一种应用于压裂施工中乳液输送管路的自动剪切滤网装置的制作方法

1.本发明涉及油气田开发领域，更具体地说，涉及一种应用于压裂施工中乳液输送管路的自动剪切滤网装置。


背景技术：

2.压裂施工中经常使用压裂液进行作业，乳液型压裂液是其中的一种。乳液是两种互不相容的相通过特定的乳化剂而形成的乳化体系，黏度较低，而在常温下可流动。其中一种液体的微细液滴均匀分散于另一种液体中，前者称为分散相，后者称为连续相。
3.乳液体系在压裂施工过程中容易发生黏度迅速增大的情况，增加了乳液的泵送压力，进而降低乳液泵送的连续性，造成乳液泵送比例变低或不均匀、压裂液黏度值不稳定甚至大幅度降低以及携砂性能变差等问题。
4.压裂液黏度值升高，颗粒较大的压裂液难以通过滤网，造成过滤箱内部堵塞的情况发生，甚至造成乳液泵送被迫中断的情况发生。


技术实现要素：

5.1.要解决的技术问题
6.针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于压裂施工中乳液输送管路的自动剪切滤网装置，它可以实现降低主管组件中压裂液的黏度值，方便压裂液通过滤网，使得主管组件中压裂液的泵送压力下降，减少过滤箱内部堵塞的情况发生，并且防止乳液泵送被迫中断的情况发生。
7.2.技术方案
8.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
9.一种应用于压裂施工中乳液输送管路的自动剪切滤网装置，包括主管组件以及与主管组件一端连通的过滤箱，所述过滤箱内部与主管组件的连接处固定安装有过滤网，所述主管组件的内部设置有压力传感器和速度传感器，所述过滤箱远离主管组件的一端连通有进料管。
10.进一步的，所述过滤箱内部与主管组件连接的一侧对称设置有两组剪切叶片，所述剪切叶片和过滤网之间的最小间距为1mm，所述过滤箱一侧的外壁固定安装有用于转动剪切叶片的两个伺服电机，所述过滤箱下端竖直正对主管组件的位置连通有废渣筒，所述废渣筒的内部转动安装有绞龙，所述废渣筒远离过滤箱的一端连通有输料管，所述输料管的侧面设置有输料泵和电动阀门。
11.进一步的，所述剪切叶片远离伺服电机的一侧均焊接有多个尖刺。
12.进一步的，所述过滤箱的内部开设有两个反向的弧形腔，所述过滤箱下端的内壁开设有朝向所述废渣筒的斜槽，所述斜槽的下端连接于废渣筒的下端。
13.进一步的，所述过滤箱上端中间的位置开设有观察口，所述观察口内部粘接有透明玻璃，所述透明玻璃为钢化玻璃。
14.进一步的，所述过滤箱外壁固定安装有环绕伺服电机的两个冷却管，所述冷却管的上端均固定安装有风扇，所述过滤网的上端固定安装有温度传感器。
15.进一步的，所述冷却管远离过滤箱的一端均朝向相邻的伺服电机，所述冷却管朝向伺服电机的一端均固定安装有安装框，所述安装框的内部均固定安装有除尘网。
16.进一步的，所述输料管远离过滤箱的一端连通有磨碎箱，所述磨碎箱内部对称安装有两个碾压辊，并且所述碾压辊之间的位置竖直正对所述输料管的一端，所述磨碎箱一侧的外壁固定安装有用于转动碾压辊的两个旋转电机。
17.进一步的，所述磨碎箱的下端连通有尾料管，所述尾料管的侧面设置有尾料泵，所述尾料管远离所述磨碎箱的一端连通有搅拌装置。
18.进一步的，所述磨碎箱内部低于碾压辊高度的位置固定安装有筛网，所述筛网相对水平面倾斜，所述磨碎箱上端开设有出料口。
19.3.有益效果
20.相比于现有技术，本发明的优点在于：
21.(1)本方案，压力传感器和速度传感器检测到流速或者压力值异常时，剪切叶片推动过滤网附近颗粒较大的压裂液到过滤箱的下端并排出，降低主管组件中压裂液的黏度值，方便压裂液通过滤网，使得主管组件中压裂液的泵送压力下降，减少过滤箱内部堵塞的情况发生，并且防止乳液泵送被迫中断的情况发生。
22.(2)本方案，过滤网附近的温度超过一定范围时，风扇向冷却管中鼓入空气，从而过滤箱中压裂液的温度保持在合适的范围内，减少因较高温环境导致压裂液相分离或颗粒聚集现象的情况发生。
