用于压裂施工的气动输砂撬的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种气动输砂撬，用于油气开采中的压裂施工作业。
【背景技术】
[0002]在石油、天然气开采过程中，一般需要将成百上千吨压裂砂或支撑剂打入井下进行增产压裂。
[0003]目前，压裂砂以袋装或散装形式运到井场。对于袋装砂，需要人工辅助吊车吊运到储砂装置的进砂口，然后在施工过程中通过储砂装置向混砂车供砂，存在作业效率低，工人劳动强度大的问题。对于散装砂，一种方式由砂罐车向混砂车供砂，往往只能适应小规模作业砂量的要求，难以满足近年来压裂施工大砂量的要求，且这种方式设备布置灵活性较差、难以实现自动化控制；另一种方式通过集成式气动输送运砂车给储砂装置供砂，由于气动输送设备(包含风机、气输管路等)集成在运砂车上，这就在一定程度上增大了运砂车质量和尺寸，降低了运砂车的道路适应性，提高了对井场道路的要求。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型在于优化现有的气动输砂装置，使得压裂砂的输送储运更加方便。
[0005]为此，本实用新型提供一种用于压裂施工的气动输砂撬，和运砂车连接，主要由风机、砂斗、下料阀、加速室、撬座组成，其特征在于:上述运砂车为常规罐式运砂车；上述下料阀和上述加速室一体化形成下料阀加速室一体化装置，上述砂斗直接和常规罐式运砂车的尾部出料口对接。
[0006]本实用新型的气动输砂撬上，还可布置有风机驱动电机、控制箱，用于在本地进行风机的驱动及启停操作。风机驱动电机和风机间可以为皮带传动、链传动、齿轮传动、直接驱动等。
[0007]本实用新型的气动输砂撬中，下料阀加速室一体化装置可以由电机直接驱动，或通过链传动、齿轮传动、皮带传动等其他传动间接驱动。
[0008]作为一种优化，气动输砂撬还在撬座下方安装一组滚轮，从而能够更加方便地调整气动输砂撬的位置，使得砂斗对准运砂车出砂口。
[0009]传统气动输砂撬，下料阀与加速室为分体式结构，这样整体体积较大、高度较高，砂斗无法和常规罐式运砂车的尾部出料口对接，需要特制运砂车以增加出料口高度。本专利中，下料阀与加速室设计成下料阀加速室一体化装置，能够在较大程度上减小砂斗进砂口高度，从而使常规运砂车在卸料状态能够很方便地向砂斗供砂。
[0010]作为一种优选，该专利的气动输砂撬，其特征在于:上述下料阀加速室一体化装置的出口经软管连接在储砂装置上；储砂装置主要由上罐、下罐套装并经软体囊密封而成。
[0011]储砂装置工作时，上罐上升到高位，上罐、下罐形成最大容积，可储运更多压裂砂。储砂装置运输时上罐下放，上罐、下罐折叠到最小高度以方便运输。
[0012]对于储砂装置的气输管路布置，目前是将主管路(一般为硬管)布置在罐顶。若储砂装置为分仓式结构，则需要在主管路上对应每个料仓配备分路阀，由于高位操作不便，分路阀必须设计为自动阀门，成本较高且需要气源(或液压源)支持。另外，为了将储砂装置的工作容积最大化，储砂装置运输状态高度一般设计达到了运输不超高的极限。如果要使配置了气输管路的储砂装置不超高，则必须牺牲一部分高度，在占地面积不变的情况下必然减小储砂装置的容量。
[0013]气动输砂撬与储砂装置之间的管路为软管，气动输砂撬及运砂车与储砂装置之间相对位置关系灵活性较大，这样就可以尽可能充分地利用井场空闲位置，能够在一定程度上缓解目前国内井场征地困难、井场面积小的问题。
[0014]运行过程中，只需要工人偶尔调节一下运砂车出砂口阀门，保证压裂砂不至于溢出砂斗即可，工人劳动轻度较小。如果采用自动阀门，根据砂斗的砂量来自动调节阀门开度，则可以不需要人工操作。
[0015]由于该分体式气动输砂撬可以和常规罐式运砂车直接连接，且可以实现连续供砂，运砂车满载时能够在半个小时(或更短时间)内将砂卸完。相比现有的两种供砂方式，这种方式作业效率较高。
[0016]相比常规散装砂直接由砂罐车向混砂车供砂的方式，这种方式能够更好地适应大规模压裂施工大砂量的要求。
[0017]由于常规运砂车满载时质量较大，再在其基础上增加质量将会降低其道路适应性，特别是提高了井场道路的要求。相比集成式气动输送运砂车给井场储砂装置供砂的方式，本实用新型是独立式供砂方式，不增加运砂车的质量和尺寸，井场布置灵活性较大，可以充分利用空闲的井场面积。
【附图说明】
[0018]以下结合附图和【具体实施方式】来进一步说明本实用新型。
[0019]图1是本实用新型的气动输砂鏡工作不意图；
[0020]图2是本实用新型的气动输砂撬的结构示意图；
[0021]图3是与本实用新型的气动输砂撬连接的储砂装置处于工作状态下的结构示意图；
[0022]图4是与本实用新型的气动输砂撬连接的储砂装置处于运输状态下的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0024]如图1所示，该实施例的用于压裂施工的气动输砂撬2，在工作时直接和罐式运砂车I出料口对接，经软管5和储砂装置3的气输管路4相连通。
