CN206108423U - 一种输砂装置及输砂系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种输砂装置，包括：砂料垂直提升机构，竖直地设置于砂罐外部，所述砂料垂直提升机构的下部设置有砂料进口，上部设置有用于和所述砂罐的进口连通的砂料出口；供砂机构，所述供砂机构的出砂口与所述砂料垂直提升机构的砂料进口连通。与现有技术中的水平和倾斜输砂机架相比，通过砂料垂直提升机构竖直输送砂料，从而大大减小了使用占地面积。本申请还公开了一种包含该输砂装置的输砂系统。

Description

一种输砂装置及输砂系统

技术领域

本实用新型涉及油气田压裂设备技术领域，特别涉及一种输砂装置，还涉及一种应用该输砂装置的输砂系统。

背景技术

在油气田勘探开发大型压裂施工中，所需支撑剂(石英砂、陶粒等)的规模已经达到了上千方，且需要连续输送，目前主要方式是采用砂罐预储砂，依靠重力作用从砂罐底部出口向井口供砂，砂罐通常高达十几米，需要通过专门的输砂装置向砂罐中输送砂料。

现有的一种输砂装置，包括输砂机架及设置于输砂机架上的输砂皮带，输砂机架包括倾斜机架及与水平机架，倾斜机架与水平机架铰接，利用皮带将砂子输送到砂罐内。另一种输砂装置，包括依次连接的水平上砂机构、倾斜输砂机构和下砂机构；其中，水平上砂机构设有上砂皮带机和设置在上砂皮带机两侧机架上的上砂斗；倾斜输砂机构设有进料口低于出料口倾斜设置的输砂皮带机；下砂机构设有进料口高于出料口倾斜设置的下砂罐。以上两种输砂装置在使用时，需要展开倾斜机架，如果针对高空输砂，需要较长的倾斜机架，使用占地面积大。

因此，如何解决输砂装置使用占地面积大的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种输砂装置，以减小使用占地面积。

本实用新型的另一个目的在于提供一种应用该输砂装置的输砂系统，以减小使用占地面积。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种输砂装置，包括：

砂料垂直提升机构，竖直地设置于砂罐外部，所述砂料垂直提升机构的下部设置有砂料进口，上部设置有用于和所述砂罐的进口连通的砂料出口；

供砂机构，所述供砂机构的出砂口与所述砂料垂直提升机构的砂料进口连通。

优选地，在上述的输砂装置，所述供砂机构包括：

储料箱，所述储料箱设置有进砂口和所述出砂口；

砂袋开启件，设置于所述储料箱中；

卸砂机构，用于向所述储料箱中吊装砂袋。

优选地，在上述的输砂装置，所述砂料垂直提升机构为斗式提升机，所述斗式提升机包括：

机架，所述机架包括框架和包围封闭在所述框架外部的封皮；

上滚筒，通过上旋转轴转动设置于所述机架的上部；

下滚筒，通过下旋转轴转动设置于所述机架的下部；

皮带，环绕在所述上滚筒和下滚筒上，由所述上滚筒和所述下滚筒驱动循环传送；

砂斗，沿所述皮带的传送方向依次排布固定在所述皮带上，所述上滚筒、所述下滚筒、所述皮带和所述砂斗均设置于所述框架内部；

动力组件，与所述上滚筒和/或下滚筒传动连接。

优选地，在上述的输砂装置，所述砂料垂直提升机构的底部还设置有散砂收集容器。

优选地，在上述的输砂装置，所述散砂收集容器的底部设置有输砂绞龙。

优选地，在上述的输砂装置，所述框架靠近下部的位置设置有散砂收集板，所述散砂收集板倾斜密封设置于所述框架内，且所述散砂收集板的较低端设置有漏砂槽。

优选地，在上述的输砂装置，所述下滚筒为笼形滚筒，所述下旋转轴为梭形。

优选地，在上述的输砂装置，所述机架的顶部设置有除尘器，所述除尘器通过除尘管与抽风机连通。

一种输砂系统，包括砂罐和如以上任一项所述的输砂装置，所述输砂装置的砂料垂直提升机构的砂料出口与所述砂罐通过输砂通道连通，所述砂罐的下部设置有漏斗形出砂口。

优选地，在上述的输砂系统中，所述砂罐内设置有砂位计、摄像头、防爆灯和/或压力传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的输砂装置中，砂料垂直提升机构竖直地设置于砂罐外部，砂料垂直提升机构的下部设置有砂料进口，上部设置有与砂罐的进口连通的砂料出口，供砂机构的出砂口与砂料垂直提升机构砂料进口连通。与现有技术中的水平和倾斜输砂机架相比，通过砂料垂直提升机构竖直输送砂料，从而大大减小了使用占地面积。

