CN112191183A - 一种用于压裂混砂设备的混合罐 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于压裂混砂设备的混合罐，包括顶部开口设置的主罐体，主罐体的顶部设有进液管，进液管与主罐体连通，主罐体的底部设有V型流道，V型流道的底部连通有出液管，主罐体的顶部水平固接上支架，主罐体的一侧连通有集砂斗，主罐体的内部设有环形流道，主罐体整体为单层结构，基液从主罐体顶部侧面的单或多个进液管流入，经隔板分流后进入封闭的环形流道后，再从下封板的导流孔流出进入到罐体内与集砂斗的输送的砂粒充分混合；主罐体内壁设有垂直导流板，主罐体底部中心出口设有导流筒；主罐体下方可接分流通道，将输出的压裂液分到单或多个出液管。本发明的混合罐可以提高大排量工况下的压裂液的均匀度，提升压裂施工的质量。

Description

一种用于压裂混砂设备的混合罐
技术领域
本发明属于油田压裂设备技术领域，具体涉及一种用于压裂混砂设备的混合罐。
背景技术
近年来，国内页岩气开采热度不断升温，大型压裂装备的需求与日俱增。混砂设备作为压裂装备的核心，其主要功能是对基液和支撑剂进行高精度控制，形成混合均匀的压裂液后供给压裂车，进行井下压裂作业。随着单次压裂作业所需的液量和砂量不断增加，大排量、高质量的压裂液成为混砂设备的关键，直接影响压裂作业的效果和质量。混合罐作为混砂设备重要组成部件，主要作用是通过特定结构，保证基液和支撑剂充分均匀混合。目前现有混合罐的结构设计不合理，导致基液流入速度过快，存在容易产生高速涡流、液面难以控制、容易溢罐以及混合不均匀等问题，不能高效地按照施工要求提供大排量、高质量的压裂液。
发明内容
本发明提供了一种用于压裂混砂设备的混合罐，可满足压裂液大排量、高质量的混合要求，从而提升压裂作业质量。
本发明所采用的技术方案是：一种用于压裂混砂设备的混合罐，包括顶部开口设置的主罐体，主罐体的顶部外侧设有进液管，进液管与主罐体连通，主罐体的外壁上水平设置出液管，主罐体的底部设有V型流道，V型流道与出液管连通，主罐体的顶部水平固接上支架，主罐体的一侧连通有集砂斗，主罐体的内部设有环形流道。
本发明所采用技术方案的特点还在于，
环形流道包括自上而下设置的上封板和下封板，上封板和下封板均设置在主罐体的内部，上封板和下封板相互平行且均为环状结构，上封板和下封板的一侧还设有侧封板，上封板、下封板、侧封板和主罐体的侧壁共同组成环形流道。
下封板的外边缘周向设有若干个导流孔。
主罐体的内部设有分流隔板，分流隔板竖直设置在进液管与主罐体的连通处。
沿主罐体内壁周向竖直设置多个导流板，每个导流板位于环形流道的底部。
主罐体底部中心设有开口，开口内设有导流筒，导流筒设置在V型流道的顶部，导流筒内周向均布导流口。
进液管和出液管均可设置单个或多个。
集砂斗为上宽下窄的漏斗式结构，集砂斗倾斜设置。
主罐体为单层结构。
本发明的有益效果是：主罐体整体设计为单层结构，实际混合容积大，当基液从进液管持续加入时，流经主罐体内部配置的流道后，可避免进入罐体的流体具有较大的单侧切向速度，从而产生大范围的单一涡流和较多气泡，导致液面不稳定；此外上部安装支架可以加强罐体强度，放置配件可以节省空间；集砂斗上宽下窄的结构可以保证任意绞龙工作时，进砂位置的一致性。综上所述，该方案结构设计科学、合理，基液可与砂粒充分均匀混合，能有效提高混砂设备的供给能力与应用范围，高效满足大排量压裂液的需求。
附图说明
图1是本发明以双进双出结构为实施例的立体结构示意图；
图2是本发明实施例主罐体的立体结构示意图；
图3为本发明实施例下封板的立体结构示意图；
图4是本发明实施例环形流道的平面示意图。
图中，1.主罐体，2.上支架，3.集砂斗，4.进液管，5.分流隔板，6.导流板，7.侧封板，8.下封板，9.上封板，11.导流筒，12.出液管，13.V型流道。
具体实施方式
下面根据附图和具体实施方式对本发明作进一步阐述。
本发明的混合罐的进液管配置单或多个进液管，输出的压裂液也可配制单或多个出液管，下面以双进双出结构的主罐体为例进行说明。
如图1所示，为本发明一种用于压裂混砂设备的混合罐的结构示意图，包括主罐体1，如图2所示，主罐体1为双进双出的单层罐结构，顶部开口，两个进液管4分别配置于主罐体1顶部两侧的切线方向，两个进液管4分别与主罐体1连通，主罐体1的外壁上水平连通两个出液管12，主罐体1底部设有V型流道13，V型流道13将输出的压裂液通过两个连通的出液管12流出，主罐体1的顶部水平固接上支架2，上支架2与主罐体1焊接或者螺栓连接，搅拌叶轮的电机和其他部件可安装在上支架2上；主罐体1的一侧连通有集砂斗3，集砂斗3为倾斜设置的上宽下窄的漏斗式结构，集砂斗3与水平面夹角可以为45°，上端开口的位置和尺寸与多绞龙排沙口相匹配，保证任意绞龙工作的进料位置基本一致。
主罐体1的内部设有环形流道，环形流道包括自上而下设置的上封板9和下封板8，上封板9和下封板8均设置在主罐体1的内部，上封板9和下封板8相互平行且均为环状结构，上封板9和下封板8的一侧还设有侧封板7，上封板9、下封板8、侧封板7和主罐体1的侧壁共同组成封闭式的环形流道，主罐体1的内部设有分流隔板5，分流隔板5竖直设置在进液管4与主罐体1的连通处，将基液从进液管4持续加入，在进液管4与主罐体1交汇处配置分流隔板5进行扰流，基液流向在环形流道中被重新分配，如图3所示，下封板8外缘周向均布有导流孔，使环形流道中的基液沿内壁垂直向下进入主罐体1中。
主罐体1内壁周向均布配置有多个竖直设置的导流板6，导流板6位于环形流道的底部，竖直布置可以避免进液管位置和搅拌叶轮旋向的不同会影响基液的流向，使基液与集砂斗3输出的砂粒充分混合。
主罐体1底部中心设有开口，开口内配置导流筒11，导流筒11内周向均布导流口，可以避免产生中心涡流，减少搅拌混合死区，提高混合效率和质量，导流筒11设置在V型流道13的顶部。
本发明的工作过程为：本发明装置通过进液管4向主罐体1输送基液，通过集砂斗3向主罐体1内输送砂粒，从进液管4进入的基液通过分流隔板5进行扰流并进入到环形流道中，分流隔板5重新分配基液流向，使得基液在环形流道中流速和流向逐步趋于稳定，如图4所示，为基液分流的流向示意图，环形流道内下封板8的导流孔将基液沿主罐体1内壁垂直向下进入主罐体1中，从而与主罐体1内的砂粒混合，混合得到压裂液后从导流筒11侧面流出主罐体1，进入V型流道13，从出液管12流出。

