CN204841537U - 工作液混配装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种工作液混配装置，包括粉料添加系统，包括储粉罐和送料机构，储粉罐与送料机构相连；液料添加系统，包括清水泵和液添泵；罐撬式混合罐，罐撬式混合罐内设置有混合器和搅拌器，混合器和搅拌器相连；还包括与混合器相连的混合喷嘴，送料机构与混合喷嘴相连，清水泵与混合喷嘴相连，液添泵与搅拌器相连，混合喷嘴的进水方向与混合喷嘴的喷粉方向交叉设置。省去了配液站建设和液体运输，实现现配现用，有效缩短了压裂施工作业周期，连续混配采用该装置不存在液体变质的问题，减少了液体的浪费，减小了对地层的伤害。

Description

工作液混配装置

技术领域

本实用新型涉及石油开采领域，特别地，涉及一种工作液混配装置。

背景技术

目前，传统的配液方法是在固定配液站内，按工作液配方比例加入水、稠化剂及添加剂，通过液泵搅拌循环，使工作液充分溶胀，从而使粘度达到设计要求。这种工艺在大型压裂施工中存在着配液过程繁琐，并且在压裂过程中由于施工现场的不确定因素(如地层异常高压、地层敏感性伤害、井壁不稳定)将有可能导致液体的过多浪费，施工效率低。

针对大型压裂施工，传统的配液方法已经不能满足大型压裂施工的需要，其存在不确定因素，配液时必须留有余量；另外，传统工艺配液过程不连续，需配液后经长距离运输至井场，液体有一部分的老化变质。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种工作液混配装置，以解决固定配液站需长途运输无法保证工作液质量的技术问题。

本实用新型的上述目的可采用下列技术方案来实现：

本实用新型提供一种工作液混配装置，包括粉料添加系统，包括储粉罐和送料机构，储粉罐与送料机构相连；液料添加系统，包括清水泵和液添泵；罐撬式混合罐，罐撬式混合罐内设置有混合器和搅拌器，混合器和搅拌器相连；还包括与混合器相连的混合喷嘴，送料机构与混合喷嘴相连，清水泵与混合喷嘴相连，液添泵与搅拌器相连，混合喷嘴的进水方向与混合喷嘴的喷粉方向交叉设置。

进一步地，混合喷嘴包括喷嘴体和可移动地设置在喷嘴体内的喷粉管，喷粉管上设置有锥形喷粉头，喷嘴体上设置有进水口，进水口的进水方向朝向锥形喷粉头的锥形面；喷嘴体与喷粉管的管壁围成调节空腔，喷粉管封闭调节空腔的管壁上设置有调节凸台；喷嘴体上设置有混合喷嘴出口，混合喷嘴出口与混合器相连，锥形喷粉头与混合喷嘴出口相对设置。

进一步地，工作液混配装置还包括压力调节装置，调节空腔与压力调节装置相连。

进一步地，储粉罐上设置有电子秤。

进一步地，清水泵的出口处和液添泵的出口处均设置有流量计。

进一步地，清水泵和液添泵均为至少一个。

进一步地，罐撬式混合罐上设置有液位计。

进一步地，液料添加系统还包括排出泵，排出泵与搅拌器相连。

进一步地，排出泵的出口处设置有流量计。

进一步地，送料机构为螺杆送料机构。

本实用新型的特点及优点是：

省去了配液站建设和液体运输，实现现配现用，有效缩短了压裂施工作业周期，连续混配采用该装置不存在液体变质的问题，减少了液体的浪费，减小了对地层的伤害。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的工作液混配装置的示意图；以及

图2为本实用新型的工作液混配装置的混合喷嘴示意图。

附图中的附图标记如下：11、储粉罐；111、电子秤；12、送料机构；21、清水泵；22、液添泵；23、排出泵；24、流量计；30、罐撬式混合罐；31、混合器；32、搅拌器；33、液位计；34、压力调节装置；35、混合喷嘴；351、喷嘴体；352、喷粉管；353、锥形喷粉头；354、进水口；355、调节空腔；356、调节凸台；357、连接孔；358、混合喷嘴出口；41、柴油机；42、液压泵；43、液压马达。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1和图2所示，本实用新型提供一种工作液混配装置，包括粉料添加系统，包括储粉罐11和送料机构12，储粉罐11与送料机构12相连；液料添加系统，包括清水泵21和液添泵22；罐撬式混合罐30，罐撬式混合罐30内设置有混合器31和搅拌器32，混合器31和搅拌器32相连；还包括与混合器31相连的混合喷嘴35，送料机构12与混合喷嘴35相连，清水泵21与混合喷嘴35相连，液添泵22与搅拌器32相连，混合喷嘴35的进水方向与混合喷嘴35的喷粉方向交叉设置。

