CN111744424A - 一种混砂车搅拌罐结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种油田压裂配套设备的混砂罐，尤其是一种混砂车搅拌罐结构，属于油田配套设备领域；该结构包括罐体，所述罐体包括罐底板以及设置于罐底板上的罐内层和罐外层，所述罐底板与所述罐内层形成搅拌容腔，所述罐内层和所述罐外层之间存在间隙以形成罐层间隙，所述罐外层设置有进液口，通过进液通道将液体引入罐体内，再通过排液通道将液体排出；本发明解决了传统搅拌罐存在漩涡过大、飞溅过大、含气体较多，混合效果不好、对排出离心泵冲击较大、排出压力波动较大、设备使用寿命短等问题，利用该结构有效的降低了液体进入罐体内部对罐体侧壁产生较大的冲击力，同时也利用该结构有效的缓解液体的动能，促进液体进入罐体后整体的稳定性。

Description

一种混砂车搅拌罐结构

技术领域

本发明涉及一种油田压裂配套设备的混砂罐，尤其是一种混砂车搅拌罐结构，属于油田配套设备领域。

背景技术

混砂罐作为混砂车(橇)的核心部件，主要作用是在短时间内将加入混砂罐的液体和支撑剂及其它化学添加剂等搅拌混合形成均匀的混合压裂液再排出，搅拌混合均匀，排出气体，有利于减小对排出离心泵的冲击和侵蚀，提高排出压力波动稳定性和离心泵的寿命。目前的混砂车(橇)混砂罐搅拌时候存在漩涡过大、飞溅过大、含气体较多，混合均匀效果不好、对排出离心泵冲击较大、排出压力波动较大、设备使用寿命短等问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种新型内部结构，使得搅拌时候，无大的漩涡，无大的液体飞溅，形成液体翻滚同时旋转的效果，更加容易排出液体中的气泡，促进搅拌混合效果更好，可减小排出离心泵的冲击，延长泵的寿命，提高排出液的压力稳定性，同时也能提高容积效率。

本发明采用的技术方案如下：

一种混砂车搅拌罐结构，包括罐体，所述罐体包括罐底板以及设置于罐底板上的罐内层和罐外层，所述罐底板与所述罐内层形成搅拌容腔，所述罐内层和所述罐外层之间存在间隙以形成罐层间隙，所述罐外层设置有进液口，所述罐内层设置有出液口，所述进液口、罐层间隙以及出液口连通以形成进液通道，所述罐体底部还设置有排液通道，通过进液通道将液体引入罐体内，再通过排液通道将液体排出。

在上述具体的描述中，在整个结构的设计上，液体进入后先经过罐内层和罐外层之间的间隙，再通过间隙后进入到罐内层形成的内部搅拌容腔当中，在此当中，液体在经过间隙后液体能够降低自身的动能，减小液体的流速，尤其是在搅拌的时候，可以促进液体的搅拌效果，也提高了排出液的压力稳定性，也相对于传统的搅拌罐结构具有更好的进液效果。

进一步的，还包括进液管，所述进液管通过所述进液口与所述罐层间隙连通，所述进液管设置于罐外层上。

进一步的，所述罐外层和罐内层的为圆筒体结构，所述进液管沿罐外层圆弧切线方向设置。

上述的具体结构当中，其具体的设计能够有效的改变液体的流向，同时，也避免了液体进入时直接对罐内层产生冲击力，进一步的减小罐内层所要承受的冲击力，从而提高罐内层的使用寿命。

进一步的，所述出液口包括上出液口或/和中出液口或/和下出液口；

其中，所述上出液口处还设置有上挡水板，以所述挡水板、罐内层和罐外层为侧壁形成上出液口，或者，所述上出液口为开设于罐内层上部的多个出液孔；

所述中出液口为开设于罐内层中部的多个出液孔；

所述下出液口为开设于罐内层下部的多个出液孔。

在出液口的设计上，更多是采用上述三种出液口的一种或者是任意组合的两种或者是三者都采用，尤其是在三者都采用的情况上，在液体降低动能的情况下，还可以促进整个搅拌的效果，液体能够从三个口子出来，更加利于搅拌。效果。

