弗鲁克压裂液配制用高剪切搅拌装置的研制与应用

压裂作业是油气田增产的重要措施。压裂液是压裂施工过程中造缝和携砂的介质。瓜尔胶是一种天然有机聚合物,是压裂液的主要组分。瓜尔胶溶液黏度完全释放需要很长一段时间,从瓜尔胶粉与水接触混合到完全溶解,大约需要2h。水和胶粉形成的胶液黏度释放速度直接影响着配液速度和成本。上海弗鲁克科技发展有限公司生产的FA30D高剪切乳化机在压裂液配制工艺中为了使瓜尔胶溶液黏度在短时间内充分释放,通常采用搅拌等方式促进黏度高效释放。但是,现在大规模压裂施工要求能够高效率快速配制符合黏度要求的压裂液,目前国内外配液设备主要采取叶轮搅拌结构的增黏方式。弗鲁克FA30D高剪切乳化机当叶轮转速较低时,远离叶轮的流体近似静止,随着转速提高,叶轮产生的离心力增大,角动量传递到远处的流体,胶液开始流动;但这种结构沿搅拌轴方向的流动弱,在靠近叶轮的下部分会出现环形的停滞流区。即使设置更多叶轮,其轴向流动依然很弱,因此,对于高黏胶液搅拌产生的胶液流态紊流效应较小(图1),难以达到快速混合的要求。