CN105251403A - 一种增压混合装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于油田压裂设备配套领域，具体是一种增压混合装置，包括混合腔，以及伸入混合腔内且由动力源驱动的搅拌轴，所述混合腔的上部连通导料斗，混合腔的侧壁开设出液口，混合腔的底部连通进液管，进液管的较低处开设残液排出口，所述动力源通过支撑结构架设于混合腔上，所述搅拌轴垂直伸入混合腔内，在混合腔内，抛料器体和搅拌叶轮以背靠式固定于搅拌轴上，抛料器体在上，搅拌叶轮在下。本发明将传统混砂设备的螺旋搅龙输砂器、混合搅拌罐以及排出砂泵三种功能合为一体，结构简单、设计合理、压裂液混合均匀。
Description
技术领域
本发明属于油田压裂设备配套领域，具体是一种增压混合装置。
背景技术
传统的混砂设备包括螺旋搅龙输砂器、混合搅拌罐以及排出砂泵，传统的设备结构存在复杂、体积大、重量大、加工难度大、组装困难、制造成本高、可靠性差等问题。
为了提升原油的采收率以及更好的保护采油作业区的环境，压裂工艺在不断地完善和进步，需要更优化的混砂设备来帮忙。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供一种增压混合装置，将传统混砂设备的螺旋搅龙输砂器、混合搅拌罐以及排出砂泵三种功能合为一体，结构简单、设计合理、压裂液混合均匀。
为实现上述技术目的，本发明提供的方案是：一种增压混合装置，包括混合腔，以及伸入混合腔内且由动力源驱动的搅拌轴，所述混合腔的上部连通导料斗，混合腔的侧壁开设出液口，混合腔的底部连通进液管，进液管的较低处开设残液排出口，所述动力源通过支撑结构架设于混合腔上，所述搅拌轴垂直伸入混合腔内，在混合腔内，抛料器体和搅拌叶轮以背靠式固定于搅拌轴上，抛料器体在上，搅拌叶轮在下。
而且，所述搅拌轴通过轴承与连接套的一端连接，连接套的另一端与动力源连接，连接套侧面的安装板通过螺栓与支撑结构连接，连接套设有给轴承润滑的润滑脂注入通道。
而且，所述动力源是液压马达或电动机，也可以是其它的可以输出扭矩与转速的装置。
而且，所述抛料器体包括抛料器盘和抛料叶片，6组抛料叶片均匀分布，抛料器盘上设计有螺纹安装孔，其通过螺栓与搅拌叶轮连接，抛料器盘上还设有带键槽的锥孔与搅拌轴连接。
而且，所述搅拌叶轮包括叶轮体和搅拌叶片，6组搅拌叶片均匀分布，搅拌叶片的弯曲方向与搅拌轴的旋转方向一致，叶轮体上设有安装孔，其通过螺栓与抛料器体连接。
而且，所述导料斗下方设有由液压油缸驱动的进料量调节机构。
而且，所述进料量调节机构上设有控制闸板的最大和最小开启度的机械限位块和电子限位开关，液压油缸设有反馈进料口开启度的位置传感器，电子限位开关、液压油缸、位置传感器均与控制系统电信号联接。由控制系统计算出准确的进料量，并可实现远程控制进料口的开启度。
本发明的有益效果在于：
1、本发明将传统的混砂设备的螺旋搅龙输砂器、混合搅拌罐以及排出砂泵的功能集中在该混合装置上，解决了原设备结构复杂、体积大、重量大、加工难度大、组装困难、制造成本高、可靠性差等问题，并且本发明更易实现远程自动控制；
2、混合装置设计有进砂量调节机构，可以实现精密的输砂量控制，进行脉冲加砂；
3、容易配置高砂比、高密度的压裂液，比传统方式混合更均匀；
4、采用特殊的搅拌混合原理，可以均匀搅拌混合纤维；
5、不存在压裂液液面超高溢罐、残液排放以及漏砂等问题，更环保。
附图说明
图1为本发明的总体结构示意图。
图2为本发明的抛料器体的结构示意图。
图3为图2的侧面剖视图。
图4是图2的后视图。
图5为本发明的搅拌叶轮的结构示意图。
其中，1、搅拌马达，2、搅拌轴，3、导料斗，4、进料量调节机构，5、混合腔，6、抛料器体，7、残液排出口，8、搅拌叶轮，9、进液管，10、出液口，11、支撑结构，12、安装板，13、连接套，14、轴承，15、叶轮体，16、搅拌叶片，17、抛料器盘，18、抛料叶片，19、螺纹安装孔，20、锥孔，21、键槽，22、安装孔。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
本实施例提供一种增压混合装置，如图1所示，包括混合腔5，以及伸入混合腔5内且由动力源驱动的搅拌轴2，所述混合腔5的上部连通导料斗3，混合腔5的侧壁开设出液口10，混合腔5的底部连通进液管9，进液管9的较低处开设残液排出口7，所述动力源通过支撑结构11架设于混合腔5上，所述搅拌轴2垂直伸入混合腔5内，在混合腔5内，抛料器体6和搅拌叶轮8以背靠式固定于搅拌轴2上，抛料器体6在上，搅拌叶轮8在下。