进一步的，所述上出液口处还设置有多个进液扰流板，所述进液扰流板的一侧面与上挡水板固定连接，所述进液扰流板的另一侧面与罐内层固定连接。

进一步的，所述罐内层和罐外层之间还设置有支撑板，所述支撑板上开设有通水孔，所述支撑板固定连接在罐内层和罐外层之间以实现支撑作用以及减小液体切向流速。在此设计中，所述支撑板为环形带状带孔(通水孔)的板体结构，而该板体结构将罐内层和罐外层之间的间隙分为上下两部分，液体在穿过通水孔后会进一步的降低自身的动能，促进本设计要达到的技术效果。

进一步的，所述支撑板上方还设置有多个夹层扰流板，所述夹层扰流板固定连接在罐内层和罐外层之间。此设计中，所述夹层扰流板可以减小液体切向流速和动能

进一步的，所述罐内层的内侧壁还固定设置有扰流板，所述扰流板在液体搅拌旋转时候能够起到扰流作用。

进一步的，所述排液通道包括排液口，所述排液通道具有进液端和出液端，所述进液端开设于罐底板上，所述进液端所在的罐底板处还设置有出口挡水板以避免底部液体直接通过排液口排出，所述出液端连通排液口将液体排出。该设计使得下沉的部分支撑剂不会直接被水泵吸走，会在搅拌的作用下继续搅拌翻滚混合再排出。

进一步的，所述排液通道的底部设置有残液排出口。

进一步的，还包括辅助出液口，所述排液通道与所述搅拌容腔通过辅助出液口连通。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的一种混砂车搅拌罐结构解决了传统搅拌罐结构存在漩涡过大、飞溅过大、含气体较多，混合均匀效果不好、对排出离心泵冲击较大、排出压力波动较大、设备使用寿命短等问题，在通过对罐体结构采用内外层结构的设计，利用该结构有效的降低了液体进入罐体内部对罐体侧壁产生较大的冲击力，同时也利用该结构有效的缓解液体的动能，促进液体进入罐体后整体的稳定性；

2、本发明的一种混砂车搅拌罐结构借助多个扰流板以及支撑板的结构设计有效的降低了液体的动能，结合液体进入的方式结构设计，扰流板以及支撑板有效的减小液体动能以及液体的切向速度，传统的结构采用切线方向进入会产生涡流过大不利于搅拌的问题；

3、本发明的一种混砂车搅拌罐结构借助出口挡水板的设计，在部分支撑剂较重且容易沉入到液体的底部的情况下，有效的避免下沉的部分支撑剂不会直接被水泵吸走，会在搅拌的作用下继续搅拌翻滚混合再排出。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明立体剖视图之一；

图3是本发明正视图的结构示意图；

图4是本发明俯视图的结构示意图；

图5是本发明立体剖视图的结构示意图之二。

图中标记：1-罐底板、2-罐外层、3-罐内层、4-搅拌容腔、5-进液口、6-上出液口、7-中出液口、8-下出液口、9-排液通道、10-进液管、11-进液扰流板、12-支撑板、13-通水孔、14-夹层扰流板、15-扰流板、16-排液口、17-出口挡水板、18-残液排出口、19-支座、20-上挡水板、21-辅助出液口。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，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。

实施例1

一种混砂车搅拌罐结构，如图1至图5所示，包括罐体，所述罐体包括罐底板1以及设置于罐底板上的罐内层3和罐外层2，所述罐底板1与所述罐内层3形成搅拌容腔4，所述罐内层3和所述罐外层2之间存在间隙以形成罐层间隙，所述罐外层设置有进液口5，所述罐内层设置有出液口，所述进液口、罐层间隙以及出液口连通以形成进液通道，所述罐体底部还设置有排液通道，通过进液通道将液体引入罐体内，再通过排液通道将液体排出。

在本实施例中，在整个结构的设计上，以图2为液体的流向说明图，液体由进液口5进入后先经过罐内层3和罐外层2之间形成的罐层间隙，再通过罐层间隙后进入到罐内层形成的内部搅拌容腔4中，在液体流经罐层间隙后液体能够降低自身的动能，减小液体的流速，尤其是在搅拌的时候，可以促进液体的搅拌效果，也提高了排出液的压力稳定性，与传统的搅拌罐结构相比具有更好的进液效果。

