连续输砂装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种连续输砂装置，属于石油压裂施工的加砂设备领域。该装置包括：上砂机构、输砂机构和下砂机构；其中，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；输砂机构设有进料口低于出料口倾斜设置的输砂皮带机；上砂机构的上砂斗的出料口与输砂机构的输砂皮带机的进料口连接；下砂机构设有进料口高于出料口倾斜设置的下砂罐和设置在下砂罐内进料口处的固体流量计；输砂机构的出料口与下砂机构的下砂罐的进料口连接。该装置可连续自动地输砂，满足大型压裂施工要求；该装置具有计量功能，可计量输砂量能广泛应用于石油压裂施工的加砂工艺中。
【专利说明】连续输砂装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及油井压裂设备，尤其是涉及一种与砂罐车、混砂车配套的输砂装置。
【背景技术】
[0002]压裂是油田增产主要措施，当前国内外压裂液配液技术正朝着大流量、连续混配的趋势发展，配液方式由固定配液站预先混配转为压裂现场混配。同时，支撑剂添加量(输砂量)也大幅增加。目前，压裂现场常采用砂罐车向压裂作业混砂车供砂，而单台砂罐车容量有限，因此需要配置多台砂罐车交替供砂。这种切换砂罐车的供砂方式在大型压裂施工中，使得加砂量不足和砂量波动的问题十分突出，容易引发砂堵导致压裂失败。由于砂罐车依靠砂粒自重下砂，砂量依靠手动控制，劳动强度大，计量精度低，易造成输砂的不均匀性。综上所述，当前国内输砂技术存在的问题是:砂量添加不连续和计量精度低，不能满足大型压裂施工要求。
实用新型内容
[0003]本实用新型要解决的技术问题是提供一种能满足大型压裂施工要求的自动、高效的连续输砂装置，其精确计量，并能在线调节输砂量，可以解决目前切换砂罐车的供砂方式存在的砂量添加不连续和计量精度低，不能满足大型压裂施工要求的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种连续输砂装置，包括:
[0005]上砂机构、输砂机构和下砂机构；其中，
[0006]所述上砂机构设有上砂皮带机和设置在所述上砂皮带机两侧机架上的上砂斗；
[0007]所述输砂机构设有进料口低于出料口倾斜设置的输砂皮带机；
[0008]所述上砂机构的上砂斗的出料口与所述输砂机构的输砂皮带机的进料口连接；
[0009]所述下砂机构设有进料口高于出料口倾斜设置的下砂罐和设置在所述下砂罐内进料口处的固体流量计；
[0010]所述输砂机构的出料口与所述下砂机构的下砂罐的进料口连接。
[0011]本实用新型的有益效果为:该装置通过上砂机构的上砂皮带机与输砂机构的输砂皮带机和下砂机构的下砂罐配合，可连续自动地输砂，满足大型压裂施工要求；通过上砂机构的下砂罐内设置的固体流量计，计量输砂量。该装置结构简单、使用方便可广泛应用于石油压裂施工的加砂工艺中。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。[0013]图1为本实用新型实施例提供的连续输砂装置的主视图；
[0014]图2为本实用新型实施例提供的连续输砂装置的俯视图；
[0015]图中的各标号为:1_上砂橇体；2_上砂皮带机；3_上砂斗；4_水平导轨；5-皮带机滑轮组；6_输砂橇体；7_铰接座；8_支撑座；9_输砂皮带机；10-升举油缸；11-油缸支撑座；12-下砂罐导轨；13-滑轮支架；14-缓冲砂斗；15-前端铰接座；16-固体流量计；17_下砂罐。
【具体实施方式】
[0016]下面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，都属于本实用新型的保护范围。
[0017]本实用新型实施例提供一种连续输砂装置，是一种可广泛应用于石油压裂施工的加砂工艺中，与砂罐车、混砂车配套的实现连续输砂的输砂装置，如图1所示，该连续输砂装置包括:上砂机构、输砂机构和下砂机构；
[0018]其中，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；
[0019]输砂机构设有进料口低于出料口倾斜设置的输砂皮带机；
[0020]上砂机构的上砂斗的出料口与输砂机构的输砂皮带机的进料口连接；
[0021]下砂机构设有进料口高于出料口倾斜设置的下砂罐和设置在下砂罐内进料口处的固体流量计；
[0022]输砂机构的出料口与下砂机构的下砂罐的进料口连接。
[0023]上述连续输砂装置的上砂机构的上砂皮带机水平设置，该上砂机构还包括:上砂橇体、水平导轨和皮带机滑轮组；上砂橇体水平设置，所述水平导轨设置在所述上砂橇体上；皮带机滑轮组设置在所述上砂皮带机的底部，所述皮带机滑轮组支撑所述上砂皮带机设置在所述上砂橇体上的所述水平导轨上。通过水平导轨，可以实现上砂皮带机水平移位，可在输砂机构进行输砂皮带机升举的过程中避开其动作过程，避免发生碰撞，升举完成后可方便水平移动上砂皮带机与输砂皮带机快速对接。
