CN107780914A - 一种压裂施工用脉冲式加砂装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种压裂施工用脉冲式加砂装置。所述加砂装置在车底座上装有混排机构，混排机构上面装有添加机构，添加机构上面装有储料斗，车底座的前部装有螺栓输砂机构，螺栓输砂机构的一端与储料斗相连接。所述的添加机构上装有液压油缸，液压油缸的两端分别与油缸支座和连接支座相连接，连接支座与闸板相连接，闸板下面装有滑轮，滑轮安放在滑轮槽中，且沿滑轮槽移动。该装置通过车载控制系统控制油缸，并通过油缸来控制闸板开启和关闭，当闸板开启时，储料斗中的固体支撑剂可快速落至混排机构内，混排机构完成固体支撑剂与压裂液的混合和排出。
Description
技术领域：
本发明涉及到石油机械和油气井压裂施工领域，特别涉及到一种压裂施工用脉冲式加砂装置。
背景技术：
在压裂施工中，混砂设备将压裂基液及支撑剂混合后，输送给压裂设备，再经高压泵送至地层。支撑剂的添加方式决定着压裂裂缝形成后油气通道的类型。通常情况下，支撑剂通过螺旋输砂器连续输送至混合罐内，与压裂基液（主要为水）进行充分搅拌均匀，再由离心泵泵送至压裂设备。高速通道压裂施工过程中，螺旋输砂装置将现场供砂装置（砂罐或运砂车）提供的支撑剂输送到储料斗中，此时储料斗与混排装置之间的闸板处于关闭状态，当需要添加支撑剂时，混砂设备将压裂基液及支撑剂混合后，输送给压裂设备，再经高压泵送至地层。这样连续添加的过程，支撑剂在地下裂缝内呈现连续、均匀铺置，从而形成支撑剂颗粒之间的油气通道。高速通道压裂工艺则是通过支撑剂的脉冲段塞式添加，支撑剂块呈分散状态，这样裂缝由众多像“桥墩”一样的支柱支撑，支柱与支柱之间形成畅通的通道网络，极大的提高了油气渗流能力，从而提高了油气产量。支撑剂的添加方式决定着压裂裂缝形成后油气通道的类型。高速通道压裂工艺通过支撑剂的脉冲式添加改造出更通畅的油气通道，实现更好的增产效果。
常规混砂设备通过螺旋输砂器连续或间断添加支撑剂，可满足常规压裂工艺要求的添加方式，而要实现脉冲式加砂方式，需要特殊的装置实现支撑剂在要求的循环脉冲时间内精确定量的添加。
发明内容：
本发明之目的在于提供一种压裂施工用脉冲式加沙装置，通过所安装的固体支撑剂添加机构，实现在循环周期内定量添加固体支撑剂，以满足高速通道压裂施工的要求。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种压裂施工用脉冲式加砂装置，包括螺旋输砂机构、混排机构、储料斗、液压油缸、闸板、油缸支座、连接支座、滑轮槽、滑轮、砂斗和绞龙，所述加砂装置在车底座上装有混排机构，混排机构上面装有添加机构，添加机构上面装有储料斗，车底座的前部装有螺栓输砂机构，螺栓输砂机构的一端与储料斗相连接。
所述的添加机构上装有液压油缸，液压油缸的两端分别与油缸支座和连接支座相连接，连接支座与闸板相连接，闸板下面装有滑轮，滑轮安放在滑轮槽中，且沿滑轮槽移动。
所述的螺旋输砂机构在其端部装有砂斗，管筒内装有绞龙，绞龙的另一出口位于储料斗的上方。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、该装置通过车载控制系统控制油缸，并通过油缸来控制闸板开启和关闭，当闸板开启时，储料斗中的固体支撑剂可快速落至混排机构内，混排机构完成固体支撑剂与压裂液的混合和排出；
2、该装置通过油缸控制闸板开启范围的大小，可实现单位时间内不同砂量的添加；
3、该装置结构设计合理，操作简便，利用推广。
附图说明：
图1、压裂施工用脉冲式加沙装置主视图；
图2、压裂施工用脉冲式加沙装置俯视图；
图3、压裂施工用脉冲式加沙装置轴视图；
图4、固体支撑剂添加机构结构示意图。
图中：1、螺旋输砂机构，2、混排机构，3、储料斗，4、液压油缸，5、闸板，6、固定座，7、连接座，8、滑轮槽，9、滑轮，10、车底座，11、砂斗，12、绞龙。
具体实施方式：
下面结合附图和实施例进一步对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
实施例一
固体支撑剂为覆膜砂时（规格有12-20 目、16-20 目、16-30 目、20-40目、30-50目、40-60目、40-70目、70-100目）：
参见附图1-4，在压裂施工作业时，将固体支撑剂覆膜砂输送到螺栓输砂机构1端部的砂斗11中，通过绞龙12将固体支撑剂覆膜砂输送到储料斗13中，此时装在油缸支座6上的液压油缸4，通过连接支座7推动闸板5，使其处于关闭状态。储料斗3和装在车底座10上的混排机构2由闸板5分离成两个单独的储存空间，此时，储料斗3中的固体支撑剂覆膜砂不能落入混排机构2中，上述过程为储料过程，此时的混排机构2中只有压裂基液在输送，当压裂施工中需要加入固体支撑剂时，由车载控制系统控制液压油缸4拉动闸板5，此时安装在闸板5下面的滑轮9沿滑轮槽8向外移动，同时拉动闸板5打开，此时储料斗3中的固体支撑剂覆膜砂落入混排机构2中，与压裂基液在混排机构2中充分混合后排出，此为一个脉冲周期。在实际施工过程中，通过反复操作上述过程，来完成固体支撑剂的脉冲式输送。而通过车载控制系统可以控制闸板5的开启度大小，从而能精准的控制固体支撑剂的添加量。
