CN107618885A - 颗粒状物料的输送装置及输送方法 - Google Patents
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Abstract
颗粒状物料的输送装置及输送方法，属于活塞泵技术领域。颗粒状物料的输送装置包括物料推送装置和活塞泵，活塞泵的泵腔连接有进料阀（6）和排料阀（7），物料推送装置的出料口与进料阀（6）的入口侧连通。颗粒状物料的输送方法包括以下步骤：1）、利用物料推送装置将颗粒状物料通过进料阀（6）推送至活塞泵的泵腔内；2）、活塞泵的活塞工作将泵腔内的颗粒状物料由排料阀（7）送出。首先利用物料推送装置将颗粒状物料由进料阀（6）推送至活塞泵的泵腔内，然后活塞开始工作，此时进料阀（6）关闭，排料阀（7）被打开，颗粒状物料由排料阀（7）直接排出，结构简单，工作效率高，而且工作安全。
Description
技术领域
颗粒状物料的输送装置及输送方法，属于活塞泵技术领域。
背景技术
目前颗粒状物料的输送往往是通过压缩空气来进行输送，压缩空气的压力难以满足一些高压力工作环境的需求，尤其是具有一定粘性的颗粒状物料。有的颗粒状物料输送装置虽然名义称之为泵，但其实质上仍然是依靠压缩空气或风机来推送物料，其压力仍然不理想。又例如在油井中目前一种最新的技术是将颗粒状物料注入到地层孔隙后，在近井地带，因压差较大，颗粒状物料在水驱压力作用下，产生变形，驱动孔隙内的剩余油向生产井运移，起到驱油的效果。目前是通过人工手动操作，具体是设计一段竖直的注入管，注入管的上下两端分别设置阀门，首先要关闭下端阀门，打开上端阀门进行加料，然后关闭上端阀门，打开下端阀门，使颗粒状的物料进入注水管线，颗粒状物料随注水管线进入井下，该方法工作效率非常低，而且由于注水管线存在较大的压力，存在很大的安全隐患。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、工作效率高的颗粒状物料的输送装置及输送方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该颗粒状物料的输送装置，其特征在于：包括物料推送装置和活塞泵，活塞泵的泵腔连接有进料阀和排料阀，物料推送装置的出料口与进料阀的入口侧连通。
优选的，所述物料推送装置包括进料管和进料绞龙，进料管的一端连接进料阀的入口，进料绞龙设置在进料管的另一端内侧。
所述物料推送装置还可以是螺杆推送、液压推送等推送机构。
优选的，所述进料管的另一端还设有一个搅拌机构，搅拌机构的出料端连通进料绞龙的进料端。
优选的，所述进料管为L形，进料绞龙设置在进料管竖直部的上端内侧。
优选的，所述搅拌机构包括搅拌料斗和搅拌单元，搅拌单元转动设置在搅拌料斗内。
优选的，所述活塞泵包括油压活塞、工作活塞、工作缸和油压缸，工作活塞滑动设置在工作缸内，油压活塞滑动设置在油压缸内，工作缸设置在油压缸的侧部，工作活塞的端部穿过油压缸与油压活塞固定连接，油压缸的两侧通过液压管路连接油压工作站。
优选的，所述液压管路与进料阀之间设有调节进料阀开度的油压执行器。
优选的，所述油压缸的两侧分别设有工作缸，工作缸分别连接物料推送装置，油压活塞的两侧对应设有工作活塞。对置式在液压活塞的两侧分别设置工作活塞和工作缸以及物料推送装置，更加节能，效率更高。
所述工作缸上设有加水阀门。颗粒物料作为固体物料，在物料的中间往往存在间隙，在活塞工作时，如果是纯粹的颗粒状物料，容易被压缩，也就是不容易加压，施加10公斤的压力，输出的物料可能只有5公斤甚至更少，这样就造成工作效率降低和能量的损失，尤其是在油井的注水管道中加注颗粒状物料时，因为注水管道本身存在较高的压力，要求颗粒状的物料具有更高的压力才能将物料送入注水管道内，否则根本无法打开活塞泵的排料阀，这会造成活塞泵的压力非常高才能够输出具有足够压力的颗粒状物料。本申请在工作缸上设置加水阀门，利用液体不可压缩的原理，水填充在颗粒状物料之间，从而可以基本上使得活塞的输出压力与输出物料的压力相同，降低了能耗。
