W złożonym procesie szczelinowania hydraulicznego projektowanie Frac Head Odgrywa kluczową rolę w określaniu wydajności płynów szczelinowania.
Struktura głowy FRAC wpływa bezpośrednio na ścieżkę przepływu płynów szczelinujących. Dobrze zaprojektowana głowica FRAC zapewnia gładki i równomierny przepływ płynów do odwiertu. Na przykład może mieć zoptymalizowane kanały i porty, które minimalizują turbulencje. Gdy płyny pęknięcia płyną bez nadmiernych turbulencji, mogą zachować bardziej spójne ciśnienie, co jest niezbędne do skutecznego tworzenia i rozszerzania pęknięć w tworzeniu skał. Ten gładki przepływ zmniejsza również ryzyko przedwczesnej degradacji płynów szczelinowania, ponieważ gwałtowne turbulencje mogą powodować ścinanie i rozkład składników płynów.
Punkty połączenia w głowicy FRAC są również niezbędne. Połączenia wysokiej jakości zapewniają, że nie ma wycieków ani strat ciśnienia. W operacji szczelinowania hydraulicznego wszelkie wycieki płynów szczelinowania może prowadzić do nieefektywności, ponieważ zmniejsza ilość płynu osiągającego tworzenie docelowe. Projektowanie interfejsów połączeń, niezależnie od tego, czy są to połączenia gwintowane, czy specjalistyczne mechanizmy sprzęgania, powinny zapewnić szczelne uszczelnienie nawet w warunkach wysokiego ciśnienia. Pozwala to na kierowanie płynami szczelinowania dokładnie tam, gdzie są one potrzebne bez żadnego marnotrawstwa.
Liczba i konfiguracja punktów wtrysku na głowicy FRAC może znacząco wpłynąć na wydajność płynu. Wiele punktów wtrysku może bardziej równomiernie rozpowszechniać płyny szczelinowania w odwiercie, zapewniając, że różne obszary formacji otrzymają odpowiednią ilość płynu. Może to prowadzić do bardziej jednolitych złamań, co jest korzystne dla maksymalizacji wydajności studni. Projekt może również zawierać regulowane punkty wtrysku, aby umożliwić dostosowanie w oparciu o określone cechy pęknięcia formacji. Na przykład w heterogenicznym tworzeniu zdolność do kontrolowania szybkości przepływu i kierunku płynów szczelinowania w różnych punktach wtrysku może skuteczniej pomóc w obszarach o różnych właściwościach skały.
Wybór materiału dla głowy FRAC to kolejny kluczowy czynnik. Materiały powinny być w stanie wytrzymać surowe warunki wysokiego ciśnienia, żrące płynów szczelinowania. Materiały odporne na korozję zapobiegają degradacji samej głowy FRAC, która w przeciwnym razie mogłaby wprowadzić zanieczyszczenia do płynów szczelinowania lub zakłócić przepływ. Ponadto materiały o wysokiej wytrzymałości i trwałości zapewniają, że głowica FRAC może utrzymać integralność strukturalną w całym procesie szczelinowania, co jest niezbędne do spójnej wydajności. 3