)液態(tài)氮氣的第二供應(yīng)源3、與第二供應(yīng)源3通過第二供應(yīng)管路12相連的第二泵送裝置4。

第一供應(yīng)管路11上安裝有能夠使輸送的液態(tài)二氧化碳攜砂的輸砂裝置5。

第二泵送裝置4通過第二輸液管路13連接有能夠?qū)σ夯瘹怏w進行加熱的加熱裝置6，加熱裝置6連接有輸出總管14，第一泵送裝置2通過第一輸出管路15與輸出總管14相連。

第一泵送裝置2和第二泵送裝置4為柱塞泵等能夠大幅度提高泵送壓力的增壓泵。

通過液態(tài)二氧化碳泡沫泵送進行二氧化碳干法壓裂時，啟動第一泵送裝置2和第二泵送裝置4。

第一供應(yīng)源1輸送出的液態(tài)二氧化碳，送到輸砂裝置5進行攜砂。攜砂的液態(tài)二氧化碳再進入第一泵送裝置2，由第一泵送裝置2加壓為液態(tài)二氧化碳的高壓攜砂液，并送入到第一輸出管路15中。

同時第二供應(yīng)源3輸送出的液態(tài)氮氣到第二泵送裝置4，第二泵送裝置4將液態(tài)氮氣提高壓力，并通過第二輸液管路13送入到加熱裝置6中。在加熱裝置6中高壓的液態(tài)氮氣受熱成為高壓的氣態(tài)氮氣，并送入輸出總管14。在輸出總管14中高壓的氣態(tài)氮氣與通過第一輸出管路15進入輸出總管14的液態(tài)二氧化碳的高壓攜砂液混合，形成高壓的液氮二氧化碳泡沫攜砂液。

最終高壓的液態(tài)二氧化碳泡沫攜砂液通過與輸出總管14相連的井場管匯輸入井下，進行壓裂作業(yè)。向井下泵送高壓的液態(tài)二氧化碳泡沫攜砂液提高了液態(tài)二氧化碳的攜砂能力，增強無水壓裂的效果。

當只需要進行高壓常溫氮氣泵送時，關(guān)閉第一泵送裝置2，開啟第二泵送裝置4。第二供應(yīng)源3輸送出的液態(tài)氮氣到第二泵送裝置4，第二泵送裝置4將液態(tài)氮氣提高壓力，并通過第二輸液管路13送入到加熱裝置6中。在加熱裝置6中高壓的液態(tài)氮氣受熱成為高壓的氣態(tài)氮氣，并送入輸出總管14，實現(xiàn)高壓氮氣泵送。

泵送高壓常溫氮氣，能夠?qū)崿F(xiàn)氣舉，即用氮氣將井下的液體替換出來；還能夠?qū)崿F(xiàn)氮氣置換，在油氣運輸?shù)墓艿阑蛘吖薜氖褂们?，使用氮氣將管道或罐體內(nèi)的空氣置換出來，利用氮氣的惰性特性，起到隔離、阻燃、防爆、防腐的作用；也能夠?qū)崿F(xiàn)氮氣伴注壓裂作業(yè)，在壓裂過程中向壓裂液中注入氮氣，進行蓄能，增大壓裂液的返排量，降低壓裂液滯留底層的污染，還能夠產(chǎn)生泡沫，增強壓裂液的攜砂能力，也能夠產(chǎn)生賈敏效應(yīng)，降低壓裂液的濾失。

二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備同時能夠?qū)崿F(xiàn)泵送液態(tài)二氧化碳泡沫和泵送高壓常溫氮氣，能夠一機多用，適用性較強。

并且第一泵送裝置2、第二泵送裝置4和加熱裝置6能夠全部安裝在車體上，實現(xiàn)高度集成，并且第一供應(yīng)源1和第二供應(yīng)源3也可采用方便移動的槽車，通過車載使其便于移動。

由于第一泵送裝置2和第二泵送裝置4為柱塞泵，第一泵送裝置2和第二泵送裝置4需要具有足夠的吸入壓力。第一供應(yīng)管路11和第二供應(yīng)管路12上安裝增壓裝置7，增壓裝置7為離心泵等能夠小幅度提高泵送壓力的增壓泵。增壓裝置7對輸送的液態(tài)二氧化碳或液態(tài)氮氣進行增壓，克服第一供應(yīng)管路11或第二供應(yīng)管路12的管路阻力，使液態(tài)氣體送到第一泵送裝置2或第二泵送裝置4時，能夠為其提供足夠的吸入壓力，使液態(tài)氣體能夠流暢地被第一泵送裝置2或第二泵送裝置4吸入，并進一步增壓泵出。

