CN217042119U - 一种新型电驱混砂设备 - Google Patents

Abstract

一种新型电驱混砂设备，涉及油气田增产压裂作业设备技术领域，包括撬架，所述撬架上设有吸入离心泵、吸入离心泵驱动电机、排出离心泵、排出离心泵驱动电机、变频室、管汇、控制室、干添模块、液添模块和输砂绞龙模块，本实用新型的技术方案能够解决柴油机驱动和电液驱动系统体积大、结构复杂，日常维护费用高；混砂设备大多为一体化设计，整体尺寸大，不易运输；混砂设备大多为散件组装，尤其液添装置水平布置，占地面积大，结构臃肿，不易制造及维修；离心泵及驱动装置在设备的中心位置，一旦需要维护，需拆卸其他设备，工作量极大；管线布置不合理，存在安全隐患的技术问题。

Description

一种新型电驱混砂设备

技术领域

本实用新型涉及油气田增产压裂作业设备技术领域，具体涉及一种新型电驱混砂设备。

背景技术

混砂设备是压裂施工的主要设备，混砂设备主要由动力系统、管汇系统、输砂绞龙系统、液添系统和干添系统等组成，动力系统又分柴油机驱动、电液混合驱动、电机驱动等形式，系统多、结构复杂、尺寸大。

现有混砂设备存在以下问题：

1、柴油机驱动和电液驱动系统体积大、结构复杂，日常维护费用高；

2、混砂设备大多为一体化设计，整体尺寸大，不易运输；

3、混砂设备大多为散件组装，尤其液添装置水平布置，占地面积大，结构臃肿，不易制造及维修；

4、离心泵及驱动装置在设备的中心位置，一旦需要维护，需拆卸其他设备，工作量极大；

5、管线布置不合理，存在安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种新型电驱混砂设备，能够解决柴油机驱动和电液驱动系统体积大、结构复杂，日常维护费用高；混砂设备大多为一体化设计，整体尺寸大，不易运输；混砂设备大多为散件组装，尤其液添装置水平布置，占地面积大，结构臃肿，不易制造及维修；离心泵及驱动装置在设备的中心位置，一旦需要维护，需拆卸其他设备，工作量极大；管线布置不合理，存在安全隐患的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种新型电驱混砂设备，包括撬架，所述撬架上设有吸入离心泵、吸入离心泵驱动电机、排出离心泵、排出离心泵驱动电机、变频室、管汇、控制室、干添模块、液添模块和输砂绞龙模块，所述吸入离心泵和排出离心泵设置在撬架前后两侧的最外侧，所述吸入离心泵与所述吸入离心泵驱动电机连接，所述排出离心泵与所述排出离心泵驱动电机连接，所述吸入离心泵上方设有变频室，所述变频室通过螺栓固设在撬架上，所述排出离心泵的上方设有控制室，所述控制室通过螺栓固设在撬架上，所述干添模块、液添模块和输砂绞龙模块的出料口下端设有混砂罐，所述输砂绞龙模块通过连接装置斜向连接在撬架的一侧。

本技术方案中，通过将吸入离心泵和排出离心泵设置在撬架前后两侧的最外侧，方便检修，极易维护；将变频室设置在吸入离心泵的上方，控制室设置在排出离心泵的上方，利于降低设备的整体尺寸，便于运输。

优选地，所述输砂绞龙模块数量为N,N≥1；所述液添模块数量为M，M≥1。

本技术方案中，根据功能需求和运输尺寸要求，可以安装一个或多个液添模块和输砂绞龙模块，对其进行组合设计，提高工作效率。

优选地，所述连接装置为销轴或螺栓。

优选地，所述管汇包括空压机、开关蝶阀、流量调节阀、吸入管汇和排出管汇，所述空压机设置在撬架上，所述管汇上设有多个开关蝶阀和流量调节阀，所述吸入管汇和排出管汇的输出口设置在撬架前后两侧，且所述吸入管汇和排出管汇均与混砂罐连通。

