CN114887716B - 一种压裂石英砂膨化塑形智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压裂石英砂膨化塑形智能机器人其包括若干塑形机器人，若干塑形机器人的上方设置有分料仓，分料仓的上方设置石英砂的烘干整形机的出料口，出料仓的下端均匀设置有若干排料口；塑形机器人包括外壳体，进料口的底部连接进料通道，进料通道的下方设置有筛料盘，外壳体的内部设置有上、下端均开口的研磨仓；研磨仓的内壁上设置有研磨环，塑形轮设置在研磨环内。本发明用于对压裂用的石英砂进行微调塑形，提高石英砂的圆球度、抗压强度、均匀性和降低浊度，改进石英砂的性能，提高产品质量。

Description

一种压裂石英砂膨化塑形智能机器人

技术领域

本发明涉及石英砂生产技术领域，具体涉及一种压裂石英砂膨化塑形智能机器人。

背景技术

在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。水力压裂技术指的是在高压情况下，将压裂液泵入油井中，导致井底产生高压，当该压力足以压裂岩层时，地层就会生成裂缝并向前扩展出一定空间。为了使裂缝保持张开，在岩层压裂后需在裂缝中随压裂液填入支撑剂。输送完支撑剂后，降低压裂液粘性并使之回流，这样导流率高的裂缝就产生了。目前国内外使用的石油压裂支撑剂一般分为三类：石英砂、陶粒支撑剂和覆膜支撑剂。

压裂用的石英砂的性能要求较高，其中圆球度和粒径均匀性对于性能影响更大。现有的整形机进行整形细碎时，被破碎后的石英砂是形状不规则的微颗粒体，石英砂之间的颗粒和圆球度均匀性较差，因此需要进行再加工和筛选，进一步提高石英砂的性能。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供了一种能进一步提升压裂用石英砂性能的压裂石英砂膨化塑形智能机器人。

为了达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种压裂石英砂膨化塑形智能机器人，其包括若干塑形机器人，若干塑形机器人的上方设置有分料仓，分料仓的上方设置石英砂的烘干整形机的出料口，分料仓的下端设置有出料仓，出料仓的下端均匀设置有若干排料口；

塑形机器人包括外壳体，外壳体的上端设置有喇叭形的进料口，若干排料口上均设置有排料管，排料管的下端伸到进料口的上方，外壳体的下端设置有出料口；进料口的底部连接进料通道，进料通道的下方设置有筛料盘，筛料盘的上端设置有下凹球面结构的选料槽，选料槽的表面设置有一层避免石英砂落入时飞溅的橡胶垫；

外壳体的内部设置有上、下端均开口的研磨仓，研磨仓与外壳体的内壁之间设置有环形的细石英砂通道，筛料盘的高度高于研磨仓的高度；研磨仓的外壁通过支撑杆固定在外壳体的内壁上；

筛料盘的下端设置有旋转座，旋转座的下端与筛选电机的转轴连接，筛选电机通过第一三角支撑架安装在研磨仓内；第一三角支撑架的下方设置有塑形轮，研磨仓的内壁上设置有研磨环，塑形轮设置在研磨环内；

研磨环的内壁上均匀设置有若干竖向的条形凹槽，条形凹槽的内壁为弧形结构；若干条形凹槽之间通过竖向的条形凸台连接，条形凹槽与条形凸台之间连接形成平滑的波浪纹；塑形轮与条形凸台之间设置有不妨碍转动的间隙；

塑形轮的下端安装在研磨电机的转轴上，研磨电机通过第二三角支撑架安装在研磨仓的内壁上；研磨仓和细石英砂通道的下端连通出料口。

进一步地，塑形轮的上端设置有球面形的凸包，凸包的上表面设置有若干流道，若干流道沿凸包的中心沿边沿成射线分布。

进一步地，外壳体的上端边沿设置有一圈防止分离出的细石英砂飞溅反弹的橡胶层。

进一步地，旋转座上设置有称重传感器，每根排料管上均设置有排料阀门。

进一步地，排料阀门为设置在出料仓内底部的若干封堵盘，若干封堵盘分别通过连杆固定在旋转盘上，封堵盘的数量比排料口的数量少1，封堵盘用于封堵排料口，旋转盘的下端与分料电机的转轴连接，分料电机的转轴穿过出料仓底部设置的通孔，且分料电机安装在出料仓的底部。

进一步地，出料仓的底部的设置有若干行程开关，若干行程开关环形分布在通孔的周围，若干且行程开关的位置与若干排料口的位置对应，分料电机的转轴上设置有与行程开关对应的触发块。

进一步地，外壳体与出料口之间通过漏斗状的集料斗连接。

本发明的有益效果为：本发明用于对压裂用的石英砂进行微调塑形，提高石英砂的圆球度、抗压强度、均匀性和降低浊度，改进石英砂的性能，提高产品质量。通过烘干整形机加工后的石英砂排入塑形机器人，通过塑形机器人内的筛料盘进行筛选，筛料盘高速旋转利用离心力的作用，将小尺寸符合要求的细石英砂抛入细石英砂通道，直接通过出料口排出，而较粗的、大尺寸的粗石英砂落入塑形腔内，通过研磨环与塑形轮的配合，将粗石英砂碾磨成符合要求的细石英砂，确保得到的石英砂颗粒均匀、圆球度好。

