向高压气体中注入固体的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于石油天然气行业气体钻井工程技术领域的设备，特别是涉及一种向高压气体中注入固体的装置。
【背景技术】
[0002]随着多数油气田进入后期开发阶段，油气层的发现与保护日趋重要，气体钻井具有保护油气层与提速的优势，因而得到日益广泛的应用。在气体钻井过程中，地层出水是一个比较常见和严重的问题。为了解决地层出水问题，需要向井眼中加注携水剂、堵水剂等化学药剂，这是一个物料输送问题。虽然专利CN201650251和CN 203559830分别公开了一种气体钻井用固体加注装置，通过压力平衡和压差技术实现物料从储料罐进入高压管线，继而进入井眼，但是前者由于采用了文丘里管结构，导致储料罐和高压管线之间的流通面积过小，易于形成桥堵；后者虽然在储料罐下部加了一个螺旋输送装置，但是依然无法解决桥堵冋题。
【发明内容】
[0003]为了能够有效解决高压气体中固体物料加注的堵塞问题，本发明提供一种向高压气体中注入固体的装置，其将压力平衡和螺旋输送相结合，既能保证固体物料顺利加注入高压气体，还能实现物料的定量输送。
[0004]为此，本发明的技术方案如下:
[0005]一种向高压气体中注入固体的装置，包括固体注入罐和输送装置，所述固体注入罐的顶部设有人孔、泄压口、压力表口和安全阀口，底部设有进气口，其内腔的中下部设有支撑板，所述支撑板多孔，孔内设有气化布骨架，所述支撑板上还覆有气化布；所述固体注入罐内固体物料均置于所述气化布上；所述输送装置包括电机、异形三通、焊接于所述固体注入罐底部的螺旋槽，和设于所述螺旋槽内部的螺旋叶片；所述气化布上的固体物料能依靠重力滑落至该螺旋槽内；所述电机带动所述螺旋叶片转动输送固体物料至异形三通处；所异形三通与内部有高压气体的高压管线相连。
[0006]该向高压气体中注入固体的装置还包括用于设于所述固体注入罐与电机之间密封装置；所述密封装置通过法兰与所述固体注入罐连接，其外侧为密封壳，内部沿远离法兰方向依次设有密封槽、挡圈和轴承；所述密封槽内垫有密封圈；所述密封壳靠近电机侧的端面设有端盖。
[0007]所述支撑板以螺旋叶片为中线分为两块且对称分布于所述固体注入罐内两侧，其底端分别焊接于所述螺旋槽两侧的边沿上，顶端延伸至同侧固体注入罐的罐体上并与之焊接为一体；支撑板与螺旋槽一起将固体注入罐的罐体分为上下两部分。
[0008]所述异形三通正对螺旋叶片的内壁处设有轴承I，所述螺旋叶片穿过所述异形三通与轴承I密封连接。密封连接的方式为:异形三通在螺旋叶片与轴承I连接处设有密封槽I，紧靠轴承I处安装有挡圈I，挡圈I外侧安装有密封圈I。
[0009]用于固定所述电机的支架与所述固体注入罐连接为一体，且所述电机固定连接在所述支架上。
[0010]所述固体注入罐底部设有电子称重仪。
[0011]所述电机前端设有变速器。
[0012]该向高压气体中注入固体的装置具有以下优点:
[0013]I)通过螺旋输送与气力输送相结合有效解决桥堵问题；
[0014]2)采用变速机构，实现物料输送速度可调；
[0015]3)电机与固体注入罐固定成一个整体，方便电子称重仪称重，实时监测固体物料的量；
[0016]4)高压气体从进气口进入固体注入罐内，穿过气化布吹动物料，实现物料松动。
【附图说明】
[0017]图1为本发明装置的结构示意图；
[0018]图2为本发明固体注入罐部分的结构示意图；
[0019]图3为本发明密封装置部分的结构示意图；
[0020]图4为本发明异形三通部分的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本发明的具体结构进行描述。
[0022]如图1所示，一种向高压气体中注入固体的装置，包括固体注入罐3和输送装置，固体注入罐3的顶部设有人孔308 (也作为物料加注口)、泄压口 305、压力表口 304和安全阀口 306，底部设有进气口 311，其内腔的中下部设有支撑板308，支撑板308多孔，孔内设有气化布骨架309，支撑板308上还覆有气化布307 ;如图2所示，固体注入罐3内固体物料均置于所述气化布307上；输送装置包括电机101、异形三通501、焊接于固体注入罐3底部的螺旋槽310，和位于螺旋槽310中的螺旋叶片4 ;螺旋槽310位于进气口 311上方；支撑板308以螺旋叶片4为中线分为两块且对称分布于罐体302内两侧，以一侧的支撑板为例，其底端焊接于螺旋槽310 —侧的边沿上，顶端向周围罐体302延伸并与之无缝焊接；支撑板308与螺旋槽310 —起将罐体分为上下两部分，保证气化布307上的固体物料能依靠重力滑落至该一体结构内；螺旋叶片4的一端连接电机101，另一端穿过轴承I 506并被其定位于异形三通501内，如图4所示；轴承I 506的端盖507通过螺栓连接于异形三通501上，异形三通501在螺旋叶片4与轴承I 506的连接处设有密封槽I 504，紧靠轴承I 506处安装有挡圈I 505，挡圈I 505外侧安装有密封圈I 504 ;确保此处为密封连接；异形三通501与内部有高压气体的高压主气管线相连；电机101带动螺旋叶片4转动能输送固体物料至异形三通501处，从而使固体物料进入高压气体。