23.(3)本方案，冷却管内部流通气流时，气流沿着安装框中的除尘网流动，使得除尘网吸收气流携带的灰尘，减少油井压裂施工时现场灰尘飞扬的情况发生，有利于施工环境的整洁。
24.(4)本方案，颗粒较大的压裂液进入磨碎箱时，碾压辊碾压破碎颗粒较大的压裂液，方便颗粒较大的压裂液回收再利用，减少颗粒较大的压裂液废弃造成资源浪费的情况发生。
附图说明
25.图1为本发明的剖视结构示意图；
26.图2为本发明的后视结构示意图；
27.图3为本发明的剪切叶片的主视结构示意图；
28.图4为本发明的废渣筒的剖视结构示意图；
29.图5为本发明的冷却管的后视结构示意图；
30.图6为本发明的磨碎箱的剖视结构示意图；
31.图7为本发明的碾压辊的主视结构示意图。
32.图中标号说明：
33.1、主管组件；2、过滤箱；3、过滤网；4、剪切叶片；5、伺服电机；6、废渣筒；7、绞龙；8、输料管；9、输料泵；10、电动阀门；11、尖刺；12、弧形腔；13、斜槽；14、观察口；15、透明玻璃；16、冷却管；17、风扇；18、温度传感器；19、安装框；20、除尘网；21、磨碎箱；22、碾压辊；23、旋
转电机；24、尾料管；25、尾料泵；26、筛网；27、出料口。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
35.实施例1：
36.请参阅图1
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7，一种应用于压裂施工中乳液输送管路的自动剪切滤网装置，包括主管组件1以及与主管组件1一端连通的过滤箱2，还包括电脑，过滤箱2内部与主管组件1的连接处固定安装有过滤网3，主管组件1的内部设置有压力传感器和速度传感器，过滤箱2远离主管组件1的一端连通有进料管，进料管的侧面设置有加压泵，此方案为现有技术，图中未画出，工作时，将指定孔径大小的过滤网3安装到过滤箱2中，使得过滤箱2内部与主管组件1的连接处被覆盖，压裂液在加压泵的推送下沿着进料管和过滤箱2流入主管组件1，并通过压力传感器和速度传感器实时监测主管组件1内部的压力和该处流体当时的流速，数据上传到电脑。
37.参阅图1和图2，过滤箱2内部与主管组件1连接的一侧对称设置有两组剪切叶片4，剪切叶片4和过滤网3之间的最小间距为1mm，过滤箱2一端的外壁固定安装有用于转动剪切叶片4的两个伺服电机5，过滤箱2下端竖直正对主管组件1的位置连通有废渣筒6，废渣筒6的内部转动安装有绞龙7，废渣筒6远离过滤箱2的一端连通有输料管8，输料管8的侧面设置有输料泵9和电动阀门10，压力传感器、速度传感器、伺服电机5、输料泵9和电动阀门10均通过电脑控制，绞龙7通过微型电机驱动，此方案为现有技术，未在图中画出，压力传感器和速度传感器检测到流速或者压力值异常时，通过伺服电机5驱动剪切叶片4相向转动并相互交错，剪切叶片4分别贴着过滤网3的两侧做圆周运动，并推动过滤网3附近颗粒较大的压裂液推到过滤箱2的下端，同时打开电动阀门10，颗粒较大的压裂液通过废渣筒6中绞龙7的推送作用进入输料管8，并且输料管8配合输料泵9排出过滤箱2中颗粒较大的压裂液，降低主管组件1中压裂液的黏度值，方便压裂液通过滤网3，使得主管组件1中压裂液的泵送压力下降，减少过滤箱2内部堵塞的情况发生，并且防止乳液泵送被迫中断的情况发生，压力传感器和速度传感器检测到流速或者压力值正常时，绞龙7和输料泵9停车，并且关闭电动阀门10。
38.参阅图1，剪切叶片4远离伺服电机5的一侧均焊接有多个尖刺11，剪切叶片4旋转时，尖刺11在压裂液中快速移动并接触气泡，使得压裂液中的气泡被刺破，减少压裂液泵送流量下降的情况发生。
39.参阅图1，过滤箱2的内部开设有两个反向的弧形腔12，过滤箱2下端的内壁开设有朝向废渣筒6的斜槽13，斜槽13的下端连接于废渣筒6的下端，剪切叶片4旋转时，过滤箱2内部的压裂液沿着弧形腔12做圆周运动，避免压裂液在过滤箱2内部的各个角落形成涡流，最终流入主管组件1，减少过滤箱2内部压裂液涡流的产生，防止颗粒较大的压裂液堆积并造成过滤箱2堵塞的情况发生。