一种利用上述输送装置的颗粒状物料的输送方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）、利用物料推送装置将颗粒状物料通过进料阀推送至活塞泵的泵腔内；
2）、活塞泵的活塞工作将泵腔内的颗粒状物料由排料阀送出。
优选的，在所述步骤1）中，向物料推送装置内或者泵腔内的颗粒状物料中加入水。同样是利用液体不可压缩的原理，水填充在颗粒状物料的缝隙之间，使得活塞的输出压力与输出物料的压力基本相同，降低能耗，提高工作效率。
与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：
1、本发明直接利用活塞泵输送颗粒状物料，首先利用物料推送装置将颗粒状物料由进料阀推送至活塞泵的泵腔内，然后活塞开始工作，此时进料阀关闭，排料阀被打开，颗粒状物料由排料阀直接排出，结构简单，工作效率高，而且工作安全。本发明突破性的提出了活塞泵输送颗粒状物料的形式，解决了以往颗粒状物料输送困难的问题，之所以选取活塞泵而没有选取柱塞泵，原因在于不同于流体介质，颗粒状物料容易堵塞在柱塞与泵腔之间的缝隙内。
2、利用绞龙提供一定的压力，从而打开进料阀，将颗粒状物料顺利推送至活塞泵的泵腔内，输送的过程中还对颗粒状物料进行一定的搅拌，避免物料粘结。
3、搅拌机构对颗粒状物料进行搅拌，进一步防止颗粒状物料粘结，工作可靠。
4、利用液压驱动油压活塞往复移动从而带动工作活塞在泵腔内往复移动，能够提供足够的压力，压力可达到40MPa，这是压缩空气难以实现的，而且相对于电机驱动，液压驱动的压力可调性更好。
5、本发明的颗粒状物料的输送方法，利用物料推送装置和活塞泵实现了颗粒状物料的输送，结构简单，而且相对于压缩空气或风机驱动，能够提供更高的压力，适合各种工作环境，尤其是适合向油井注入凝胶颗粒，适用裂缝性油藏和大孔道地层吸水剖面的调整和改善。以改变油藏深部液流方向，扩大波及体积，从而增产原油，提高采收率，该项技术是目前调堵技术的新突破，具有广阔的推广应用前景。
附图说明
图1为该颗粒状物料的输送装置实施例1的结构示意图。
图2为该颗粒状物料的输送装置实施例2的结构示意图。
其中：1、搅拌电机 2、搅拌单元 3、搅拌料斗 4、进料绞龙 5、进料管 6、进料阀 7、排料阀 8、工作活塞 9、工作缸 10、油压活塞 11、油压缸 12、注水管路 13、油压执行器14、液压管路 15、油压工作站。
具体实施方式
图2是该颗粒状物料的输送装置及输送方法的最佳实施例，下面结合附图1~2对本发明做进一步说明。
实施例1
参照图1，该颗粒状物料的输送装置，包括物料推送装置和活塞泵，活塞泵的泵腔连接有进料阀6和排料阀7，物料推送装置的出料口与进料阀6的入口侧连通，排料阀7的出口连通有注水管路12。本发明直接利用活塞泵输送颗粒状物料，首先利用物料推送装置将颗粒状物料由进料阀6推送至活塞泵的泵腔内，然后活塞开始工作，此时进料阀6关闭，排料阀7被打开，颗粒状物料由排料阀7直接排出，结构简单，工作效率高，而且工作安全，尤其是适合将颗粒状物料定量送入压力管道内。
本实施例中的物料推送装置包括进料管5、进料绞龙4和搅拌料斗3，进料管5为L形，进料管5水平部的端部连接进料阀6的入口，进料绞龙4设置在进料管5竖直部的上端内侧，锥形的搅拌料斗3固定在进料管5竖直部的上端，搅拌料斗3内转动设有搅拌单元2，搅拌料斗3上侧设有带动搅拌单元2旋转的搅拌电机1。
活塞泵包括油压活塞10、工作活塞8、工作缸9和油压缸11，工作活塞8滑动设置在工作缸9内，油压活塞10滑动设置在油压缸11内，工作缸9设置在油压缸11的侧部，工作活塞8的端部穿过油压缸11与油压活塞10固定连接，油压缸11的两侧通过液压管路14连接油压工作站15，在压管路与进料阀6之间设有调节进料阀6开度的油压执行器13，利用油压执行器13保证物料推送装置推送物料的速度与活塞运动的速度相一致，既保证活塞泵的正常工作，同时又使得物料填满泵腔，保证泵的工作效率。利用液压驱动油压活塞10往复移动从而带动工作活塞8在泵腔内往复移动，能够提供足够的压力，压力可达到40MPa，这是压缩空气难以实现的，而且相对于电机驱动，液压驱动的压力可调性更好。