[0023]固体注入罐3与电机101之间还设有密封装置2 ;密封装置2通过法兰与固体注入罐3连接，其外侧为密封壳206，内部沿远离法兰方向依次设有密封槽205、挡圈203和轴承202 ;密封槽205内垫有密封圈204 ;密封壳206靠近电机101侧的端面设有端盖201。既能约束螺旋叶片4，又能实现密封。
[0024]密封圈和密封圈I均能实现高压旋转密封。
[0025]固体注入罐3上焊有支架301，该支架301由水平工字钢与工字钢斜拉筋焊接而成，电机固定于支架301上，固体注入罐3底部设有电子称重仪6，用于实时监测固体物料的量。
[0026]电机101前端设有变速器102，可调节物料输送速度。
[0027]异形三通501可连接三通502以接出高压气体分支管线。
[0028]使用时，此固体注入罐3的压力表口 304安装有压力表，用于监测固体注入罐6内的压力；进气口 311与高压主气管线的分支管线相连。打开人孔303，将固体物料加入固体注入罐的罐体302，关闭人孔303 ;高压主气管线从进气口 311向固体注入罐3通气，高压气体经气化布307扩散入固体注入罐的物料内，松动物料；物料靠重力滑落至螺旋槽310内，调节变速器102为低速档，防止启动扭矩过大损坏电机，电机带动螺旋叶片4旋转，将固体物料输送至异形三通501，继而进入高压主气管线，被高压气体输送至井底。当电机101运转稳定后，将变速器102调至高速档，实现物料快速输送。当罐体302内物料全部输送至井底后，将变速机102调至低速档，然后关闭电机101，螺旋叶片停止转动；打开泄压口 305，对罐体302进行泄压，泄压完毕后，关闭泄压口 305。电子称重仪6实时监测物料输送状况。
[0029]当固体注入罐3内部物料发生桥堵时，关闭主气管线进气，打开泄压口 305，进行短时间泄压，高压气体流动会吹散物料，解决桥堵。
[0030]通过使用向高压气体中注入固体的装置，有效解决了高压气体中固体物料加注的堵塞问题，使固体化学药剂能顺利加注，有助于解决地层出水的问题。
【主权项】
1.一种向高压气体中注入固体的装置，包括固体注入罐(3)和输送装置，其特征在于:所述固体注入罐(3)的顶部设有人孔(308)、泄压口(305)、压力表口(304)和安全阀口(306)，底部设有进气口(311)，其内腔的中下部设有支撑板(308)，所述支撑板(308)多孔，孔内设有气化布骨架(309)，所述支撑板(308)上还覆有气化布(307);所述固体注入罐(3)内固体物料均置于所述气化布(307)上；所述输送装置包括电机(101)、异形三通(501)、焊接于所述固体注入罐(3)底部的螺旋槽(310)，和设于所述螺旋槽(310)内部的螺旋叶片(4);所述气化布(307)上的固体物料能依靠重力滑落至该螺旋槽(310)内；所述电机(101)带动所述螺旋叶片(4)转动输送固体物料至异形三通(501)处；所异形三通(501)与内部有高压气体的高压管线相连。
2.如权利要求1所述向高压气体中注入固体的装置，其特征在于:还包括用于设于所述固体注入罐(3)与电机(101)之间密封装置(2);所述密封装置(2)通过法兰与所述固体注入罐(3)连接，其外侧为密封壳(206)，内部沿远离法兰方向依次设有密封槽(205)、挡圈(203)和轴承(202);所述密封槽(205)内垫有密封圈(204);所述密封壳(206)靠近电机(101)侧的端面设有端盖(201) ο
3.如权利要求1所述向高压气体中注入固体的装置，其特征在于:所述支撑板(308)以螺旋叶片(4)为中线分为两块且对称分布于所述固体注入罐(3)内两侧，其底端分别焊接于所述螺旋槽(310)两侧的边沿上，顶端延伸至同侧固体注入罐(3)的罐体(302)上并与之焊接为一体；支撑板(308)与螺旋槽(310) —起将固体注入罐(3)的罐体分为上下两部分。
4.如权利要求1所述向高压气体中注入固体的装置，其特征在于:所述异形三通(501)正对螺旋叶片(4)的内壁处设有轴承I (506)，所述螺旋叶片(4)穿过所述异形三通(501)与轴承1(506)密封连接。
5.如权利要求1所述向高压气体中注入固体的装置，其特征在于:用于固定所述电机(101)的支架(301)与所述固体注入罐⑶连接为一体，且所述电机(101)固定连接在所述支架(301)上。
6.如权利要求5所述向高压气体中注入固体的装置，其特征在于:所述固体注入罐(3)底部设有电子称重仪(6)。
7.如权利要求1所述向高压气体中注入固体的装置，其特征在于:所述电机(101)前端设有变速器(102)。
【专利摘要】本发明公开了一种向高压气体中注入固体的装置，包括固体注入罐和输送装置，固体注入罐的顶部设有人孔、泄压口、压力表口和安全阀口，底部设有进气口，其内腔的中下部设有支撑板，支撑板多孔，表面覆有气化布；固体物料均置于气化布上；输送装置包括电机、异形三通、焊接于固体注入罐底部的螺旋槽和设置于螺旋槽内的螺旋叶片；螺旋槽位于进气口之上，且气化布上的固体物料能依靠重力滑落至该螺旋槽内；电机带动螺旋叶片转动输送物料至与高压主气管线相连的异形三通处。该向高压气体中注入固体的装置将压力平衡和螺旋输送相结合，既能保证固体物料顺利加注入高压气体，还能实现物料的定量输送。
【IPC分类】E21B7-18
【公开号】CN104653106
【申请号】CN201510083140
【发明人】马金山, 齐金涛, 李征, 郑燕阳, 魏臣兴, 魏凯, 栾家翠, 陈磊
【申请人】中国石油集团渤海钻探工程有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月16日