40.参阅图2，过滤箱2上端中间的位置开设有观察口14，观察口14内部粘接有透明玻
璃15，透明玻璃15为钢化玻璃，工作时，通过观察口14查看过滤箱2中压裂液的浑浊度，防止压力传感器和速度传感器失灵时未能及时发现过滤箱2堵塞的情况发生，并且通过透明玻璃15密封观察口14，避免过滤箱2中压裂液从观察口14流出的情况发生。
41.参阅图1和图5，过滤箱2外壁固定安装有环绕伺服电机5的两个冷却管16，冷却管16的上端均固定安装有风扇17，过滤网3的上端固定安装有温度传感器18，风扇17和温度传感器18均通过电脑控制，工作时，剪切叶片4和伺服电机5的温度均升高，通过温度传感器18实时监测过滤网3附近的温度，过滤网3附近的温度超过一定范围时，风扇17向冷却管16中鼓入空气，带走冷却管16上的热量，使得冷却管16、过滤箱2和过滤网3之间形成温差，在温差作用下过滤网3上的热量传递给冷却管16并通过其内部的气流散失到空气中，从而过滤箱2中压裂液的温度保持在合适的范围内，减少因较高温环境导致压裂液相分离或颗粒聚集现象的情况发生。
42.参阅图2和图5，冷却管16远离过滤箱2的一端均朝向相邻的伺服电机5，冷却管16朝向伺服电机5的一端均固定安装有安装框19，安装框19的内部均固定安装有除尘网20，除尘网20为网袋结构，冷却管16内部流通气流时，气流沿着安装框19中的除尘网20流动，使得除尘网20过滤并收集气流携带的灰尘，并且堆积有灰尘的除尘网20裸露在冷却管16的外部，减少油井压裂施工时现场灰尘飞扬的情况发生，有利于施工环境的整洁。
43.参阅图1和图2，输料管8远离过滤箱2的一端连通有磨碎箱21，磨碎箱21内部对称安装有两个碾压辊22，并且碾压辊22之间的位置竖直正对输料管8的下端，磨碎箱21一侧的外壁固定安装有用于转动碾压辊22的两个旋转电机23，颗粒较大的压裂液进入磨碎箱21时，落到两个碾压辊22上，通过旋转电机23驱动碾压辊22相向转动，使得碾压辊22碾压破碎颗粒较大的压裂液，方便颗粒较大的压裂液回收再利用，减少颗粒较大的压裂液废弃造成资源浪费的情况发生。
44.参阅图1，磨碎箱21的下端连通有尾料管24，尾料管24的侧面设置有尾料泵25，尾料管24远离磨碎箱21的一端连通有搅拌装置，搅拌装置用于压裂液的混合，进料管远离过滤箱2的一端连通于搅拌装置，此方案为现有技术，图中未画出，颗粒较大的压裂液碾压破碎为小颗粒时，通过尾料泵25将磨碎箱21中小颗粒的压裂液沿着尾料管24输送给搅拌装置，方便颗粒较大的压裂液破碎后再次输入过滤箱2。
45.参阅图1和图6，磨碎箱21内部低于碾压辊22高度的位置固定安装有筛网26，筛网26相对水平面倾斜，筛网26的孔径大小为指定值，磨碎箱21上端开设有出料口27，工作时，碾压辊22破碎后的压裂液流到筛网26上，颗粒直径符合筛选标准的从筛网26落下，而未达标的压裂液颗粒堆积在筛网26的下端，并通过出料口27取出筛网26下端未达标的压裂液颗粒，减少未达标的压裂液颗粒堆又流回主管组件1的情况发生。
46.工作原理：压力传感器和速度传感器检测到流速或者压力值异常时，通过伺服电机5驱动剪切叶片4推动过滤网3附近颗粒较大的压裂液到过滤箱2的下端，然后排放到磨碎箱21，降低主管组件1中压裂液的黏度值，使得主管组件1中压裂液的泵送压力下降，颗粒较大的压裂液进入磨碎箱21时，碾压辊22碾压破碎颗粒较大的压裂液并回收利用，同时通过风扇17向冷却管16中鼓入空气，过滤箱2中压裂液的温度保持在合适的范围内，减少因较高温环境导致压裂液相分离或颗粒聚集现象的情况发生，并且气流沿着安装框19中的除尘网20流动，使得除尘网20吸收气流携带的灰尘。
47.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。