本实施例还提供一种颗粒状物料的输送方法，包括以下步骤：
1）、利用物料推送装置将颗粒状物料通过进料阀6推送至活塞泵的泵腔内；搅拌单元2对搅拌料斗3内的颗粒状物料进行搅拌，使得颗粒状物料均匀进入进料绞龙4内，进料绞龙4将颗粒状物料沿进料管5和进料阀6送入泵腔内，此时油压工作站15带动油压活塞10向远离工作缸9的一侧移动，使得工作活塞8退出工作缸9。
2）、活塞泵的活塞工作将泵腔内的颗粒状物料由排料阀7送出，此时进料绞龙4停止工作，进料阀6被关闭，油压工作站15带动油压活塞10向靠近工作缸9的一侧移动，工作活塞8进入工作缸9，从而压缩泵腔内的颗粒状物料，此时排料阀7被打开，颗粒状物料被推送至注水管路12中。
更进一步的，在步骤1）中，物料推送装置将颗粒状物料推送至活塞泵的泵腔内之前，在物料推送装置内加入水并进行搅拌，然后将颗粒状物料和水一块通过进料绞龙4送入泵腔内。
本发明的颗粒状物料的输送装置可以用于油井注入预交联凝胶颗粒驱油，预交联凝胶颗粒调驱剂是在地面聚合而成的一种吸水体积的膨胀材料，是目前国内调堵的最新产品，该剂是由多元化学成分及其性能控制剂采用先进的工艺技术在地面反应加工制备成预胶水凝剂，然后经造粒、烘干、粉碎、筛分等工艺过程生产出颗粒半径,﹑膨胀倍数,﹑膨胀时间,﹑耐温抗盐性和强度等大小可调的系列调驱剂。现场采用配套的调堵水技术，施工工艺简单，既可单井作业，也可进行注水系统区块调剖，尤其适用裂缝性油藏和大孔道地层吸水剖面的调整和改善。以改变油藏深部液流方向，扩大波及体积，从而增产原油，提高采收率，该项技术是目前调堵技术的新突破，具有广阔的推广应用前景。
预交联凝胶颗粒调驱剂及机理：
用微观实验装置研究了颗粒通过孔喉时的运移特征。实验发现以下四种情况：
①小于孔喉大小的颗粒在注入水的驱动下，可顺利通过孔喉；
②粘弹性较好，颗粒可发生形变，表现出“变形虫”特征，通过孔喉后恢复原状；
③颗粒在挤压作用下，发生部分脱水现象，重新进入大孔隙后，又可吸水，恢复原状；
④在驱动力较大，颗粒直径和孔喉倍数相差较大的条件下，颗粒被破坏成更小的、与孔喉相匹配的凝胶颗粒。
实际上，在颗粒通过孔喉时，常常是几种机理的综合表现。
预交联颗粒凝胶体系在地层中以这四种运移方式向地层深部推进的，由于该凝胶微粒在水中以分散的微粒存在，且具有一定体膨型，注入到地层孔隙后，在近井地带，因压差较大，微粒在水驱压力作用下，产生变形，驱动孔隙内的剩余油向生产井运移，起到驱油的效果；在油层深部，由于压差作用较小，该颗粒将在孔隙内滞留，堵塞孔隙通道，具有深部液流转向作用。该套技术较好地解决了目前油田应用的调驱剂成胶条件难控制、适用范围窄（温度、矿化度等）、施工工艺复杂的弊端，为恶劣地层条件下的高含水特高含水区块稳油控水提供了一套简单适用、成本低廉的先进二次采油技术。
预交联颗粒的主要技术指标如下：
1．外观：土黄至深褐色固体颗粒；
2.密度： 1.000-1.600g/cm3；
3.PH值：8-13；
4.固含量：≥82%；
5.粒径：0.1~5.0mm根据地层需要选择所需的粒径；
6.膨胀倍数：15-100倍，可根据地层条件要求控制；
7.岩心堵塞率：》96%。
预交联颗粒在水中以分散微粒存在，吸水后高度膨胀但仍具有很好的柔顺性和韧性，对油无吸入性，并且在油中水凝胶体积收缩减小；具有较好的选择性进入能力，有利于减少调驱剂对非目的层的伤害。颗粒弹性体可以在多孔介质的孔吼内产生变形，动态地改变了长期水驱定势形成的压力场和流线场，发挥深部液流转向的作用。具有驱油和调剖双重作用，实现驱油和提高采收率的目的。
