[發(fā)明專(zhuān)利]壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510215615.0
• 申請(qǐng)日: 2015-04-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104929606B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王旱祥;車(chē)家琪;苑得鑫;張立軍;陳升山;劉延鑫
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)（華東）
• 主分類(lèi)號(hào): E21B43/267
• 分類(lèi)號(hào): E21B43/267;B01F7/16
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11228
• 代理人: 張瑾

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于石油機(jī)械領(lǐng)域，具體地，涉及一種壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置，該裝置可應(yīng)用于非常規(guī)油氣(如頁(yè)巖氣等)的開(kāi)發(fā)。

背景技術(shù)

頁(yè)巖氣開(kāi)發(fā)對(duì)壓裂設(shè)備的壓力和排量提出了更高的要求。若想提高混砂排量，傳統(tǒng)的開(kāi)式混配裝置只能增加混砂罐的容積，但受到底盤(pán)車(chē)的限制，依靠增大混砂罐容積來(lái)提升排量的做法在車(chē)載設(shè)備上已經(jīng)很難做到較大提升。杰瑞公司提出了連續(xù)式混砂的理念，采用“即混即排”的方式，避免了傳統(tǒng)混砂裝置需一定攪拌時(shí)間，排液不連續(xù)的缺點(diǎn)，其研制的基于紊流作用的閉式混配裝置已經(jīng)用于杰瑞3000型頁(yè)巖氣壓裂成套裝備中。但是現(xiàn)場(chǎng)使用發(fā)現(xiàn)，這種連續(xù)式混砂裝置的混砂均勻程度仍有待提高，由于其基于液體紊流作用原理，要求葉輪的旋轉(zhuǎn)速度非常高，又因葉輪與砂子直接接觸，造成葉輪磨損十分嚴(yán)重，影響了混配裝置的整體使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

為解決克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置，以大幅度提高混砂排量，并能實(shí)現(xiàn)連續(xù)混配。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置，包括：底座、混砂室、傳動(dòng)箱體、上端蓋、主軸、內(nèi)齒輪、懸臂軸、傳動(dòng)齒輪，底座、混砂室、傳動(dòng)箱體、上端蓋依次固定連接。

所述底座，下部為封閉的圓形底盤(pán)、中間為T(mén)型進(jìn)液管、上部為法蘭盤(pán)，T型進(jìn)液管下部設(shè)置支撐板，以支撐T型進(jìn)液管；壓裂液由所述底座的T型進(jìn)液管進(jìn)入混砂裝置，通過(guò)上部法蘭盤(pán)進(jìn)入所述混砂室內(nèi)。

所述混砂室，下部為下法蘭盤(pán)、中部為半球型殼體、上部為上法蘭盤(pán)，半球形殼體的中部設(shè)有出液管；下法蘭盤(pán)、半球型殼體、出液管和上法蘭盤(pán)為整體結(jié)構(gòu)，為壓裂液與砂子的混合攪拌提供空間，混合均勻的壓裂液通過(guò)出液管排出；所述混砂室的下法蘭盤(pán)與所述底座的法蘭盤(pán)通過(guò)螺栓連結(jié)，在所述混砂室的下法蘭盤(pán)與所述底座的法蘭盤(pán)之間設(shè)有密封墊片，確保密封。

所述傳動(dòng)箱體，為帶有上法蘭盤(pán)、下法蘭盤(pán)的圓柱殼體，所述傳動(dòng)箱通過(guò)下法蘭盤(pán)與所述混砂室的上法蘭盤(pán)通過(guò)螺栓連結(jié)，所述傳動(dòng)箱體為傳動(dòng)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)提供空間。

所述上端蓋，包括上蓋板，上蓋板與所述傳動(dòng)箱體的上法蘭盤(pán)通過(guò)螺栓連接；上蓋板的中心設(shè)有主軸支座，主軸支座用于放置帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的馬達(dá)，在主軸支座的兩側(cè)分別設(shè)有懸臂軸支座、落砂管，在落砂管下部設(shè)有防砂擋板，在防砂擋板的中心設(shè)有圓孔，圓孔與主軸支座上的圓孔同軸，防砂擋板位于所述傳動(dòng)箱體的下法蘭盤(pán)以上，砂子由落砂管進(jìn)入混砂裝置。

所述轉(zhuǎn)動(dòng)篩，為圓柱殼體結(jié)構(gòu)，上部?jī)?nèi)設(shè)有內(nèi)齒輪，底端為環(huán)空篩網(wǎng)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)篩通過(guò)軸承安裝在所述傳動(dòng)箱體下部?jī)?nèi)側(cè)的凸臺(tái)上，能夠在傳動(dòng)箱體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。防砂擋板位于環(huán)空篩網(wǎng)的上部，以防止落下的砂子揚(yáng)起對(duì)所述傳動(dòng)箱體內(nèi)部的齒輪造成磨損。

所述主軸，上部設(shè)有軸齒輪、下部設(shè)有大葉輪、小葉輪，所述主軸安裝在主軸支座中的馬達(dá)上，隨馬達(dá)一同旋轉(zhuǎn)；軸齒輪位于傳動(dòng)箱體內(nèi)，防塵擋板之上，與所述轉(zhuǎn)動(dòng)篩上部的內(nèi)齒輪處于同一高度，大葉輪、小葉輪位于所述混砂室的半球形殼體內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)篩的環(huán)空篩網(wǎng)以下，起到混合攪拌的作用。

所述懸臂軸通過(guò)軸承安裝在所述上端蓋的懸臂軸支座上，在所述懸臂軸的中部設(shè)置所述傳動(dòng)齒輪，所述傳動(dòng)齒輪與軸齒輪位于同一高度，所述傳動(dòng)齒輪與所述主軸上的軸齒輪嚙合；馬達(dá)帶動(dòng)所述主軸旋轉(zhuǎn)，由所述主軸帶動(dòng)所述傳動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，同時(shí)，所述傳動(dòng)齒輪與所述轉(zhuǎn)動(dòng)篩上的內(nèi)齒輪嚙合，帶動(dòng)內(nèi)齒輪旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)篩隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。

上述的混砂室其結(jié)構(gòu)中，外殼形狀為半球形。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果：較傳統(tǒng)開(kāi)式混砂裝置而言，實(shí)現(xiàn)了壓裂液與砂子的連續(xù)混配、連續(xù)輸出，提高了混砂效率；較杰瑞連續(xù)式混砂裝置而言，葉片磨損大大減少，壓裂液和砂子的混合更加均勻，整體混砂效果顯著提高。

附圖說(shuō)明

圖1為壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置的上端蓋、懸臂軸和傳動(dòng)齒輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)篩結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為壓裂用連續(xù)式半球形混砂裝置的主軸結(jié)構(gòu)示意圖。