[0024]该上砂机构的各部件均设置在上砂橇体上，使上砂机构更便于整体运输，并便于现场与输砂机构对接安装。
[0025]上述连续输砂装置的输砂机构还包括:缓冲砂斗，设置在输砂皮带机的进料口处，使输砂皮带机的进料口通过缓冲砂斗与上砂机构的上砂斗的出料口连接。设置缓冲砂斗可使连接处对输砂进行缓冲。
[0026]上述连续输砂装置的输砂机构中，为方便举升输砂皮带机，使其进料口低于出料口的倾斜设置，还包括:输砂橇体、铰接座、支撑座、前端铰接座、升举油缸他油缸支撑座；输砂橇体水平设置在输砂皮带机下方，铰接座设置在输砂皮带机进料口端的底部，支撑座设置在输砂橇体上，铰接座与支撑座连接；前端铰接座设置在输砂皮带机出料口端的底部，前端铰接座与升举油缸顶端连接，升举油缸的底端通过油缸支撑座设置在输砂橇体上。这样输砂皮带机通过升举油缸可实现上倾角输砂，控制升举高度可调节输砂皮带机的倾角。该输砂机构的各部件均设置在输砂橇体上，使输砂机构更便于整体运输，并便于现场与上砂机构对接安装。
[0027]上述连续输砂装置的下砂机构还包括:下砂罐导轨、滑轮支架；下砂罐导轨的上端与输砂机构的前端铰接座连接，下砂罐导轨的下端通过滑轮支架设置在输砂机构的输砂橇体上；下砂罐设置在下砂罐导轨上，下砂罐导轨具体安装在下砂罐底面上，呈进料口高于出料口的倾斜设置。
[0028]通过下砂罐导轨上端与输砂机构的前端铰接座连接，以及下砂罐导轨的下端通过滑轮支架设置在输砂机构的输砂橇体上，可以实现在输砂机构的升举油缸举升输砂皮带机时，随输砂皮带机的升举过程运动，与滑轮支架配合一起举升。
[0029]上述连续输砂装置的下砂机构中还设置导流槽，设置在下砂罐的进料口处，与下砂罐内的固体流量计连接，砂粒通过导流槽进入流量计实现下砂计量。
[0030]进一步的，上述连续输砂装置的上砂机构的上砂皮带机和输砂机构的输砂皮带机均采用变频调速的皮带运输机，方便通过调速控制输砂量，从而满足加砂工艺要求。
[0031]进一步的，上述连续输砂装置还可以设置为升举油缸提供动力的液压泵站及皮带运输机自带的电动减速机，其中液压泵站同时为两台升举油缸提供动力，实现自同步升举过程。
[0032]在上述连续输砂装置基础上，还可以设置第二上砂机构、第二输砂机构和第二下砂机构，其中，第二上砂机构与上砂机构结构相同，第二输砂机构与输砂机构结构相同，第二下砂机构与下砂机构结构相同
[0033]第二上砂机构、第二输砂机构和第二下砂机构分别与上砂机构、输砂机构和下砂机构并列平行设置；
[0034]第二上砂机构、第二输砂机构和第二下砂机构依次连接成第二输砂通道，第二上砂机构、第二输砂机构和第二下砂机构的连接与布置方式与上砂机构、输砂机构和下砂机构的连接与布置方式相同。
[0035]如图2所示，这种结构连续输砂装置，具有并排的两组输砂通道，两组输砂通道分别对应混砂车的螺旋上料进料口，其中每组输砂通道均采用一台水平布置的上砂皮带机与一台具有上倾角的输砂皮带机对接，输砂皮带机的出料口连接下砂机构，通过固体流量计监测实际下砂量，并采用变频调速的皮带运输机通过调速控制输砂量，从而满足加砂工艺要求。
[0036]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的连续输砂装置作进一步地详细描述。
[0037]本实用新型实施例的连续输砂装置，如图1、图2所示，采用两组并联的输砂通道对称布置，每组输砂通道主要由上砂机构、输砂机构和下砂机构依次连接组成(见图1)。
[0038]整个装置分为两个橇体(上砂橇体、输砂橇体)进行组装，两个橇体上均布有吊耳，方便两个橇体上承载的上砂机构以及输砂机构、下砂机构移运。
[0039]如图1所示，上砂橇体I上安装水平导轨4，与皮带机滑轮组5配合，实现上砂皮带机2的水平移位。皮带机滑轮组5的支座底板与上砂皮带机2底面焊接，上砂斗3通过支架固定在上砂皮带机2的左右机架上。
[0040]输砂橇体6上布置有支撑座8、油缸支撑座11及支撑下砂罐17的滑轮支架13，支撑座8与铰接座7组成转动副，铰接座7与输砂皮带机9的底面焊接；油缸支撑座11固定在输砂橇体6上，通过销轴与升举油缸10的缸体耳环连接。[0041]升举油缸10的活塞杆通过前端铰接座15与输砂皮带机9连接，前端铰接座15与输砂皮带机9底面焊接，同时前端铰接座15的伸出端与下砂机构的下砂罐导轨12上端连接，具体可与下砂罐导轨12上端设置的固定铰接座连接，组成转动副。
[0042]滑轮支架13上装有定滑轮，下砂罐导轨12焊接在下砂罐17的底边上，与滑轮支架13上的定滑轮配合，实现下砂罐随升举油缸10升举的从动过程。固体流量计16安装在下砂罐侧面凹部内，使之满足橇装的宽度限制。下砂罐17应配置砂罐盖，同时与输砂皮带机9对接处安装导流槽，使砂粒按预定轨迹进入流量计进行测量。
