CN104064103A - 一种用于泡沫管流的加砂装置及其加砂方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于泡沫管流的加砂装置及其加砂方法，该加砂装置包含加砂罐、支撑架、电动机、联轴器、输送机、阀门装置、机架，加砂罐顶端设有加砂口，底部通过法兰装置连接输送机，输送机的一端通过联轴器连接电动机，在电动机的作用下加砂罐中的砂体通过输送机流入实验管段，输送机的另一端设有阀门装置，支撑架用来支撑加砂罐，机架用来支撑整个加砂装置，加砂装置还包含高压气源，高压气源通过连接管与加砂罐连接，高压气源的工作压力范围为0-25MPa。该发明保证砂体顺利地加入实验管段，实时控制砂比。

Description

一种用于泡沫管流的加砂装置及其加砂方法

技术领域

本发明涉及一种用于泡沫管流的加砂装置及其加砂方法，属于石油开采的技术领域。

背景技术

近年来，泡沫流体在油田开发中的应用越来越广泛，泡沫不仅应用于泡沫助排、泡沫调驱，而且在泡沫压裂、泡沫携砾石充填、泡沫冲砂洗井方面也有较多的应用，因此室内通过管流实验研究泡沫的携砂流动规律是十分必要的。但是泡沫携砂流动涉及到固液气三相流动，固相的加入方式，三相的混合顺序至关重要。泡沫最大携砂量受很多因素制约，加砂方式也多种多样，目前最普遍的加砂方式是将石英砂直接与起泡剂水溶液混合，充分搅拌后由泥浆泵注入管道，这种方法不能实时控制砂比，并且石英砂的比重比较大，所以石英砂在起泡剂中的分布也不均匀。

中国专利文献CN202245231U公布了一种加砂系统，其包括：控制装置、砂罐、气动蝶阀以及皮带机；所述砂罐具有进砂口以及出砂口；所述气动蝶阀安装于所述砂罐的出砂口，且所述气动蝶阀与控制装置连接；所述皮带机与所述控制装置连接，且所述皮带机与所述砂罐的出砂口相对。该实用新型加砂系统使用寿命较长、能够适应不同大小的砂粒且有利于提高生产效率。但是，该专利存在以下缺陷：砂粒不能顺利地从砂罐流出；砂的比重过大，不能实时控制砂比。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种用于泡沫管流的加砂装置及其加砂方法。

本发明的技术方案在于：

本发明涉及一种用于泡沫管流的加砂装置，该加砂装置包含加砂罐、支撑架、电动机、联轴器、输送机、阀门装置、机架，所述加砂罐顶端设有加砂口，底部通过法兰装置连接输送机，所述输送机的一端通过联轴器连接电动机，在电动机的作用下加砂罐中的砂体通过输送机流入实验管段，所述输送机的另一端设有阀门装置，所述支撑架用来支撑加砂罐，所述机架用来支撑整个加砂装置，所述加砂装置还包含高压气源，所述高压气源通过连接管与加砂罐连接，所述高压气源的工作压力范围为0-25MPa；

此处设计的优势在于，高压气源提供足够的压力平衡实验过程中实验管段的压力，高压气源中的压力根据需要设定，保证砂体顺利地加入实验管段。

根据本发明优选的，所述加砂装置还包含变频器和减速器，所述变频器连接所述电动机，所述电动机和所述联轴器之间连接减速器；

此处设计的优势在于，变频器通过改变三相交流电的频率改变电动机的频率，进而通过减速器改变输送机的转速，调整砂体的流量，从而达到实时控制砂比的目的。

根据本发明优选的，所述的阀门装置包含两个法兰装置和一个球形阀门，两个法兰装置之间连接所述的球形阀门，所述的法兰装置是可拆卸的，根据实验管段直径的大小加工成不同大小的法兰直径D，法兰装置的角度是可调整的，所述的法兰装置内部中间位置加装密封垫圈，所述的法兰装置与输送机连接处通过生料带密封；