本技术方案中，所述的空压机为电机驱动的无油空气压缩机，所述开关蝶阀和流量调节阀全部采用气动蝶阀和气控阀组，克服了电动蝶阀响应慢、价格高及液控阀组需要复杂液压系统的缺陷；由电动机驱动的空压机来为气动开关蝶阀提供动力源，通过吸入管汇与排出管汇之间的气动开关蝶阀的开启或关闭来实现不同回路的工作。

优选地，所述液添模块包括框架、液添泵、液添泵驱动电机、管线、流量计、液添罐和连接件，所述框架为分层式结构，所述每层框架内均设有液添泵，所述液添泵上连接有液添泵驱动电机，所述液添泵通过连接件与所述框架连接，所述管线一端与所述液添泵连接，另一端与所述液添罐连接，所述管线上设有流量计。

本技术方案中，通过将框架设置为分层式结构，且每层框架内均设有液添泵和液添泵驱动电机，利于节省空间。向液添罐内加入化学液体添加剂，在液添泵驱动电机和液添泵的作用下化学液体添加剂通过管线进入混砂罐内。

优选地，所述连接件为销轴或螺栓。

优选地，所述输砂绞龙模块包括三角形支撑架、工具箱、绞龙、绞龙驱动电机、减速箱、料斗和振动筛，所述支撑架内设置有工具箱，所述支撑架的斜边与绞龙连接，所述绞龙顶部设有绞龙驱动电机，所述绞龙驱动电机的方向与所述绞龙的方向一致，所述绞龙驱动电机通过减速箱与所述绞龙连接，所述绞龙底部设有料斗，所述料斗内设有振动筛。

本技术方案中，通过三角形支撑架支撑绞龙，向绞龙底部的料斗内加入砂子，通过振动筛振动能够避免砂子堆积，通过绞龙驱动电机驱动绞龙上升，最终将砂子倒入混砂罐中。通过将工具箱置于三角形支撑架内，可以实现空间最大化利用；通过设置绞龙驱动电机的方向与所述绞龙的方向一致，对方向进行优化，可降低绞龙高度，易于运输。

优选地，所述撬架上还设有管线预埋通道。

本技术方案中，所有管线通过管线预埋通道预埋，实现了管线与结构件的分离，安全可靠，外观整洁美观。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1. 通过采用电机驱动的无油空气压缩机，较常规柴油机驱动压缩机，无需散热、润滑，成本更低、更易维护，根据功能要求可以配备多个，实现相互备用，提高设备可靠性。

2. 将液添模块采用分层式立体布局，使得本身复杂的模块更加美观，在工作过程中能够更直接的发现并解决异常情况；整个液添模块与设备上其他部件连接的管线拆除后，能够实现独立拆装，便于整个模块的打包运输及维护。

3. 本设备的各个动力输出部分均采用电机驱动，规避了柴油机系统或电液驱动系统结构复杂，占用空间大的问题。

4. 通过设置管线预埋通道，实现了管线与结构件的分离，安全可靠，外观整洁美观。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提出的一种新型电驱混砂设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种新型电驱混砂设备的背面结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种新型电驱混砂设备的液添模块结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种新型电驱混砂设备的输砂绞龙模块结构示意图；

图5为本实用新型提出的一种新型电驱混砂设备的管线预埋通道截面示意图。

附图标记说明：

1-撬架、2-吸入离心泵、3-排出离心泵、4-变频室、5-管汇、501-空压机、502-开关蝶阀、503-流量调节阀、504-吸入管汇、505-排出管汇、6-控制室、7-干添模块、8-液添模块、801-框架、802-液添泵、803-液添泵驱动电机、804-管线、805-流量计、806-液添罐、807-连接件、9-输砂绞龙模块、901-支撑架、902-工具箱、903-绞龙、904-绞龙驱动电机、905-减速箱、906-料斗、907-振动筛、10-管线预埋管道、11-连接装置。

具体实施方式

下面结合说明书附图，以举例的方式对本实用新型创造的内容作出详细描述，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。