粗石英砂在塑形仓内，通过在研磨环的内壁上设置有条形凹槽，可以限制粗石英砂被研磨成的尺寸和形状，当粗石英砂被研磨成小于条形凹槽的尺寸时，可直接落入出料口口，并且条形凹槽的形状可限制细石英砂成型的形状为圆形，使得细石英砂成型均匀。

同时，通过称重传感器的配合，当筛料盘内排入足够的粗石英砂后，才开始旋转，利用离心力进行筛分，当筛料盘内粗石英砂筛分完成后，再继续排入粗石英砂进行筛分，避免一边向筛料盘排料又一边进行离心筛分，进而避免排料的线路影响抛洒细石英砂，确保塑形的精度。

并且，通过旋转排料阀门来控制出料仓向不同的塑形机器人排料，排料阀门只能允许像一个塑形机器人进行排料，当前塑形机器人排入足够的粗石英砂后，排料阀门旋转一个工位，向下一个工位的塑形机器人排入粗石英砂，实现智能化、自动化的塑形过程。

附图说明

图1为塑形机器人的结构图。

图2为压裂石英砂膨化塑形智能机器人的结构图。

图3为研磨环与塑形轮的配合结构图。

图4为行程开关的安装示意图。

图5为排料阀门的结构图。

其中，1、烘干整形机，2、分料仓，3、出料仓，4、排料管，5、进料口，6、集料斗，7、出料口，8、橡胶垫，9、橡胶层，10、细石英砂通道，11、筛料盘，12、筛选电机，13、称重传感器，14、第一三角支撑架，15、研磨环，16、塑形轮，17、凸包，18、第二三角支撑，19、研磨电机，20、流道，21、条形凹槽，22、封堵盘，23、旋转盘，24、排料口，25、行程开关，26、通孔。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1至图5所示，本方案的压裂石英砂膨化塑形智能机器人包括若干塑形机器人，若干塑形机器人的上方设置有分料仓2，分料仓2的上方设置石英砂的烘干整形机1的出料口7，分料仓2的下端设置有出料仓3，出料仓3的下端均匀设置有若干排料口24。

塑形机器人包括外壳体，外壳体的上端设置有喇叭形的进料口5，若干排料口24上均设置有排料管4，排料管4的下端伸到进料口5的上方，外壳体的下端设置有出料口7；进料口5的底部连接进料通道，进料通道的下方设置有筛料盘11，筛料盘11的上端设置有下凹球面结构的选料槽，选料槽的表面设置有一层避免石英砂落入时飞溅的橡胶垫8。

外壳体的内部设置有上、下端均开口的研磨仓，研磨仓与外壳体的内壁之间设置有环形的细石英砂通道10，筛料盘11的高度高于研磨仓的高度；研磨仓的外壁通过支撑杆固定在外壳体的内壁上。

筛料盘11的下端设置有旋转座，旋转座的下端与筛选电机12的转轴连接，筛选电机12通过第一三角支撑架14安装在研磨仓内；第一三角支撑架14的下方设置有塑形轮16，研磨仓的内壁上设置有研磨环15，塑形轮16设置在研磨环15内。

研磨环15的内壁上均匀设置有若干竖向的条形凹槽21，条形凹槽21的内壁为弧形结构；若干条形凹槽21之间通过竖向的条形凸台连接，条形凹槽21与条形凸台之间连接形成平滑的波浪纹；塑形轮16与条形凸台之间设置有不妨碍转动的间隙。

塑形轮16的下端安装在研磨电机19的转轴上，研磨电机19通过第二三角支撑18架安装在研磨仓的内壁上；研磨仓和细石英砂通道10的下端连通出料口7。

塑形轮16的上端设置有球面形的凸包17，凸包17的上表面设置有若干流道20，若干流道20沿凸包17的中心沿边沿成射线分布，便于将石英砂颗粒引流到研磨环15与塑形轮16之间进行碾磨，或直接落入条形凹槽21排出。外壳体的上端边沿设置有一圈防止分离出的细石英砂飞溅反弹的橡胶层9。

旋转座上设置有称重传感器13，每根排料管4上均设置有排料阀门；排料阀门为设置在出料仓3内底部的若干封堵盘22，若干封堵盘22分别通过连杆固定在旋转盘23上，封堵盘22的数量比排料口24的数量少1，封堵盘22用于封堵排料口24，旋转盘23的下端与分料电机的转轴连接，分料电机的转轴穿过出料仓3底部设置的通孔26，且分料电机安装在出料仓3的底部。