Claims (9)

1.一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，包括顶部开口设置的主罐体(1)，所述主罐体(1)的顶部外侧设有进液管(4)，进液管(4)与主罐体(1)连通，主罐体(1)的外壁上水平设置出液管(12)，所述主罐体(1)的底部设有V型流道(13)，V型流道(13)与出液管(12)连通，主罐体(1)的顶部水平固接上支架(2)，主罐体(1)的一侧连通有集砂斗(3)，所述主罐体(1)的内部设有环形流道。
2.根据权利要求1所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，所述环形流道包括自上而下设置的上封板(9)和下封板(8)，上封板(9)和下封板(8)均设置在主罐体(1)的内部，上封板(9)和下封板(8)相互平行且均为环状结构，上封板(9)和下封板(8)的一侧还设有侧封板(7)，上封板(9)、下封板(8)、侧封板(7)和主罐体(1)的侧壁共同组成环形流道。
3.根据权利要求2所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，所述下封板(8)的外边缘周向设有若干个导流孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，所述主罐体(1)的内部设有分流隔板(5)，所述分流隔板(5)竖直设置在进液管(4)与主罐体(1)的连通处。
5.根据权利要求1所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，沿所述主罐体(1)内壁周向竖直设置多个导流板(6)，每个所述导流板(6)位于环形流道的底部。
6.根据权利要求1所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，所述主罐体(1)底部中心设有开口，开口内设有导流筒(11)，导流筒(11)设置在V型流道(13)的顶部，所述导流筒(11)内周向均布导流口。
7.根据权利要求1所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，所述进液管(4)和出液管(12)均可设置单个或多个。
8.根据权利要求1所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，所述集砂斗(3)为上宽下窄的漏斗式结构，集砂斗(3)倾斜设置。
9.根据权利要求1～8任一项所述的一种用于压裂混砂设备的混合罐，其特征在于，所述主罐体(1)为单层结构。
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