如图1-5所示，一种新型电驱混砂设备，包括撬架1，所述撬架1上设有吸入离心泵2、吸入离心泵驱动电机、排出离心泵3、排出离心泵驱动电机、变频室4、管汇5、控制室6、干添模块7、液添模块8和输砂绞龙模块9，所述吸入离心泵2和排出离心泵3设置在撬架1前后两侧的最外侧，便于检修；所述吸入离心泵2与所述吸入离心泵驱动电机连接，所述吸入离心泵驱动电机为吸入离心泵2提供动力，所述排出离心泵3与所述排出离心泵驱动电机连接，所述排出离心泵驱动电机为排出离心泵3提供动力；所述吸入离心泵2上方设有变频室4，所述变频室4通过螺栓固设在撬架1上，所述排出离心泵3的上方设有控制室6，所述控制室6通过螺栓固设在撬架1上，通过将变频室4和控制室6分别设置在吸入离心泵2和排出离心泵3的上方，利于缩短整机长度，易于运输；所述干添模块7、液添模块8和输砂绞龙模块9的出料口下端设有混砂罐，所述输砂绞龙模块9通过连接装置11斜向连接在撬架1的一侧，所述连接装置11为销轴或螺栓。所述撬架1上还设有管线预埋通道10，通过设置管线预埋通道10，实现了管线与结构件的分离，安全可靠，外观整洁美观。

所述管汇5包括空压机501、开关蝶阀502、流量调节阀503、吸入管汇504和排出管汇505，所述空压机501设置在撬架1上，所述空压机501为电机驱动的无油空气压缩机，较常规柴油机驱动压缩机，无需散热、润滑，成本更低、更易维护，可根据功能要求配备多个，实现相互备用，提高设备可靠性；

所述管汇5上设有多个开关蝶阀502和流量调节阀503，所述开关蝶阀502和流量调节阀503全部采用气动蝶阀和气控阀组，克服了电动蝶阀响应慢、价格高及液控阀组需要复杂液压系统的缺陷；所述吸入管汇504和排出管汇505的输出口设置在撬架1前后两侧，且所述吸入管汇504和排出管汇505均与混砂罐连通。

所述液添模块8螺栓连接在撬架1上，所述液添模块8数量为M，M≥1，所述液添模块8包括框架801、液添泵802、液添泵驱动电机803、管线804、流量计805、液添罐806和连接件807，所述框架801为分层式结构，所述每层框架801内均设有液添泵802，所述液添泵802上连接有液添泵驱动电机803，所述液添泵802通过连接件807与所述框架801连接，所述连接件807为销轴或螺栓。所述管线804一端与所述液添泵802连接，另一端与所述液添罐806连接，所述管线804上设有流量计805。将液添模块8采用分层式立体布局，使得本身复杂的模块更加美观，在工作过程中能够更直接的发现并解决异常情况；整个液添模块8与设备上其他部件连接的管线拆除后，能够实现独立拆装，便于整个模块的打包运输及维护。

所述输砂绞龙模块9数量为N,N≥1，所述输砂绞龙模块9包括三角形支撑架901、工具箱902、绞龙903、绞龙驱动电机904、减速箱905、料斗906和振动筛907，所述支撑架901内设置有工具箱902，将工具箱902置于三角形支撑架901内，最大化利用空间；所述支撑架901的斜边与绞龙903螺栓连接，所述绞龙903顶部设有绞龙驱动电机904，所述绞龙驱动电机904的方向与所述绞龙903的方向一致，对方向进行优化，可降低绞龙903高度，易于运输；所述绞龙驱动电机904通过减速箱905与所述绞龙903连接，所述绞龙903底部设有料斗906，所述料斗906内设有振动筛907，避免砂子堆积。

工作原理：在吸入离心泵2及吸入离心泵驱动电机的作用下将需求的滑溜水从吸入管汇504吸入混砂罐，通过改变管汇5中开关蝶阀502的开闭状态来调节进入混砂罐的液体流量；液添泵802在液添泵驱动电机803的作用下将所需液体化学添加剂从设备外部或液添罐806吸入后通过管线804流向混砂罐或者管汇5中的吸入管汇504及排出管汇505某处的预留接口；干添模块7在电机的驱动下，将所需固体化学添加剂按一定比例直接进入混砂罐；绞龙903在绞龙驱动电机904作用下将所需支撑剂从底部输送至顶部后，直接进入混砂罐；滑溜水、液添、干添、支撑剂等在混砂罐混合后，在排出离心泵3及排出离心泵驱动电机的作用下通过排出管汇505排出。