具体地，工作液混配装置由动力系统、粉料添加系统、液料添加系统和罐撬式混合罐30组成。其中动力系统用于为其他各系统提供动力。粉料添加系统用于输送配液所需的粉料；而液料添加系统用于输送配液所需的各种液体(包含水和添加剂等)。罐撬式混合罐30将各种原料均匀混合在一起，配制成施工需要的工作液。

动力系统包括柴油机41，液压泵42和液压马达43，动力系统分别与清水泵21、液添泵22、排出泵23和送料机构12驱动连接，柴油机41点火后输出动力，将液压泵42启动，液压泵42又将动力输出给液压马达43，将动力传动到工作液混配装置中需要的地方，例如搅拌器32。

粉料添加系统包括储粉罐11和送料机构12，储粉罐11用于储存配液时必需的粉料。送料机构12设置在储粉罐11的下方，送料机构12为螺杆送料机构，保证粉料流量稳定地进入混合喷嘴35中。送料机构12得到液压马达43的动力后开始启动，将粉料根据需要输送至罐撬式混合罐30中。储粉罐11上设置有电子秤111，电子秤111用于称量送料机构12输送的粉料重量，采用电子秤111配合螺杆送料机构12送料，计量粉量的重量，动态控制粉料的输出量，改变了按总量投料的低精度方式，实现了连续均匀的加料，加料精度达±1％。

液料添加系统包括清水泵21、液添泵22和排出泵23，清水泵21和液添泵22均是输入泵，排出泵23为输出泵。清水泵21用于向罐撬式混合罐30输送配液需要的清水，液添泵22用于向罐撬式混合罐30输送配液需要的各种液体添加剂。排出泵23的作用是将配制好的工作液排出系统外。清水泵21、液添泵22和排出泵23均为至少一个，多个清水泵21可同时与多个混合喷嘴35相连进行注水作业；液添泵22的多少取决于工作液添加剂的种类，每一种添加剂通过一个液添泵22及其管路注入搅拌器32中，进行充分搅拌已达到混配工作液的目的。排出泵23与搅拌器32相连，排出泵23将符合要求的工作液自罐撬式混合罐30内排出。同时清水泵21的出口处和液添泵22的出口处均设置有流量计24，排出泵23的出口处也设置有流量计24，使工作液的混配和排出都实现精准控制。

如图1和图2所示，罐撬式混合罐30由混合器31、搅拌器32、液位计33、压力调节装置34和混合喷嘴35组成。罐撬式混合罐30的罐体为三段式结构，第一段混合器31连结清水泵21、送料机构12和混合喷嘴35，用于配制清水与粉料的混合液。第二段搅拌器32连结液添泵22，向搅拌器32中加入各种添加剂用于配制工作液。为了提高混合质量，第一段内也可以安装搅拌器32，将不同原料混合搅拌均匀。第三段连结排出泵23和液位计33，用于储存配制好的工作液。液位计33用于读取工作液的液位，控制工作液的配制量。

如图2所示，混合喷嘴35包括喷嘴体351和可移动地设置在喷嘴体351内的喷粉管352，喷粉管352上设置有锥形喷粉头353，喷嘴体351上设置有进水口354，喷嘴体351与喷粉管352的管壁围成调节空腔355，喷粉管352封闭调节空腔355的管壁上设置有调节凸台356；工作液混配装置还包括压力调节装置34，调节空腔355与压力调节装置34相连，喷嘴体351上还设置有连接孔357，调节空腔355通过连接孔357与压力调节装置34相连。进水口354的进水管路垂直于喷粉管352的轴线，使进水方向与喷粉方向呈90度交叉。喷嘴体351上设置有混合喷嘴出口358，混合喷嘴出口358与混合器31相连，锥形喷粉头353与混合喷嘴出口358相对设置，从锥形喷粉头353与喷嘴体351之间喷出的水沿锥形喷粉头353与喷嘴体351之间的空隙喷出，与从锥形喷粉头353喷出的粉料一同经过混合喷嘴出口358注入混合器31中进行充分混合。

