[發明專利]壓裂液混砂裝置以及方法

在審

• 申請號: 202211526692.4
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN116159463A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 孫立偉;郭修成;孫少亮;李永釗;匡濤;劉妍;段建明;陳振;王磊;付標;羅栩栩;張司藝;趙璽;陳和平;曾磊;吳寧;王勤;冷風承
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團長城鉆探工程有限公司
• 主分類號: B01F27/91
• 分類號: B01F27/91;B01F31/441;B01F33/40;B01F35/75;B01F101/49
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓嫚嫚;姜璐璐

1.一種壓裂液混砂裝置，其特征在于，包括：

攪拌容器，所述攪拌容器包括相對設置的上罐體(14)和下罐體(6)，所述下罐體(6)設有頂端開口，所述上罐體(14)設有底端開口，所述上罐體(14)設置在機架上，所述下罐體(6)可升降地設置在所述上罐體(14)的下方；

設置在所述上罐體(14)上的攪拌軸(15)，所述攪拌軸(15)上設有葉片(16)，在所述上罐體(14)和所述下罐體(6)處于對接狀態下，所述葉片(16)置于所述下罐體(6)內；

以及浮動攪拌機構(9)，所述浮動攪拌機構(9)包括設置在所述下罐體(6)的底部的至少一個導向槽、可滑動地設置在所述導向槽內的浮動塊(22)、以及與各所述浮動塊(22)相接的往復驅動裝置；所述下罐體(6)上設有安裝支架(19)，所述往復驅動裝置包括設置在所述安裝支架(19)上的往復油缸(20)，所述往復油缸(20)的活塞桿上設有浮動板(21)，各所述浮動塊(22)均與所述浮動板(21)相連接；所述導向槽和所述浮動塊(22)之間設有動密封件。

2.如權利要求1所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述壓裂液混砂裝置還包括升降板(4)、以及設置在所述升降板(4)的下方的至少兩個升降油缸(3)，所述升降板(4)與各所述升降油缸(3)的活塞桿相連接，所述下罐體(6)可擺動地設置在所述升降板(4)上。

3.如權利要求2所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述升降板(4)上設有相對設置的兩個軸承座(17)，兩個所述軸承座(17)之間設有轉軸(5)，所述下罐體(6)設置在所述轉軸(5)上，所述轉軸(5)的一端連接有液壓馬達(7)，所述液壓馬達(7)能夠驅動轉軸(5)轉動，帶動所述下罐體(6)翻轉進行下料。

4.如權利要求3所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述下罐體(6)的下部環設有多個出氣孔(10)，所述升降板(4)上設有空壓機(13)，所述空壓機(13)通過布氣管路連接各所述出氣孔(10)。

5.如權利要求4所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述布氣管路包括環設在下罐體(6)的外側的環形管(11)、設置在所述環形管(11)與各所述出氣孔(10)之間的支管、以及設置在所述空壓機(13)的出口的連接軟管(18)，所述支管上均設有單向閥(12)，所述連接軟管(18)與所述環形管(11)相連通。

6.如權利要求5所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述上罐體(14)上還設有電機(23)，所述電機(23)上設有減速器，所述減速器與所述攪拌軸(15)可傳動地相連接。

7.如權利要求6所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述壓裂液混砂裝置還包括控制器，所述控制器電連接所述升降油缸(3)、所述往復油缸(20)、所述液壓馬達(7)、所述空壓機(13)以及所述電機(23)。

8.如權利要求1所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述下罐體(6)的頂端開口的外沿上設有密封圈(8)。

9.如權利要求1所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述上罐體(14)上設有加料口(24)。

10.如權利要求2所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述機架包括工作臺(1)、以及設置在所述工作臺(1)上的龍門架(2)，所述上罐體(14)設置在所述龍門架(2)的頂部，所述升降油缸(3)設置在所述工作臺(1)上。

11.如權利要求1所述的壓裂液混砂裝置，其特征在于，所述壓裂液混砂裝置還包括儲槽(25)，在所述下罐體(6)處于下料狀態下，所述儲槽(25)置于所述下罐體(6)的下方。

12.一種壓裂液混砂方法，其特征在于，包括如下步驟：

打開電機(23)，所述電機(23)的轉矩經減速器減速后帶動攪拌軸(15)轉動，所述攪拌軸(15)帶動葉片(16)轉動；

在所述葉片(16)處于轉動狀態下，經上罐體(14)上的加料口(24)向下罐體(6)內注入設定量的壓裂液和砂粒，利用所述葉片(16)攪拌壓裂液和砂粒形成混合液；

啟動空壓機(13)，所述空壓機(13)產出壓縮空氣，壓縮空氣順次經連接軟管(18)、環形管(11)、單向閥(12)，最后通過出氣孔(10)噴射到所述下罐體(6)的底壁上，利用壓縮空氣推動所述混合液沿所述下罐體(6)的徑向流動；

控制往復油缸(20)的活塞桿做往復伸縮運動，當往復油缸(20)的活塞桿伸出時，帶動浮動板(21)向上運動，所述浮動板(21)帶動浮動塊(22)向上運動，所述浮動塊(22)能夠伸入到所述下罐體(6)內并將所述混合液向上頂起，使所述混合液在垂直方向流動；當所述往復油缸(20)的活塞桿縮回時，帶動所述浮動板(21)向下運動，所述浮動板(21)帶動所述浮動塊(22)向下運動，使所述浮動塊(22)重新進入到導向槽內；

當所述混合液被攪拌設定時間后，關閉所述電機(23)、所述空壓機(13)、以及所述往復油缸(20)，完成攪拌操作；

控制升降油缸(3)的活塞桿向下運動，帶動升降板(4)向下運動，所述升降板(4)帶動軸承座(17)、液壓馬達(7)和所述空壓機(13)同步向下運動，進而帶動所述下罐體(6)向下運動，使所述下罐體(6)與所述上罐體(14)分離，此時，所述混合液隨所述下罐體(6)同步向下運動；

當所述升降油缸(3)的活塞桿完全縮回后，在所述下罐體(6)的下方設置一個儲槽(25)，并啟動所述液壓馬達(7)，利用所述液壓馬達(7)驅動轉軸(5)旋轉，帶動所述下罐體(6)繞所述轉軸(5)的軸線旋轉；

當所述轉軸(5)旋轉到設定角度時，關閉所述液壓馬達(7)，將所述下罐體(6)內的混合液從所述下罐體(6)的頂端開口傾倒至所述儲槽(25)內，完成下料操作。