[0025]如图2所示，气动输砂撬2由风机驱动电机201、风机202、砂斗203、下料阀加速室一体化装置204、下料阀驱动装置205、控制箱206、撬座207、风机动力传动装置208组成。相对现有技术，该实施将下料阀与加速室采用一体化设计形成下料阀加速室一体化装置204，能够在较大程度上减小砂斗203进砂口高度，从而使常规运砂车I卸料状态能够很方便地向砂斗203供砂。
[0026]砂斗203为压裂砂的输入口，然后压裂砂通过下方的下料阀加速室一体化装置204，下料阀能够保证压裂砂定量进入加速室而不至于阻塞。从砂斗203进入的压裂砂与风机202输出的一定压力的空气在下料阀加速室一体化装置204的加速室高速混合并从出口输出。控制箱206可以进行风机驱动电机201、下料阀驱动装置205的启停和调速控制。
[0027]该实施中，风机驱动电机201和驱动风机202的间为皮带传动。下料阀加速室一体化装置204由电机直接驱动。
[0028]如图3、图4所示，储砂装置3为上下套罐结构，下罐固定，上罐可上下滑动，两罐之间的密封由固定于上罐顶部及下罐顶部的软体囊来实现。工作时，上罐上升到高位；运输时上罐下放到运输高度。
[0029]可用于伸缩式储砂装置3的气输管路4，将主管路(为硬管)401布置在储砂装置3的下部、高度在1.2-1.5m的位置。分路阀402设计为自动阀门。从主管路分路阀402分出的各分体仓硬管403从储砂装置3下罐锥部进入各分体仓，分体仓硬管403进入分体仓内露头后通过仓内软管404连接到顶部出料口硬管接头出料口 405，该出料口固定在储砂装置3顶部。出料口方向朝上，混合物料喷出后打到挡料板406上后反弹回料仓。经过反弹后的混合物料动能大幅度减小，对分仓体内壁软体囊及仓内软管404的冲击大幅度降低，从而大幅度减小对软体囊及仓内软管404的破坏程度。另外，这种管路4罐顶高度增加很小，对储砂装置3容量的影响也很小。各分体仓内绝大部分管路为软管，能够较好地适应储砂装置3上罐体伸缩的要求。
[0030]运砂车I将压裂砂运输到压裂井场并将出砂口对准气动输砂撬2的砂斗203，连接气动输砂撬2与储砂装置3之间的管路，由于气动输砂撬2与储砂装置3之间的管路为软管，所以气动输砂撬2及运砂车I与储砂装置3之间相对位置关系灵活性较大，这样就可以尽可能充分地利用井场空闲位置，能够在一定程度上缓解目前国内井场征地困难、井场面积小的问题。
[0031]该系统运行过程中，只需要工人偶尔调节一下运砂车I出砂口阀门，保证压裂砂不至于溢出砂斗203即可，工人劳动轻度较小。如果采用自动阀门，根据砂斗203的砂量来自动调节阀门开度，则可以不需要人工操作。
[0032]由于气动输砂撬可以实现连续供砂，运砂车I满载时能够在半个小时(或更短时间)内将砂卸完。相比上文提到的两种供砂方式，这种方式作业效率较高。
[0033]这种方式是在压裂施工前就把压裂砂用砂罐车气输到井场本地储砂装置。储砂装置3准备好，砂容量可大可小。相比常规散装砂直接由砂罐车I向混砂车供砂的方式，这种方式能够更好地适应大规模压裂施工大砂量的要求。
[0034]由于常规运砂车满载时质量较大，再在其基础上增加质量将会降低其道路适应性，特别是提高了井场道路的要求。增加其长度，同样会高了井场道路的要求。相比集成式气动输送运砂车给井场储砂装置供砂的方式，这种独立式供砂方式不增加运砂车的质量和尺寸，且气动输砂撬2尺寸较小，井场布置灵活性较大，可以充分利用空闲的井场面积。
[0035]以上是本实用新型的实施方式之一，对于本领域内的一般技术人员，不花费创造性的劳动，在上述实施例的基础上可以做多种变化，同样能够实现本实用新型的目的。但是，这种变化显然应该在本实用新型的权利要求书的保护范围内。
【主权项】
1.用于压裂施工的气动输砂撬，和运砂车连接，主要由风机、砂斗、下料阀、加速室、撬座组成，其特征在于:上述运砂车为常规罐式运砂车；上述下料阀和上述加速室一体化形成下料阀加速室一体化装置，上述砂斗直接和常规罐式运砂车的尾部出料口对接。2.根据权利要求1所述的用于压裂施工的气动输砂撬，其特征在于:上述下料阀加速室一体化装置的出口经软管连接在储砂装置上；储砂装置主要由上罐、下罐套装并经软体囊密封而成。3.根据权利要求1所述的用于压裂施工的气动输砂撬，其特征在于:上述撬座的下方安装有一组滚轮。
【专利摘要】用于压裂施工的气动输砂撬，其下料阀和加速室一体化形成下料阀加速室一体化装置组成，能够在较大程度上减小砂斗进砂口高度，从而使常规运砂车在卸料状态能够很方便地向砂斗供砂。解决了现有气动输砂撬因下料阀与加速室为分体式结构，需要特制运砂车以增加出料口高度的难题。另外，可经软管和可套装的储砂装置相连接，方便了井场的布置。
【IPC分类】E21B43/26
【公开号】CN204754896
【申请号】CN201520393489
【发明人】明章杰, 李泓杉, 曾林
【申请人】四川宏华石油设备有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月10日