出料仓3的底部的设置有若干行程开关25，若干行程开关25环形分布在通孔26的周围，若干且行程开关25的位置与若干排料口24的位置对应，分料电机的转轴上设置有与行程开关25对应的触发块，外壳体与出料口7之间通过漏斗状的集料斗6连接。

本发明用于对压裂用的石英砂进行微调塑形，提高石英砂的圆球度、抗压强度、均匀性和降低浊度，改进石英砂的性能，提高产品质量。通过烘干整形机1加工后的石英砂排入塑形机器人，通过塑形机器人内的筛料盘11进行筛选，筛料盘11高速旋转利用离心力的作用，将小尺寸符合要求的细石英砂抛入细石英砂通道10，直接通过出料口7排出，而较粗的、大尺寸的粗石英砂落入塑形腔内，通过研磨环15与塑形轮16的配合，将粗石英砂碾磨成符合要求的细石英砂，确保得到的石英砂颗粒均匀、圆球度好。

粗石英砂在塑形仓内，通过在研磨环15的内壁上设置有条形凹槽21，可以限制粗石英砂被研磨成的尺寸和形状，当粗石英砂被研磨成小于条形凹槽21的尺寸时，可直接落入出料口7口，并且条形凹槽21的形状可限制细石英砂成型的形状为圆形，使得细石英砂成型均匀。

同时，通过称重传感器13的配合，当筛料盘11内排入足够的粗石英砂后，才开始旋转，利用离心力进行筛分，当筛料盘11内粗石英砂筛分完成后，再继续排入粗石英砂进行筛分，避免一边向筛料盘11排料又一边进行离心筛分，进而避免排料的线路影响抛洒细石英砂，确保塑形的精度。

并且，通过旋转排料阀门来控制出料仓3向不同的塑形机器人排料，排料阀门只能允许像一个塑形机器人进行排料，当前塑形机器人排入足够的粗石英砂后，排料阀门旋转一个工位，向下一个工位的塑形机器人排入粗石英砂，实现智能化、自动化的塑形过程。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于 本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本 发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的 所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种压裂石英砂膨化塑形智能机器人，其特征在于，包括若干塑形机器人，若干所述塑形机器人的上方设置有分料仓，所述分料仓的上方设置石英砂的烘干整形机的出料口，所述分料仓的下端设置有出料仓，所述出料仓的下端均匀设置有若干排料口；

所述塑形机器人包括外壳体，所述外壳体的上端设置有喇叭形的进料口，若干所述排料口上均设置有排料管，所述排料管的下端伸到进料口的上方，所述外壳体的下端设置有出料口；所述进料口的底部连接进料通道，所述进料通道的下方设置有筛料盘，所述筛料盘的上端设置有下凹球面结构的选料槽，所述选料槽的表面设置有一层避免石英砂落入时飞溅的橡胶垫；

所述外壳体的内部设置有上、下端均开口的研磨仓，所述研磨仓与外壳体的内壁之间设置有环形的细石英砂通道，所述筛料盘的高度高于研磨仓的高度；所述研磨仓的外壁通过支撑杆固定在外壳体的内壁上；

所述筛料盘的下端设置有旋转座，所述旋转座的下端与筛选电机的转轴连接，所述筛选电机通过第一三角支撑架安装在研磨仓内；所述第一三角支撑架的下方设置有塑形轮，所述研磨仓的内壁上设置有研磨环，所述塑形轮设置在研磨环内；

所述研磨环的内壁上均匀设置有若干竖向的条形凹槽，所述条形凹槽的内壁为弧形结构；若干所述条形凹槽之间通过竖向的条形凸台连接，所述条形凹槽与条形凸台之间连接形成平滑的波浪纹；所述塑形轮与条形凸台之间设置有不妨碍转动的间隙；

所述塑形轮的下端安装在研磨电机的转轴上，所述研磨电机通过第二三角支撑架安装在研磨仓的内壁上；所述研磨仓和细石英砂通道的下端连通出料口；

所述塑形轮的上端设置有球面形的凸包，所述凸包的上表面设置有若干流道，若干所述流道沿凸包的中心沿边沿成射线分布；所述外壳体的上端边沿设置有一圈防止分离出的细石英砂飞溅反弹的橡胶层；所述旋转座上设置有称重传感器，每根所述排料管上均设置有排料阀门；

所述排料阀门为设置在出料仓内底部的若干封堵盘，若干所述封堵盘分别通过连杆固定在旋转盘上，所述封堵盘的数量比排料口的数量少1个，所述封堵盘用于封堵排料口，所述旋转盘的下端与分料电机的转轴连接，所述分料电机的转轴穿过出料仓底部设置的通孔，且分料电机安装在出料仓的底部；

所述出料仓的底部的设置有若干行程开关，若干所述行程开关环形分布在通孔的周围，若干且行程开关的位置与若干排料口的位置对应，所述分料电机的转轴上设置有与行程开关对应的触发块。

2.根据权利要求1所述的压裂石英砂膨化塑形智能机器人，其特征在于，所述外壳体与出料口之间通过漏斗状的集料斗连接。

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