本实用新型的结构设置能够解决现有设备中的柴油机驱动和电液驱动系统体积大、结构复杂，日常维护费用高；混砂设备大多为一体化设计，整体尺寸大，不易运输；混砂设备大多为散件组装，尤其液添装置水平布置，占地面积大，结构臃肿，不易制造及维修；离心泵及驱动装置在设备的中心位置，一旦需要维护，需拆卸其他设备，工作量极大；管线布置不合理，存在安全隐患的技术问题。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其申请构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型电驱混砂设备，包括撬架（1），所述撬架（1）上设有吸入离心泵（2）、吸入离心泵驱动电机、排出离心泵（3）、排出离心泵驱动电机、变频室（4）、管汇（5）、控制室（6）、干添模块（7）、液添模块（8）和输砂绞龙模块（9），其特征在于：所述吸入离心泵（2）和排出离心泵（3）设置在撬架（1）前后两侧的最外侧，所述吸入离心泵（2）与所述吸入离心泵驱动电机连接，所述排出离心泵（3）与所述排出离心泵驱动电机连接，所述吸入离心泵（2）上方设有变频室（4），所述变频室（4）通过螺栓固设在撬架（1）上，所述排出离心泵（3）的上方设有控制室（6），所述控制室（6）通过螺栓固设在撬架（1）上，所述干添模块（7）、液添模块（8）和输砂绞龙模块（9）的出料口下端设有混砂罐，所述输砂绞龙模块（9）通过连接装置（11）斜向连接在撬架（1）的一侧。

2.如权利要求1所述一种新型电驱混砂设备，其特征在于：所述输砂绞龙模块（9）数量为N,N≥1；所述液添模块（8）数量为M，M≥1。

3.如权利要求1所述一种新型电驱混砂设备，其特征在于：所述连接装置（11）为销轴或螺栓。

4.如权利要求1所述一种新型电驱混砂设备，其特征在于：所述管汇（5）包括空压机（501）、开关蝶阀（502）、流量调节阀（503）、吸入管汇（504）和排出管汇（505），所述空压机（501）设置在撬架（1）上，所述管汇（5）上设有多个开关蝶阀（502）和流量调节阀（503），所述吸入管汇（504）和排出管汇（505）的输出口设置在撬架（1）前后两侧，且所述吸入管汇（504）和排出管汇（505）均与混砂罐连通。

5.如权利要求1所述一种新型电驱混砂设备，其特征在于：所述液添模块（8）包括框架（801）、液添泵（802）、液添泵驱动电机（803）、管线（804）、流量计（805）、液添罐（806）和连接件（807），所述框架（801）为分层式结构，所述每层框架（801）内均设有液添泵（802），所述液添泵（802）上连接有液添泵驱动电机（803），所述液添泵（802）通过连接件（807）与所述框架（801）连接，所述管线（804）一端与所述液添泵（802）连接，另一端与所述液添罐（806）连接，所述管线（804）上设有流量计（805）。

6.如权利要求5所述一种新型电驱混砂设备，其特征在于：所述连接件（807）为销轴或螺栓。

7.如权利要求1所述一种新型电驱混砂设备，其特征在于：所述输砂绞龙模块（9）包括三角形支撑架（901）、工具箱（902）、绞龙（903）、绞龙驱动电机（904）、减速箱（905）、料斗（906）和振动筛（907），所述支撑架（901）内设置有工具箱（902），所述支撑架（901）的斜边与绞龙（903）连接，所述绞龙（903）顶部设有绞龙驱动电机（904），所述绞龙驱动电机（904）的方向与所述绞龙（903）的方向一致，所述绞龙驱动电机（904）通过减速箱（905）与所述绞龙（903）连接，所述绞龙（903）底部设有料斗（906），所述料斗（906）内设有振动筛（907）。

8.如权利要求1所述一种新型电驱混砂设备，其特征在于：所述撬架（1）上还设有管线预埋通道（10）。

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