在上述具体结构的描述中，针对罐体结构做出详细的设计，在进液口的设计上，具体的，所述进液口4可直接开设于罐外层上，连接水泵将液体泵入。而在本设计中，还包括进液管10，所述进液管10通过所述进液口4与罐层间隙连通，所述进液管10设置于罐外层上。

作为具体的设计，上述所描述的进液管的设计其具体的意义是为了可实现液体进入时沿着圆周方向运动，具体的，所述罐外层2和罐内层3的为圆筒体结构，所述进液管10沿罐外层圆弧切线方向设置。

基于上述具体结构的设计基础上，作为进一步的优化设计，所述出液口包括上出液口6、中出液口7和下出液口8；

其中，所述上出液口6处还设置有上挡水板20，以所述挡水板15、罐内层3和罐外层2为侧壁形成上出液口6，或者，所述上出液口6为开设于罐内层3上部的多个出液孔；

所述中出液口7为开设于罐内层中部的多个出液孔；

所述下出液口8为开设于罐内层下部的多个出液孔。

针对上述具体结构的详细描述，而作为进一步的优化设计，以采用三种出液口的效果更佳。而在上出液口6设计上，在上出液口6上方设置一个上挡水板，而以附图作为说明，所述罐外层2、罐内层3以及上挡水板20形成一个环形出水口。当然，该上出液口6也可以开设于罐内层上部的多个出液孔。

而在上述的具体设计当中，为了进一步降低液体的动能，降低液体的流速，所述挡水板20的截面呈倒置的“L”形结构，利用该结构可以对进入的液体提供一定的阻力。

作为更加具体设计，所述上出液口6处还设置有多个进液扰流板11，所述进液扰流板11的一侧面与上挡水板20固定连接，所述进液扰流板11的另一侧面与罐内层3固定连接。具体的描述，所述进液扰流板11固定连接在上挡水板20和罐内层3之间。所述进液扰流板11的结构具体设计，以附图2作为说明，所述进液扰流板11的一侧固定连接上挡水板的一端，另一侧固定连接管内侧，该连接方式可以为垂直连接，也可以为倾斜设置。该方式的设计能够有效的降低液体的切向流速。作为具体的连接方式，所述进液扰流板11、罐外层2和罐内层3均采用钢铁材料，其连接方式为焊接固定连接。

作为罐体结构的具体设计，为了保证整个罐体的稳定性，以及整个结构的牢靠性能，所述罐内层3和罐外层2之间还设置有支撑板12，所述支撑板12上开设有通水孔13，所述支撑板12固定连接在罐内层3和罐外层2之间以实现支撑作用以及减小液体切向流速。作为支撑板12的具体结构描述，该支撑板12为环形条状结构。而该环形条状结构的外环(直径较大的侧面)可焊接固定在罐外层2上，其内环(直径较小的侧面)可焊接固定在罐内层3上，从而实现支撑板固定连接在罐内层3和罐外层2之间。作为具体的设计，所述通水孔的数量10-30个。其分布可采用等间距均匀分布。

作为进一步具体的描述，为了实现更好的效果，所述罐内层3和罐外层2之间还设置有多个夹层扰流板14，所述夹层扰流板14固定连接在罐内层3和罐外层2之间。落实到附图为说明，其具体位置的描述，所述夹层扰流板14设置于支撑板12的上方。并且所述夹层扰流板14通过焊接固定连接在罐内层3和罐外层2之间。所述夹层扰流板14采用圆周阵列分布。更加具体的，夹层扰流板14采用方形钢板制成，其设置方式为竖直方向设置，其数量为10-30件。

液体在搅拌的过程中容易产生规律的离心圆周运动，为了提高其搅拌的效果，使液体达到混合均匀的效果，具体的，所述罐内层3的内侧壁还固定设置有扰流板15，所述扰流板15在液体搅拌旋转时候能够起到扰流作用。作为扰流板15具体结构的设计，所述扰流板15为长方形钢板，通过焊接的方式固定设置在罐内层3上。所述扰流板的数量为10-30件。由于罐内层3的设计为圆桶状结构，其扰流板15也为圆周阵列方式进行布置。其固定的方式为垂直罐内层3侧面固定连接，或者，采用具有一定倾斜角度进行固定。而所述扰流板15具体位置的设计上，所述扰流板15固定位置为下出液口8的上方。