进一步的，上述搅拌轴2通过轴承14与连接套13的一端连接，连接套13的另一端与动力源连接，连接套13侧面的安装板12通过螺栓与支撑结构11连接，连接套13设有给轴承14润滑的润滑脂注入通道。
进一步的，上述动力源是液压马达或电动机，也可以是其它的可以输出扭矩与转速的装置。
进一步的，上述抛料器体6包括抛料器盘17和抛料叶片18，如图2~图4所示，6组抛料叶片18均匀分布，抛料器盘17上设计有螺纹安装孔19，其通过螺栓与搅拌叶轮8连接，抛料器盘17上还设有带键槽21的锥孔20与搅拌轴2连接。
进一步的，上述搅拌叶轮8包括叶轮体15和搅拌叶片16，如图5所示，6组搅拌叶片16均匀分布，搅拌叶片16的弯曲方向与搅拌轴2的旋转方向一致，如图5中为顺时针方向，叶轮体15上设有安装孔22，其通过螺栓与抛料器体6连接。
进一步的，上述导料斗3下方设有由液压油缸驱动的进料量调节机构4。
进一步的，上述进料量调节机构4上设有控制闸板的最大和最小开启度的机械限位块和电子限位开关，液压油缸设有反馈进料口开启度的位置传感器，电子限位开关、液压油缸、位置传感器均与控制系统电信号联接。由控制系统计算出准确的进料量，并可实现远程控制进料口的开启度。
本增压混合装置的工作原理是：借助进料量调节机构4精确控制进料量，利用抛料器体6的高速旋转形成的离心力，将支撑剂颗粒及其它物料等均匀的分散到清水中，利用高速旋转的搅拌叶轮8将其带压输出。
本增压混合装置的工作过程是：当施工开始时，清水从进液管9进入腔体，砂子及其它的干粉添加剂、纤维等混料从导料斗3经过进料量调节机构4的闸板进入混合腔5腔体，液体添加剂既可以从进液管9的管汇进入腔体，也可以从混合装置的混合腔5腔体的上部进入。搅拌马达1驱动搅拌轴2上的抛料器体6和搅拌叶轮8高速旋转。搅拌叶轮8高速旋转使进入腔体的液体获得较大的动能，并依靠流道出口的蜗壳的断面变化使流体的动能转化为压力能。与此同时，抛料器体6高速旋转使进入混合腔5的砂子、干粉添加剂、纤维等因为离心力的作用，无需搅拌即可均匀的抛洒在腔体中带有较大动能的流体里，一起快速的经过流道出口的蜗壳，产生压力后经出液口10输送给压裂泵车。
本增压混合装置的是根据油井压裂新工艺（脉冲加砂压裂）的要求，不仅可以实现传统的混合器将砂子、水、化学添加剂、干粉添加剂等按比例均匀混合，通过排出口输送至压裂车注入井底，完成压裂作业。而且可以远程精确自动控制混合装置的进砂量，实现脉冲式协纤维加砂，并且可以将压裂液增压排出，无需二次增压后进入压裂泵车进入井底。解决了常规混砂装置功能单一，只能连续加砂以及加入纤维后混合不均匀且容易堵泵的问题，因而有广阔的应用前景。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进或变形，这些改进或变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种增压混合装置，包括混合腔，以及伸入混合腔内且由动力源驱动的搅拌轴，其特征在于：所述混合腔的上部连通导料斗，混合腔的侧壁开设出液口，混合腔的底部连通进液管，进液管的较低处开设残液排出口，所述动力源通过支撑结构架设于混合腔上，所述搅拌轴垂直伸入混合腔内，在混合腔内，抛料器体和搅拌叶轮以背靠式固定于搅拌轴上，抛料器体在上，搅拌叶轮在下。
2.根据权利要求1所述的一种增压混合装置，其特征在于：所述搅拌轴通过轴承与连接套的一端连接，连接套的另一端与动力源连接，连接套侧面的安装板通过螺栓与支撑结构连接，连接套设有给轴承润滑的润滑脂注入通道。
3.根据权利要求1或2所述的一种增压混合装置，其特征在于：所述动力源是液压马达或电动机。
4.根据权利要求1所述的一种增压混合装置，其特征在于：所述抛料器体包括抛料器盘和抛料叶片，6组抛料叶片均匀分布，抛料器盘上设计有螺纹安装孔，其通过螺栓与搅拌叶轮连接，抛料器盘上还设有带键槽的锥孔与搅拌轴连接。
5.根据权利要求1所述的一种增压混合装置，其特征在于：所述搅拌叶轮包括叶轮体和搅拌叶片，6组搅拌叶片均匀分布，搅拌叶片的弯曲方向与搅拌轴的旋转方向一致，叶轮体上设有安装孔，其通过螺栓与抛料器体连接。
6.根据权利要求1所述的一种增压混合装置，其特征在于：所述导料斗下方设有由液压油缸驱动的进料量调节机构。
7.根据权利要求6所述的一种增压混合装置，其特征在于：所述进料量调节机构上设有控制闸板的最大和最小开启度的机械限位块和电子限位开关，液压油缸设有反馈进料口开启度的位置传感器，电子限位开关、液压油缸、位置传感器均与控制系统电信号联接。
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