本实用新型提供的输砂系统中，采用了本申请中的输砂装置，因此，大大减小了使用占地面积。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种输砂系统的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的一种输砂装置的砂料垂直提升机构的下部结构示意图；

图4为图3中A-A向的剖视图。

其中，1为上滚筒、2为机架、3为皮带、4为砂斗、5为卸砂机构、6为立柱式旋转臂吊、7为定位控制器、8为砂袋开启件、9为储料箱、10过滤网、11为出砂口、12为流量阀、13为下滚筒、14为散砂收集容器、15为散砂收集板、151为漏砂槽、16为漏斗形出砂口、17为压力传感器、18为砂罐、19为防爆灯、20为摄像头、21为砂位计、22为输砂管、23为动力组件、24为下旋转轴、25为输砂绞龙。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供了一种输砂装置，减小了使用占地面积。

本实用新型还提供了一种包含该输砂装置的输砂系统，减小了使用占地面积。

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。

请参考图1-图2，本实用新型实施例提供了一种输砂装置，包括砂料垂直提升机构和供砂机构；其中，砂料垂直提升机构竖直地设置于砂罐18外部，砂料垂直提升机构的下部设置有砂料进口，上部设置有用于和砂罐18的进口连通的砂料出口；供砂机构的出砂口11与砂料垂直提升机构的砂料进口连通，用于向砂料垂直提升机构中供砂。

工作时，通过供砂机构向砂料垂直提升机构中提供砂料，砂料在砂料垂直提升机构中被垂直提升至砂料出口，通过砂料出口送入砂罐18中。由于砂料垂直提升机构靠近砂罐18的外部设置，且竖直设置，因此，与现有技术中的水平输砂机架和倾斜输砂机架相比，大大减小了使用占地面积。

在本实施例提供了一种具体的供砂机构，其包括储料箱9和砂袋开启件8，储料箱9的顶部设置有进砂口，储料箱9的下部侧壁上开设有出砂口11，出砂口11与砂料垂直提升机构的砂料进口连通，储料箱9的形状优选为漏斗形，便于砂料向出砂口11移动；砂袋开启件8设置于储料箱9中，用于将放入储料箱9中的砂袋破开，使砂料撒进储料箱9中，并从出砂口进入砂料垂直提升机构中，由砂料垂直提升机构竖直提升至砂罐18中。

作为优化，砂袋开启件8为多个并排布置于储料箱9内的具有尖刃状的刀具，刀具固定在储料箱9的箱底，刀具的刀刃朝向进砂口，当砂袋放入储料箱9时，砂袋落在刀具上，通过刀刃破开砂袋，砂袋中的砂料撒出来，完成供砂。当然，砂袋开启件8还可以为旋转的尖锐部件，如在转轴上设置有多个尖锐部件，通过旋转将落入储料箱9中的砂袋破开，只要能够破开砂袋即可，并不局限于本实施例所列举的结构。

进一步地，在本实施例中，储料箱9内设置有过滤网10，过滤网10位于砂袋开启件8的下方，设置过滤网10的目的是为了过滤大块的砂料以及破开的砂袋，提高供砂质量。

在本实施例中，供砂机构的出砂口11处还设置有流量阀12，通过控制流量阀12的启闭以及开度，从而控制供砂量。

如图1所示，在本实施例中，供砂机构还包括卸砂机构5，卸砂机构5固定于储料箱9一侧，用于向储料箱9中吊装砂袋。具体地，卸砂机构5为立柱式旋转臂吊6，优选为单臂吊，在立柱式旋转臂吊6上安装有定位控制器7，对固定立柱式旋转臂吊6进行定位控制，使其按固定路线进行砂袋吊起与卸下，以减轻劳动强度，减少误操作，提高劳动效率。当然，还可以人工将砂袋放入储料箱9中，只是耗费人力，劳动效率低。