现场可根据封堵目的的不同，选择不同的颗粒类型，以满足现场需要，颗粒调驱剂可用于堵水，常规调剖 、深部调剖和深部调驱等各方面，具有较好的抗温，抗盐性，适合高含水特高含水油田大孔道和裂缝油藏提高采收率的需要。 油田可根据本油田的油藏特点进行选择。由于该凝胶颗粒具有较好的分散性和悬浮性，使得其配制简单，可在井口或配水间安装一套具有一定抗压性能的在线注入装置，凝胶颗粒在注入水的作用下随注入水携带到地层中，利用其注水系统注入所需要的用量，可接省大量的施工作业费和劳动强度。采用凝胶颗粒现场实验时可根据施工压力监测结果随时调整颗粒种类，因而可避免因地层认识不清而造成无法正确选择地下交联体系强度的矛盾。
预交联颗粒适用于中、高、特高含水期注水井调剖，油井堵水及调驱。预交联颗粒调驱技术经过几年来不断的室内攻关研究和大庆 、南阳 、 辽河 、华北 、胜利、 中原等油田的现场试验,证明了该项技术适应范围广，经济效益显著。
实施例2
参照图2，油压缸11的两侧分别设有工作缸9，工作缸9分别连接物料推送装置，油压活塞10的两侧对应设有工作活塞8。本实施例对置式在液压活塞的两侧分别设置工作活塞8和工作缸9以及物料推送装置，更加节能，效率更高。
而且本实施例在工作缸9上设有加水阀门，加水阀门的进口处设有过滤单元。本实施例是在将颗粒状物料推送至泵腔内以后利用进水阀门向泵腔内注水，利用液体不可压缩的原理，水填充在颗粒状物料之间，从而可以基本上使得活塞的输出压力与输出物料的压力相同，降低了能耗，提供泵的效率。其他结构及方法同实施例1。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种颗粒状物料的输送装置，其特征在于：包括物料推送装置和活塞泵，活塞泵的泵腔连接有进料阀（6）和排料阀（7），物料推送装置的出料口与进料阀（6）的入口侧连通。
2.根据权利要求1所述的颗粒状物料的输送装置，其特征在于：所述物料推送装置包括进料管（5）和进料绞龙（4），进料管（5）的一端连接进料阀（6）的入口，进料绞龙（4）设置在进料管（5）的另一端内侧。
3.根据权利要求2所述的颗粒状物料的输送装置，其特征在于：所述进料管（5）的另一端还设有一个搅拌机构，搅拌机构的出料端连通进料绞龙（4）的进料端。
4.根据权利要求2或3所述的颗粒状物料的输送装置，其特征在于：所述进料管（5）为L形，进料绞龙（4）设置在进料管（5）竖直部的上端内侧。
5.根据权利要求1所述的颗粒状物料的输送装置，其特征在于：所述活塞泵包括油压活塞（10）、工作活塞（8）、工作缸（9）和油压缸（11），工作活塞（8）滑动设置在工作缸（9）内，油压活塞（10）滑动设置在油压缸（11）内，工作缸（9）设置在油压缸（11）的侧部，工作活塞（8）的端部穿过油压缸（11）与油压活塞（10）固定连接，油压缸（11）的两侧通过液压管路（14）连接油压工作站（15）。
6.根据权利要求5所述的颗粒状物料的输送装置，其特征在于：所述液压管路（14）与进料阀（6）之间设有调节进料阀（6）开度的油压执行器（13）。
7.根据权利要求5所述的颗粒状物料的输送装置，其特征在于：所述油压缸（11）的两侧分别设有工作缸（9），工作缸（9）分别连接物料推送装置，油压活塞（10）的两侧对应设有工作活塞（8）。
8.根据权利要求5所述的颗粒状物料的输送装置，其特征在于：所述工作缸（9）上设有加水阀门。
9.一种利用权利要求1~8任一项所述的输送装置的颗粒状物料的输送方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）、利用物料推送装置将颗粒状物料通过进料阀（6）推送至活塞泵的泵腔内；
2）、活塞泵的活塞工作将泵腔内的颗粒状物料由排料阀（7）送出。
10.根据权利要求9所述的颗粒状物料的输送方法，其特征在于：在所述步骤1）中，向物料推送装置内或者泵腔内的颗粒状物料中加入水。
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