混合喷嘴35的作用是将清水与粉料充分混合，避免“水包粉”现象的产生。混合喷嘴35可以通过设定的压力调节装置34，维持进入的清水恒定的工作压力不变。进水口354的水流作用在锥形喷粉头353的锥形面上，当清水的水压增大时，喷粉管352在水压的作用下向右滑动(如图2所示)，使锥形喷粉头353与喷嘴体351之间的水流通道变大，进而降低喷出的水流的压力，在滑动过程中，调节凸台356进入调节空腔355，调节空腔355被压缩，内部气体通过连接孔357进入压力调节装置34，对压力调节装置34内部介质做功，保持锥形喷粉头353与喷嘴体351之间的水流通道动态稳定；当清水的水压减小时，作用在锥形喷粉头353的锥形面上的压力液减小了，不能维持与压力调节装置34的动态平衡，压力调节装置34内的介质会释放能量，通过连接孔357进入调节空腔355，进而作用在调节凸台356上，将推动喷粉管352向左运动(如图2所示)，使锥形喷粉头353与喷嘴体351之间的水流通道变小，进而提高喷出的水流的压力，保证一个动态稳定的喷水压力。即在当注入清水的流量发生变化时，清水工作压力始终维持设定的数值，以确保混合时高压力对粉体的冲击，达到好的混合效果，彻底消除“水包粉”的现象。

本实用新型的工作液混配装置通过使用罐撬式混合罐30可以在施工地附近进行混配作业，省去了配液站建设和液体运输，实现了现配现用。普通混配过程，为了延缓运输过程中液体的老化变质，需要在液体中添加对地层有伤害的防腐剂，本实用新型可以实现连续配液和现配现用，减小了对地层的伤害。

本实用新型的工作液混配工作过程如下：启动动力系统，待各个部分准备充分后，开始混配作业，混配的顺序是先将清水泵21输送来的清水与送料机构12输送来的粉料经过在混合喷嘴35后进入混合器31，在混合器31的作用下混合形成混合液，再将混合液进入搅拌器32中，再向混合液中添加由液添泵22输送来的液体添加剂，经过充分搅拌，得到合格工作液，完成混配工作，需要时通过排出泵23将工作液排出。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

省去了配液站建设和液体运输，实现现配现用，有效缩短了压裂施工作业周期，连续混配采用该装置不存在液体变质的问题，减少了液体的浪费，减小了对地层的伤害；连续混配解决了配液过程中易产生水包粉，提高了配液质量。

以上所述仅为本实用新型的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的内容可以对本实用新型实施例进行各种改动或变型而不脱离本实用新型的精神和范围。

Claims (10)

1.一种工作液混配装置，其特征在于，包括

粉料添加系统，包括储粉罐(11)和送料机构(12)，所述储粉罐(11)与所述送料机构(12)相连；

液料添加系统，包括清水泵(21)和液添泵(22)；

罐撬式混合罐(30)，所述罐撬式混合罐(30)内设置有混合器(31)和搅拌器(32)，所述混合器(31)和所述搅拌器(32)相连；还包括与所述混合器(31)相连的混合喷嘴(35)，所述送料机构(12)与所述混合喷嘴(35)相连，所述清水泵(21)与所述混合喷嘴(35)相连，所述液添泵(22)与所述搅拌器(32)相连，所述混合喷嘴(35)的进水方向与所述混合喷嘴(35)的喷粉方向交叉设置。

2.根据权利要求1所述的工作液混配装置，其特征在于，所述混合喷嘴(35)包括喷嘴体(351)和可移动地设置在所述喷嘴体(351)内的喷粉管(352)，所述喷粉管(352)上设置有锥形喷粉头(353)，所述喷嘴体(351)上设置有进水口(354)，所述进水口(354)的进水方向朝向所述锥形喷粉头(353)的锥形面；

所述喷嘴体(351)与所述喷粉管(352)的管壁围成调节空腔(355)，所述喷粉管(352)封闭所述调节空腔(355)的管壁上设置有调节凸台(356)；

所述喷嘴体(351)上设置有混合喷嘴出口(358)，所述混合喷嘴出口(358)与所述混合器(31)相连，所述锥形喷粉头(353)与所述混合喷嘴出口(358)相对设置。

3.根据权利要求2所述的工作液混配装置，其特征在于，还包括压力调节装置(34)，所述调节空腔(355)与所述压力调节装置(34)相连。

4.根据权利要求1所述的工作液混配装置，其特征在于，所述储粉罐(11)上设置有电子秤(111)。

5.根据权利要求1所述的工作液混配装置，其特征在于，所述清水泵(21)的出口处和所述液添泵(22)的出口处均设置有流量计(24)。

6.根据权利要求1所述的工作液混配装置，其特征在于，所述清水泵(21)和所述液添泵(22)均为至少一个。

7.根据权利要求1所述的工作液混配装置，其特征在于，所述罐撬式混合罐(30)上设置有液位计(33)。

8.根据权利要求1所述的工作液混配装置，其特征在于，所述液料添加系统还包括排出泵(23)，所述排出泵(23)与所述搅拌器(32)相连。

9.根据权利要求8所述的工作液混配装置，其特征在于，所述排出泵(23)的出口处设置有流量计(24)。

10.根据权利要求1所述的工作液混配装置，其特征在于，所述送料机构(12)为螺杆送料机构。