此处设计的优势在于，阀门装置保证实验开始阶段液体不倒灌；所述的法兰装置与输送机连接处通过生料带密封，便于与试验管段连接，有效防止液体外漏；球形阀门操作简单，打开和闭合方便快捷。

根据本发明优选的，所述的加砂口要加装密封垫圈；

此处设计的优势在于，避免漏气，影响试验效果。

根据本发明优选的，所述的输送机为管式螺旋输送机。

根据本发明优选的，所述的高压气源为气瓶或空气压缩机；

此处设计的优势在于，空气压缩机不仅价格便宜、操作简单，而且可以设定压力。

一种利用上述用于泡沫管流的加砂装置的加砂方法，具体包括步骤如下：

(1)关闭阀门装置；

(2)利用现有技术调整试验管段内泡沫的质量，利用现有技术测得实验管段内的泡沫压力保持不变时，即达到了所要研究的泡沫质量；

(3)调整高压气源内气压，使高压气源内气压大于实验管段内泡沫的压力；

(4)打开加砂罐阀门装置，打开电动机和减速器，加砂罐里的砂体通过输送机顺利流入实验管段。

本发明的有益效果是：

1、所述加砂装置中设有高压电源，高压气源提供足够的压力平衡实验过程中实验管段的压力，高压气源中的压力根据需要设定，保证砂体顺利地加入实验管段。

2、所述加砂装置还包含变频器和减速器，所述变频器连接所述电动机，所述电动机和所述联轴器之间连接减速器；变频器通过改变三相交流电的频率改变电动机的频率，进而通过减速器改变输送机的转速，调整砂体的流量，从而达到实时控制砂比的目的。

3、所述的阀门装置包含两个法兰装置和一个球形阀门，两个法兰装置之间连接所述的球形阀门，所述的法兰装置是可拆卸的，根据实验管段直径的大小加工成不同大小的法兰直径D，法兰的角度是可调整的，所述的法兰装置内部中间位置加装密封垫圈，所述的法兰装置与输送机连接处通过生料带密封；阀门装置保证实验开始阶段液体不倒灌；所述的法兰装置与输送机连接处通过生料带密封，便于与试验管段连接，有效防止液体外漏；球形阀门操作简单，打开和闭合方便快捷。

4、所述的加砂口要加装密封垫圈；避免漏气，影响试验效果。

5、所述的高压气源为气瓶或空气压缩机；空气压缩机不仅价格便宜、操作简单，而且可以设定压力。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明阀门装置的结构放大图；

其中，1、变频器；2、电动机；3、联轴器；4、减速器；5、加砂罐；6、输送机；7、支撑架；8、机架；9、高压气源；10、连接管；11、法兰装置；12、球形阀门。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本发明作进一步说明，下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

本发明涉及一种用于泡沫管流的加砂装置，该加砂装置包含加砂罐5、支撑架7、电动机2、联轴器3、输送机6、阀门装置、机架8，所述加砂罐5顶端设有加砂口，底部通过法兰装置11连接输送机6，所述输送机6的一端通过联轴器3连接电动机2，在电动机2的作用下加砂罐5中的砂体通过输送机6流入实验管段，所述输送机6的另一端设有阀门装置，所述支撑架7用来支撑加砂罐5，所述机架8用来支撑整个加砂装置，所述加砂装置还包含高压气源9，所述高压气源9通过连接管10与加砂罐5连接，所述高压气源9的工作压力为3MPa；

此处设计的优势在于，高压气源9提供足够的压力平衡实验过程中实验管段的压力，高压气源9中的压力根据需要设定，保证砂体顺利地加入实验管段。

实施例2

根据实施例1所述的一种加砂装置，其区别在于所述加砂装置还包含变频器1和减速器4，所述变频器1连接所述电动机2，所述电动机2和所述联轴器3之间连接减速器4；

此处设计的优势在于，变频器1通过改变三相交流电的频率改变电动机2的频率，进而通过减速器4改变输送机6的转速，调整砂体的流量，从而达到实时控制砂比的目的。

实施例3

根据实施例1所述的一种加砂装置，其区别在于，所述的阀门装置包含两个法兰装置11和一个球形阀门12，两个法兰装置11之间连接所述的球形阀门12，所述的法兰装置11是可拆卸的，根据实验管段直径的大小加工成不同大小的法兰直径D，法兰装置11的角度是可调整的，所述的法兰装置11内部中间位置加装密封垫圈，所述的法兰装置11与输送机6连接处通过生料带密封；