如图1所示，本实施例提供了一种具体的砂料垂直提升机构，其为斗式提升机，斗式提升机包括机架2、上滚筒1、下滚筒13、皮带3、砂斗4和动力组件23；其中，机架2竖立固定在砂罐18的外部，上滚筒1通过上旋转轴转动设置于机架2的上部，下滚筒13通过下旋转轴24转动设置于机架2的下部，皮带3环绕在上滚筒1和下滚筒13上，由上滚筒1和下滚筒13驱动循环传送；砂斗4沿皮带3的传送方向依次排布固定在皮带3上，具体可通过螺栓固定，从储料箱9的出砂口11排出的砂料直接进入砂斗4中，通过流量阀12控制进入砂斗4中的砂料量，避免砂料撒出砂斗4，砂斗4随皮带3向上传送，在砂料垂直提升机构的砂料出口处，砂斗4翻转，将砂料从砂料出口倒出；动力组件23安装在机架2上，动力组件23与上滚筒1和/或下滚筒13传动连接，优选地，动力组件23安装在机架2的上部，并与上滚筒1传动连接，上滚筒1作为主动滚筒带动皮带3传动。

在本实施例中，机架2包括框架和包围封闭在框架外部的封皮，框架由多个方形框架叠放固定而成，上滚筒1、下滚筒13、皮带3和砂斗4均设置于框架内部。从而形成封闭密封的斗式提升机，在砂料提升过程中，防止了砂尘扩散。

进一步地，在本实施例中，砂料垂直提升机构的底部还设置有散砂收集容器14。由于砂斗4在传送的过程中，难免会有散落的砂料，为了收集散落的砂料，在底部设置散砂收集容器14，散落的砂料进入散砂收集容器14中。优选地，散砂收集容器14为漏斗形，使收集的砂子流出散砂收集装置14，防止砂子收集过多过高后，阻止砂斗4运行，防止砂斗4和皮带3损坏，提高皮带3使用寿命。

更进一步地，在散砂收集容器14的底部设置有输砂绞龙25，用于散砂收集容器14中收集的砂料输送回储料箱9中。

为了方便收集散砂，在本实施例中，框架靠近下部的位置设置有散砂收集板15，散砂收集板15倾斜设置于框架内，且穿过皮带3之间的间隙，散砂收集板15的较低端设置有漏砂槽151。即散砂收集板15的较高端的侧面封闭，较低端为开口型，用以收集上部散落下来的砂子，使其从漏砂槽151流入底部的散砂收集容器14内，尽可能防止砂子进入皮带3与下滚筒13之间，防止皮带3磨损，提高皮带3使用寿命。

进一步地，散砂收集板15的长度大于皮带3宽度，使砂子能顺利收集并进入散砂收集容器14内，散砂收集板15的宽度略小于下滚筒13直径，尽可能多的收集散落砂子又不磨损皮带3。

在本实施例中，下滚筒13为笼形滚筒，下旋转轴24为梭形，对于散砂收集板15没有收集到的少量砂子一部分落进笼形滚筒内，进入的砂子通过梭形的下旋转轴24流出两端，进入散砂收集容器14内，进一步减少砂子对皮带3的磨损。

为了更好地改善周围环境，本实施例中的机架2的顶部设置有除尘器，除尘器通过除尘管与抽风机连通，除尘器为伞状结构，便于收集粉尘。通过除尘器将粉尘抽吸至除尘管内，优选地，将粉尘通入水池中，消除环境污染。

基于以上实施例，本实用新型实施例还提供了一种输砂系统，包括砂罐18和输砂装置，输砂装置为以上全部实施例所描述的输砂装置，输砂装置的砂料垂直提升机构的砂料出口与砂罐18通过输砂通道22连通。砂罐18的数量至少为一个，每个砂罐18对应连通一个输砂通道22，每个输砂通道22上均设置有阀门，用于控制该输砂通道22的开闭。