[0043]缓冲砂斗14通过支架固定在输砂皮带机9的两侧机架上，其侧面开口与上砂皮带机2的出料口进行对接。
[0044]在运输时，升举油缸10应处于行程最小状态，此时能大幅降低输砂橇体上的输砂机构和下砂机构的高度，从而满足公路运输要求。
[0045]在安装时，使用载重汽车将上砂橇体I和输砂橇体6分别运输到施工现场，安装前上砂橇体I上的上砂皮带机2应靠近左端，避免与输砂皮带机9发生干涉。按图1所示方式进行布置后，启动升举油缸10并锁定到预定位置，然后推动上砂皮带机2沿水平导轨水平移动与缓冲砂斗14对接，并通过销轴进行固定。
[0046]该连续输砂装置在工作时，首先上砂皮带机2能满足多台砂罐车同时供砂，如上砂皮带机2的上料端、侧面都可以上砂；砂罐车将砂粒倒入上砂斗3，通过上砂皮带机2输送至缓冲砂斗14，再通过输砂皮带机9运输至下砂罐17的进料口，此时砂流先经导流槽进入固体流量计16进行计量，最后通过下砂罐17出料口进入混砂车的入料口。
[0047]综上所述，该装置可连续自动地输砂，满足大型压裂施工要求；该装置具有计量功能，并能通过调节皮带机速度控制输砂量，可使混砂质量提高；同时能满足砂罐车多点上砂，为输砂连续、操作便利提供了有利条件；采用橇装结构，运输方便，该装置可广泛应用于石油压裂施工的加砂工艺中。
[0048]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披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
【权利要求】
1.一种连续输砂装置，其特征在于，包括: 上砂机构、输砂机构和下砂机构；其中， 所述上砂机构设有上砂皮带机和设置在所述上砂皮带机两侧机架上的上砂斗； 所述输砂机构设有进料口低于出料口倾斜设置的输砂皮带机； 所述上砂机构的上砂斗的出料口与所述输砂机构的输砂皮带机的进料口连接； 所述下砂机构设有进料口高于出料口倾斜设置的下砂罐和设置在所述下砂罐内进料口处的固体流量计； 所述输砂机构的出料口与所述下砂机构的下砂罐的进料口连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上砂机构还包括:上砂橇体、水平导轨和皮带机滑轮组； 所述上砂橇体水平设置，所述水平导轨设置在所述上砂橇体上； 所述皮带机滑轮组设置在所述上砂皮带机的底部，所述皮带机滑轮组支撑所述上砂皮带机设置在所述上砂橇体上的所述水平导轨上。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述输砂机构还包括:缓冲砂斗，设置在所述输砂皮带机的进料口处，使所述输砂皮带机的进料口通过所述缓冲砂斗与所述上砂机构的上砂斗的出料口连接。
4.根据权利要求1或3所述的装置，其特征在于，所述输砂机构还包括:输砂橇体、铰接座、支撑座、前端铰接座、升举油缸他油缸支撑座； 所述输砂橇体水平设置在所述输砂皮带机下方，所述铰接座设置在所述输砂皮带机进料口端的底部，所述支撑座设置在所述输砂橇体上，所述铰接座与所述支撑座连接； 所述前端铰接座设置在所述输砂皮带机出料口端的底部，所述前端铰接座与所述升举油缸顶端连接，所述升举油缸的底端通过油缸支撑座设置在所述输砂橇体上。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述下砂机构还包括: 下砂罐导轨、滑轮支架； 所述下砂罐导轨的上端与所述输砂机构的前端铰接座连接，下砂罐导轨的下端通过所述滑轮支架设置在所述输砂机构的输砂橇体上； 所述下砂罐设置在所述下砂罐导轨上。
6.根据权利要求1或5所述的装置，其特征在于，所述下砂机构还包括:导流槽，设置在所述下砂罐的进料口处，与所述下砂罐内的固体流量计连接。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括: 第二上砂机构、第二输砂机构和第二下砂机构； 所述第二上砂机构、第二输砂机构和第二下砂机构分别与所述上砂机构、输砂机构和下砂机构并列平行设置； 所述第二上砂机构、第二输砂机构和第二下砂机构依次连接成第二输砂通道。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述上砂机构的上砂皮带机和所述输砂机构的输砂皮带机均采用变频调速的皮带运输机。
【文档编号】B65G21/10GK203652810SQ201320735838
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】潘社卫, 舒峰, 廖波兰, 台广锋, 刘庆, 张建华, 卢毅, 李强, 卢亚平 申请人:北京矿冶研究总院