在对液体的进液通道以及液体进入到搅拌容腔后都进行了设计，那么，对于液体的排液通道作进一步的具体优化和设计，所述排液通道9包括排液口16，所述排液通道9具有进液端和出液端，所述进液端开设于罐底板1上，所述进液端所在的罐底板1处还设置有出口挡水板17以避免底部液体直接通过排液口排出，所述出液端连通排液口16将液体排出。在此描述中，所述排液通道9具有进液端和出液端，该方式作为管道的常规结构中，均有进入端口和排出端口，而在此并为作具体的标号说明。那么，在上述的描述中，所述出口挡水板17为环形柱体结构，所述出口挡水板17设置于罐底板上。在此设计中，对于部分支撑剂易下沉，且已经下沉的支撑剂，排液口是连接水泵将液体泵出，而此时，支撑剂不会直接被排出，会持续停留在底部，而在经过搅拌混到液体中且高于出口挡水板后则可以通过排液通道排出。而作为类似的设计，所述出口挡水板采用钢铁材料制成，并焊接固定在底板上。

基于上述具体结构的设计基础上，作为进一步的优化设计，所述排液通道9的底部设置有残液排出口18。

更加具体的，还包括辅助出液口21，所述排液通道9与所述搅拌容腔4通过所述辅助出液口21连通。

在此，要着重的说明辅助出液口21的设计，以附图5为说明，所述辅助出液口21设计在罐内层3与罐外层2之间形成的罐层间隙与罐底板1之间的，而为了避免液体回流至罐层间隙，那么在所述辅助出液口21的四周采用钢板进行密封阻隔，而低侧面是以罐底板1为侧面，从而连通排液通道9以实现辅助排液。而残液排出口18的设计上，其主要目的是对排液通道9的底部产生的积液进行排除，因此，所述残液排出口18是可以开启/闭合的。而其具体的结构为常规结构物可实现的结构，本实施例中并未着重体现该结构，例如可采用塑料(橡胶)塞进行堵塞。

在上述具体的结构设计的基础上，作为进一步的设计，所述罐底板1的下方还设置有便于连接到其它设备或底座上的支座19。作为具体的描述，所述排液通道21是以罐底板1的下侧面为一侧壁，且通过弧形管道形成的液体通道的管道。

实施例2

与上述实施例1的基础上，针对出液口的设计上不仅采取上面的固定三种(上、中、下)的设计方式，作为出液口设计的主要目的是为了将液体引入罐体当中，而在此结构的设计上，在本实施例中，如下：

基于上述具体结构的设计基础上，作为进一步的优化设计，所述出液口包括上出液口6和中出液口7，或者，所述出液口包括上出液口6和下出液口8，或者，所述出液口包括中出液口7和下出液口8；

其中，所述上出液口6处还设置有上挡水板20，以所述挡水板15、罐内层3和罐外层2为侧壁形成上出液口6，或者，所述上出液口6为开设于罐内层3上部的多个出液孔；

所述中出液口7为开设于罐内层3中部的多个出液孔；

所述下出液口8为开设于罐内层3下部的多个出液孔。

利用上出液口6和中出液口7的设计实现液体的引入。

实施例3

与实施例2类似，但是在上述的基础上，作为出液口的设计可以为其中的一个，具体的，基于上述具体结构的设计基础上，作为进一步的优化设计，所述出液口包括上出液口6或中出液口7或下出液口8；