实施例二
固体支撑剂为石英砂时（规格有12-20 目、16-20 目、16-30 目、20-40目、30-50目、40-60目、40-70目、70-100目）：
参见附图1-4，在压裂施工作业时，将固体支撑剂石英砂输送到螺栓输砂机构1端部的砂斗11中，通过绞龙12将固体支撑剂石英砂输送到储料斗13中，此时装在油缸支座6上的液压油缸4，通过连接支座7推动闸板5，使其处于关闭状态。储料斗3和装在车底座10上的混排机构2由闸板5分离成两个单独的储存空间，此时，储料斗3中的固体支撑剂石英砂不能落入混排机构2中，上述过程为储料过程，此时的混排机构2中只有压裂基液在输送，当压裂施工中需要加入固体支撑剂时，由车载控制系统控制液压油缸4拉动闸板5，此时安装在闸板5下面的滑轮9沿滑轮槽8向外移动，同时拉动闸板5打开，此时储料斗3中的固体支撑剂石英砂落入混排机构2中，与压裂基液在混排机构2中充分混合后排出，此为一个脉冲周期。在实际施工过程中，通过反复操作上述过程，来完成固体支撑剂的脉冲式输送。而通过车载控制系统可以控制闸板5的开启度大小，从而能精准的控制固体支撑剂的添加量。
实施例三
固体支撑剂为覆膜陶粒时（规格有12-20 目、16-20 目、16-30 目、20-40目、30-50目、40-60目、40-70目、70-100目）：
参见附图1-4，在压裂施工作业时，将固体支撑剂覆膜陶粒输送到螺栓输砂机构1端部的砂斗11中，通过绞龙12将固体支撑剂覆膜陶粒输送到储料斗13中，此时装在油缸支座6上的液压油缸4，通过连接支座7推动闸板5，使其处于关闭状态。储料斗3和装在车底座10上的混排机构2由闸板5分离成两个单独的储存空间，此时，储料斗3中的固体支撑剂覆膜陶粒不能落入混排机构2中，上述过程为储料过程，此时的混排机构2中只有压裂基液在输送，当压裂施工中需要加入固体支撑剂时，由车载控制系统控制液压油缸4拉动闸板5，此时安装在闸板5下面的滑轮9沿滑轮槽8向外移动，同时拉动闸板5打开，此时储料斗3中的固体支撑剂覆膜陶粒落入混排机构2中，与压裂基液在混排机构2中充分混合后排出，此为一个脉冲周期。在实际施工过程中，通过反复操作上述过程，来完成固体支撑剂的脉冲式输送。而通过车载控制系统可以控制闸板5的开启度大小，从而能精准的控制固体支撑剂的添加量。
实施例四
固体支撑剂为陶粒时（规格有12-20 目、16-20 目、16-30 目、20-40目、30-50目、40-60目、40-70目、70-100目）;
参见附图1-4，在压裂施工作业时，将固体支撑剂陶粒输送到螺栓输砂机构1端部的砂斗11中，通过绞龙12将固体支撑剂陶粒输送到储料斗13中，此时装在油缸支座6上的液压油缸4，通过连接支座7推动闸板5，使其处于关闭状态。储料斗3和装在车底座10上的混排机构2由闸板5分离成两个单独的储存空间，此时，储料斗3中的固体支撑剂陶粒不能落入混排机构2中，上述过程为储料过程，此时的混排机构2中只有压裂基液在输送，当压裂施工中需要加入固体支撑剂时，由车载控制系统控制液压油缸4拉动闸板5，此时安装在闸板5下面的滑轮9沿滑轮槽8向外移动，同时拉动闸板5打开，此时储料斗3中的固体支撑剂陶粒落入混排机构2中，与压裂基液在混排机构2中充分混合后排出，此为一个脉冲周期。在实际施工过程中，通过反复操作上述过程，来完成固体支撑剂的脉冲式输送。而通过车载控制系统可以控制闸板5的开启度大小，从而能精准的控制固体支撑剂的添加量。
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。本说明书（包括权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
以上所述仅是本发明的非限定实施方式，还可以衍生出大量的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进的实施例，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种压裂施工用脉冲式加砂装置，包括螺旋输砂机构（1）、混排机构（2）、储料斗（3）、液压油缸（4）、闸板（5）、油缸支座（6）、连接支座（7）、滑轮槽（8）、滑轮（9）、砂斗（11）和绞龙（12），其特征在于：所述加砂装置在车底座（10）上装有混排机构（2），混排机构（2）上面装有添加机构，添加机构上面装有储料斗（3），车底座（10）的前部装有螺栓输砂机构（3），螺栓输砂机构（3）的一端与储料斗（3）相连接。
2.根据权利要求1所述的一种压裂施工用脉冲式加砂装置，其特征在于：所述的添加机构上装有液压油缸（4），液压油缸（4）的两端分别与油缸支座（6）和连接支座（7）相连接，连接支座（7）与闸板（5）相连接，闸板（5）下面装有滑轮（9），滑轮（9）安放在滑轮槽（8）中，且沿滑轮槽（8）移动。
3.根据权利要求1所述的一种压裂施工用脉冲式加砂装置，其特征在于：所述的螺旋输砂机构（1）在其端部装有砂斗（11），管筒内装有绞龙（12），绞龙（12）的另一出口位于储料斗（3）的上方。
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