為了進行高壓氣態(tài)二氧化碳泵送，輸砂裝置5并聯(lián)在第一供應(yīng)管路11上，第一泵送裝置2通過第一輸液管路16與加熱裝置6相連。

當只需要進行高壓氣態(tài)二氧化碳泵送時，開啟第一泵送裝置2，關(guān)閉第二泵送裝置4。第一供應(yīng)源1輸送出的液態(tài)二氧化碳直接送到第一泵送裝置2，第一泵送裝置2將液態(tài)二氧化碳提高壓力，并通過第一輸液管路16送入到加熱裝置6中。在加熱裝置6中高壓的液態(tài)二氧化碳受熱成為高壓的氣態(tài)二氧化碳，并送入輸出總管14。高壓的氣態(tài)二氧化碳通過與輸出總管14相連的井場管匯輸入井下。

高壓二氧化碳氣體泵送，能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳驅(qū)油，利用了二氧化碳可降低原油粘度、膨脹蓄能等特性，可起到良好的驅(qū)油效果，進一步增加了二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備的功能性。

為了低壓液態(tài)二氧化碳泵送，第一供應(yīng)管路11上的增壓裝置7位于第一供應(yīng)源1和輸砂裝置5之間，增壓裝置7連接有第二輸出管路17。

當只需要進行低壓液態(tài)二氧化碳泵送時，只開啟第一供應(yīng)管路11上的增壓裝置8，關(guān)閉第一泵送裝置1和第二泵送裝置2。第一供應(yīng)源1中的液態(tài)二氧化碳由增壓裝置7抽出，增壓后通過第二輸出管路17輸出低壓液態(tài)二氧化碳。

低壓液態(tài)二氧化碳泵送，能夠?qū)崿F(xiàn)二氧化碳前置增能，在井下作業(yè)前將液態(tài)二氧化碳注入井下，起到蓄能的作用；還可通過輸砂設(shè)備攜砂后，為壓裂泵提供液態(tài)二氧化碳攜砂液，進行二氧化碳干法壓裂，利用液態(tài)二氧化碳作為壓裂液進行攜砂，然后供給壓裂設(shè)備進行壓裂作業(yè)，節(jié)約水資源，減少環(huán)境污染，同時進一步地增加了二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備的功能性。

為了提高液態(tài)二氧化碳的純度、降低泵的損傷，第一供應(yīng)源1通過氣液分離器8與第一供應(yīng)管路11相連。

第一供應(yīng)源1輸出的液體二氧化碳，先通過氣液分離器8，將液態(tài)二氧化碳中自由氣化的氣態(tài)二氧化碳分離并排出，提高液態(tài)二氧化碳的純度，然后再進入第一供應(yīng)管路11，使液態(tài)二氧化碳具有更高的純度，減小進入增壓裝置7和第一泵送裝置2中氣態(tài)物質(zhì)的比例，減少對泵送部件的損壞，提高設(shè)備的安全性和使用壽命。

由于第一泵送裝置2、第二泵送裝置4以及增壓裝置7由驅(qū)動裝置9進行驅(qū)動，為了節(jié)省能源消耗，驅(qū)動裝置9通過熱回收循環(huán)管路18連接有熱量回收裝置10，熱量回收裝置10通過供熱循環(huán)管路19與加熱裝置6相連。

通過熱回收循環(huán)管路18中循環(huán)的導(dǎo)熱液，驅(qū)動裝置9工作時產(chǎn)生的熱量，被輸送到熱量回收裝置10并收集。熱量回收裝置10收集的熱量再通過供熱循環(huán)管路19中循環(huán)的導(dǎo)熱液，送到加熱裝置6，對進入加熱裝置6的液態(tài)二氧化碳或液態(tài)氮氣進行加熱，使液態(tài)氣體氣化，實現(xiàn)熱量的回收利用。

并且驅(qū)動裝置9工作時產(chǎn)生的熱量被熱回收循環(huán)管路18帶走，對驅(qū)動于第一泵送裝置2、第二泵送裝置4以及增壓裝置7的驅(qū)動裝置9進行降溫，使驅(qū)動裝置9無需單獨配備散熱器，能夠長時間的穩(wěn)定工作，提高使用壽命。

當二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備中各個部件安裝在車體上進行車載時，可由車體上車輛的發(fā)動機作為驅(qū)動裝置9，為二氧化碳、氮氣組合輸送設(shè)備中第一泵送裝置2、第二泵送裝置4以及增壓裝置7提供驅(qū)動力，節(jié)省設(shè)備成本。同時車輛的發(fā)動機、排氣管等發(fā)熱部位通過熱回收循環(huán)管路18連接熱量回收裝置10，充分利用設(shè)備工作產(chǎn)生的熱能，并帶走熱量進行降溫，減少能源消耗，提高設(shè)備壽命。