此处设计的优势在于，阀门装置保证实验开始阶段液体不倒灌；所述的法兰装置11与输送机6连接处通过生料带密封，便于与试验管段连接，有效防止液体外漏；球形阀门12操作简单，打开和闭合方便快捷。

实施例4

根据实施例1所述的一种加砂装置，其区别在于，所述的加砂口要加装密封垫圈；

此处设计的优势在于，避免漏气，影响试验效果。

实施例5

根据实施例1所述的一种加砂装置，其区别在于，所述的输送机6为管式螺旋输送机。

实施例6

根据实施例1所述的一种加砂装置，其区别在于，所述的高压气源9为气瓶或空气压缩机；

此处设计的优势在于，空气压缩机不仅价格便宜、操作简单，而且可以设定压力。

实施例7

根据实施例2所述的一种加砂装置的加砂方法，具体包括步骤如下：

(1)关闭阀门装置；

(2)利用现有技术调整试验管段内泡沫质量，利用现有技术测得实验管段内的泡沫压力保持不变时，即达到了所要研究的泡沫质量；

(3)调整高压气源9内气压，使高压气源9内气压大于实验管段内泡沫的压力；

(4)打开加砂罐5阀门装置，打开电动机2和减速器4，加砂罐5里的砂体通过输送机6顺利流入实验管段。

Claims (7)

1.一种用于泡沫管流的加砂装置，该加砂装置包含加砂罐、支撑架、电动机、联轴器、输送机、阀门装置、机架，所述加砂罐顶端设有加砂口，底部通过法兰装置连接输送机，所述输送机的一端通过联轴器连接电动机，在电动机的作用下加砂罐中的砂体通过输送机流入实验管段，所述输送机的另一端设有阀门装置，所述支撑架用来支撑加砂罐，所述机架用来支撑整个加砂装置，其特征在于，所述加砂装置还包含高压气源，所述高压气源通过连接管与加砂罐连接，所述高压气源的工作压力范围为0-25MPa。

2.根据权利要求1所述的一种用于泡沫管流的加砂装置，其特征在于，所述加砂装置还包含变频器和减速器，所述变频器连接所述电动机，所述电动机和所述联轴器之间连接减速器。

3.根据权利要求1所述的一种用于泡沫管流的加砂装置，其特征在于，所述的阀门装置包含两个法兰装置和一个球形阀门，两个法兰装置之间连接所述的球形阀门，所述的法兰装置是可拆卸的，根据实验管段直径的大小加工成不同大小的法兰直径D，法兰装置的角度是可调整的，所述的法兰装置内部中间位置加装密封垫圈，所述的法兰装置与输送机连接处通过生料带密封。

4.根据权利要求1所述的一种用于泡沫管流的加砂装置，其特征在于，所述的加砂口要加装密封垫圈。

5.根据权利要求1所述的一种用于泡沫管流的加砂装置，其特征在于，所述的输送机为管式螺旋输送机。

6.根据权利要求1所述的一种用于泡沫管流的加砂装置，其特征在于，所述的高压气源为气瓶或空气压缩机。

7.一种利用权利要求2所述的一种用于泡沫管流的加砂装置的加砂方法，其特征在于，具体包括步骤如下：

(1)关闭阀门装置；

(2)利用现有技术调整试验管段内泡沫的质量，利用现有技术测得实验管段内的泡沫压力保持不变时，即达到了所要研究的泡沫质量；

(3)调整高压气源内气压，使高压气源内气压大于实验管段内泡沫的压力；

(4)打开加砂罐阀门装置，打开电动机和减速器，加砂罐里的砂体通过输送机顺利流入实验管段。