作为优化，砂罐18的下部设置有漏斗形出砂口16，用于向混砂车提供砂子。

进一步地，各个砂罐18内设置有砂位计21、摄像头20、防爆灯19、压力传感器17、重力感应器、超声波等探测设备，用以探测储砂罐18内砂位高度，并计量砂罐内储砂量。

施工时，首先启动动力组件23，带动上滚筒1、皮带3及砂斗4旋转，同时，通过供砂机构的卸砂机构5将砂袋运入储料箱9内，同时砂袋开启件将砂袋破开，使砂子流入到储料箱9内，经过储料箱9内的过滤网10和流量阀12，将砂子流入到斗式提升机的砂斗4内，同时过滤掉砂子中混杂的包装物和大颗粒物等。砂子再通过砂斗4将砂子向上输送到输砂通道上部容器内，通过控制输砂通道22上阀门，将砂子输送到对应的砂罐18内。通过安装在砂罐18内的监控装置，监控砂罐18内的砂位高度及砂量，由于整个砂料垂直提升机构外部封闭，上部安装有除尘器，使整个输砂过程产生的灰尘扩散不到空中，防止环境污染，使整套系统在实现自动高空输砂的同时，降低了施工成本，缩小了施工占地区域，减少了环境污染，确保施工安全。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种输砂装置，其特征在于，包括：

砂料垂直提升机构，竖直地设置于砂罐(18)外部，所述砂料垂直提升机构的下部设置有砂料进口，上部设置有用于和所述砂罐(18)的进口连通的砂料出口；

供砂机构，所述供砂机构的出砂口(11)与所述砂料垂直提升机构的砂料进口连通。

2.根据权利要求1所述的输砂装置，其特征在于，所述供砂机构包括：

储料箱(9)，所述储料箱(9)设置有进砂口和所述出砂口；

砂袋开启件(8)，设置于所述储料箱(9)中；

卸砂机构(5)，用于向所述储料箱(9)中吊装砂袋。

3.根据权利要求1所述的输砂装置，其特征在于，所述砂料垂直提升机构为斗式提升机，所述斗式提升机包括：

机架(2)，所述机架(2)包括框架和包围封闭在所述框架外部的封皮；

上滚筒(1)，通过上旋转轴转动设置于所述机架(2)的上部；

下滚筒(13)，通过下旋转轴(24)转动设置于所述机架(2)的下部；

皮带(3)，环绕在所述上滚筒(1)和下滚筒(13)上，由所述上滚筒(1)和所述下滚筒(13)驱动循环传送；

砂斗(4)，沿所述皮带(3)的传送方向依次排布固定在所述皮带(3)上，所述上滚筒(1)、所述下滚筒(13)、所述皮带(3)和所述砂斗(4)均设置于所述框架内部；

动力组件(23)，与所述上滚筒(1)和/或下滚筒(13)传动连接。

4.根据权利要求3所述的输砂装置，其特征在于，所述砂料垂直提升机构的底部还设置有散砂收集容器(14)。

5.根据权利要求4所述的输砂装置，其特征在于，所述散砂收集容器(14)的底部设置有输砂绞龙(25)。

6.根据权利要求4所述的输砂装置，其特征在于，所述框架内靠近下部的位置设置有散砂收集板(15)，所述散砂收集板(15)倾斜设置于所述框架内，且所述散砂收集板(15)穿过所述皮带(3)之间的间隙，所述散砂收集板(15)的较低端设置有漏砂槽(151)。

7.根据权利要求4所述的输砂装置，其特征在于，所述下滚筒(13)为笼形滚筒，所述下旋转轴(24)为梭形。

8.根据权利要求3所述的输砂装置，其特征在于，所述机架(2)的顶部设置有除尘器，所述除尘器通过除尘管与抽风机连通。

9.一种输砂系统，其特征在于，包括砂罐(18)和如权利要求1-8任一项所述的输砂装置，所述输砂装置的砂料垂直提升机构的砂料出口与所述砂罐(18)通过输砂通道连通，所述砂罐(18)的下部设置有漏斗形出砂口(16)。

10.根据权利要求9所述的输砂系统，其特征在于，所述砂罐(18)内设置有砂位计(21)、摄像头(20)、防爆灯(19)和/或压力传感器(17)。