其中，所述上出液口6处还设置有上挡水板20，以所述挡水板15、罐内层3和罐外层2为侧壁形成上出液口6，或者，所述上出液口6为开设于罐内层3上部的多个出液孔；

所述中出液口7为开设于罐内层中部的多个出液孔；

所述下出液口8为开设于罐内层下部的多个出液孔。

实施例4

在实施例1或2或3设计的基础上，针对通水孔13、夹层扰流板14以及扰流板15的数量做更加优化的设计，具体的：

所述通水孔的数量20个；

所述夹层扰流板的数量为20件；

所述扰流板的数量为20件。

组合上述所有的结构设计，作为整个罐体结构的其运行工作流程：液体(压裂液)通过水泵泵入进液口5，所述液体通过进液管以切向方向进入到罐层间隙，液体在进入到罐层间隙内后，由于支撑板的设计，还有夹层扰流板14，可以使得液体在罐层间隙内降低动能，以及减小切向流速，尤其是扰流板15会对液体的产生一定的干扰，而支撑板12可以起到一定的阻拦作用，在一定的压力下，液体会从出液口进入到搅拌容腔内，基于上出液口6的设计，上出液口6处还设置有进液扰流板11，使得上出液口6出来的液体动能减小，流速减小，同时，下出液口8和中出液7口由于压力较大，液体在下出液口8和中出液口7流出后会进一步提高液体的混合，液体在搅拌容腔4内时，在搅拌的作用下，由于设计了扰流板15，液体不会形成规律的圆周离心运动，而液体可实现发展和打乱规律的效果，有利于液体搅拌均匀的效果，通过水泵将液体从排液通道9排出，此时借助辅助出液口以保证搅拌容腔内的液体可以排尽，由于出口挡水板17的设计，部分支撑剂则不会直接随着底部液体被抽走，并且在搅拌机构的作用下，支撑剂混入液体再被抽走的液体带走，使用完后，由于排液通道9内会存在积液，可通过残液排出口21进行排除。借助该方式有效的实现更有效的搅拌效果。

综上所述，本发明的一种混砂车搅拌罐结构解决了传统搅拌罐结构存在漩涡过大、飞溅过大、含气体较多，混合均匀效果不好、对排出离心泵冲击较大、排出压力波动较大、设备使用寿命短等问题，在通过对罐体结构采用内外层结构的设计，利用该结构有效的降低了液体进入罐体内部对罐体侧壁产生较大的冲击力，同时也利用该结构有效的缓解液体的动能，促进液体进入罐体后整体的稳定性。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (11)

1.一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：包括罐体，所述罐体包括罐底板以及设置于罐底板上的罐内层和罐外层，所述罐底板与所述罐内层形成搅拌容腔，所述罐内层和所述罐外层之间存在间隙以形成罐层间隙，所述罐外层设置有进液口，所述罐内层设置有出液口，所述进液口、罐层间隙以及出液口连通以形成进液通道，所述罐体底部还设置有排液通道，通过所述进液通道将液体引入罐体内，再通过所述排液通道将液体排出。

2.如权利要求1所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：还包括进液管，所述进液管通过所述进液口与所述罐层间隙连通，所述进液管设置于罐外层上。

3.如权利要求2所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述罐外层和罐内层均为圆筒体结构，所述进液管沿罐外层圆弧切线方向设置。

4.如权利要求1或2所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述出液口包括上出液口或/和中出液口或/和下出液口；

其中，所述上出液口处还设置有上挡水板，以所述挡水板、罐内层和罐外层为侧壁形成上出液口，或者，所述上出液口为开设于罐内层上部的多个出液孔；

所述中出液口为开设于罐内层中部的多个出液孔；

所述下出液口为开设于罐内层下部的多个出液孔。

5.如权利要求4所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述上出液口处还设置有多个进液扰流板，所述进液扰流板的一侧面与上挡水板固定连接，所述进液扰流板的另一侧面与罐内层固定连接。

6.如权利要求1所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述罐内层和罐外层之间还设置有支撑板，所述支撑板上开设有通水孔，所述支撑板固定连接在罐内层和罐外层之间以实现支撑作用以及减小液体切向流速。

7.如权利要求6所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述支撑板上方还设置有多个夹层扰流板，所述夹层扰流板固定连接在罐内层和罐外层之间。

8.如权利要求1所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述罐内层的内侧壁还固定设置有扰流板，所述扰流板在液体搅拌旋转时候能够起到扰流作用。

9.如权利要求1所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述排液通道包括排液口，所述排液通道具有进液端和出液端，所述进液端开设于罐底板上，所述进液端所在的罐底板处还设置有出口挡水板以避免底部液体直接通过排液口排出，所述出液端连通排液口将液体排出。

10.如权利要求1或9所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：所述排液通道的底部设置有残液排出口。

11.如权利要求1所述的一种混砂车搅拌罐结构，其特征在于：还包括辅助出液口，所述排液通道与所述搅拌容腔通过所述辅助出液口连通。

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