一种压裂用纤维、纤维球一体化混合加注装置的制作方法

1.本发明涉及地下资源开采设备技术领域，特别涉及一种压裂用纤维、纤维球一体化混合加注装置。


背景技术：

2.压裂液是指由多种添加剂按一定配比形成的非均质不稳定的化学体系，是对油气层进行压裂改造时使用的工作液，它的主要作用是将地面设备形成的高压传递到地层中，使地层破裂形成裂缝并沿裂缝输送支撑剂，油田开采行业中使用的压裂液要提前搅拌纤维或纤维球，目前采用的方式是使用罗茨泵将压裂液吸入到固定的搅拌罐中，同时在搅拌罐上方的开口处添加纤维，由于纤维较轻，因此，会一直浮在压裂液表面，因此在搅拌过程中需要耗费大量的时间，同时容易出现搅拌不均匀的现象。现有技术公开号为cn103506045a的中国发明专利申请公开了一种纤维压裂液制备系统，包括水粉混合装置，水粉混合装置上分别连接进水系统、胶粉供给装置、纤维储供装置，水粉混合装置上还依次连接液气分离装置、接力泵、纤维混合装置和输出泵，该技术方案公开了一种制备压裂液的流程，但是仍然未解决纤维与压裂液混合时存在的搅拌效率低和混合不均匀的技术问题。


技术实现要素：

3.本发明的目的提供一种能够将纤维、纤维球均匀注入到压裂液中，同时实现高效混合的加注装置。
4.针对上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种压裂用纤维、纤维球一体化混合加注装置，包括支架、搅拌桶和盛料桶，所述的支架放置在地面或工作平台上，所述的支架的两侧上转动安装有转动架的两端，所述的转动架的中部与搅拌桶固定连接，所述的搅拌桶的上方设置有盛料桶，所述的盛料桶转动同时升降安装在搅拌桶的上方，所述的盛料桶用于盛放纤维、纤维球，所述的盛料桶内部设置有用于将纤维、纤维球加入到搅拌桶中的下料组件，所述的搅拌桶和盛料桶之间设置有用于驱动盛料桶运动的转动升降组件。
5.进一步的，所述的搅拌桶的顶部设置有盖板，所述的盖板为中部镂空的环形，所述的盖板上方同轴设置有顶盖，所述的顶盖的上方转动同时升降安装有盛料桶，所述的转动升降组件安装在盖板和顶盖之间，所述的顶盖的上方设置有驱动组件，所述的驱动组件与转动升降组件连接，所述的驱动组件的两侧分别设置有驱动转动架转动的摆动组件，驱动组件与摆动组件形成齿轮配合。
6.进一步的，所述的驱动组件包括传动齿圈，所述的传动齿圈同轴转动安装在顶盖上，所述的盖板和顶盖上圆周均匀分布多个搅拌杆，所述的搅拌杆贯穿同时转动安装在盖板和顶盖上，多个所述的搅拌杆的上方同轴设置有搅拌齿轮，多个搅拌齿轮同时与传动齿圈形成齿轮传动，其中一个搅拌杆与电机的输出轴固定连接，每个搅拌杆上均设置有多个用于搅拌的搅拌扇叶。
7.进一步的，所述的转动升降组件包括圆柱凸轮，所述的圆柱凸轮同轴固定安装在
盖板上，所述的圆柱凸轮的曲面上设置有滚轮，所述的滚轮转动安装在滚轮支架中部，所述的滚轮支架的两端的下表面设置有第二滑杆，所述的第二滑杆同轴滑动安转在第一滑杆内部，所述的第一滑杆固定安装在滑动板上，滑动板设置有两个，两个滑动板分别设置在圆柱凸轮的内外两侧，所述的滚轮支架的下表面与滑动板之间设置有用于复位的第二弹簧，所述的滚轮支架两端的上表面通过支杆与安装板连接，安装板的中部设置有安装杆，所述的安装杆滑动安装在传动齿圈上。
8.进一步的，所述的盛料桶下方设置有出料管，所述的滚轮支架靠近出料管的一端上设置有套环，套环套设在出料管外部，所述的盛料桶转动安装在升降架的内部，所述的升降架滑动安装在多个导向杆上，所述的导向杆固定安装在顶盖上。
9.进一步的，所述的盛料桶内部固定安装有固定架，所述的固定架中部转动安装有转动轴，所述的转动轴上方同轴固定安装有第一齿轮，所述的转动轴下方同轴固定安装有转动板，转动板用于将盛料桶内部的纤维、纤维球拨动到出料管内部，所述的盛料桶的内壁上还固定安装有转动座，所述的转动座上转动安装有转动圆盘，所述的转动圆盘下表面与出料活塞铰接，出料活塞用于将纤维、纤维球从出料管中推出，所述的转动圆盘不与出料活塞同轴设置，铰接杆第一端铰接在出料活塞的圆心处，铰接杆的第二端铰接在转动圆盘下表面上的非圆心处，盛料桶的内壁上还固定安装有导向座，所述的出料活塞滑动安转在导向座上，转动圆盘的上表面同轴固定安装有第二齿轮，盛料桶的内壁上还固定安装有电机座，所述的电机座上转动安装有主动齿轮，所述的主动齿轮与出料电机的输出轴同轴固定连接，所述的出料电机固定安装在电机座上，主动齿轮为扇形齿轮，主动齿轮与第一齿轮或第二齿轮形成齿轮传动。
10.进一步的，所述的转动板具有四个刮板，所述的主动齿轮上的齿数与第二齿轮的齿数比为1:1，主动齿轮与第一齿轮的齿数比为1:4。
11.进一步的，所述的摆动组件包括摆动杆，所述的摆动杆的一端固定安装在转动架上，摆动杆上设置有镂空长槽，所述的顶盖上转动安装有摆动齿轮，所述的传动齿圈上固定安装有弧形齿条，弧形齿条与摆动齿轮形成齿轮传动，摆动齿轮同时与摆动齿条形成齿轮齿条传动，所述的摆动齿条滑动安装在安装支架上方，安装支架的两端分别设置有挡板，摆动齿条的两端与安装支架上的挡板之间设置有第一弹簧，所述的安装支架固定安装在转动架上，所述的摆动齿条上固定安装有拨杆，所述的拨杆穿过摆动杆上的镂空长槽。
12.本发明与现有技术相比的有益效果是：(1)本发明设置的转动升降组件能够驱动盛料桶下方的出料管在压裂液内部做升降和圆周运动，同时设置在盛料桶内部的下料组件能够自动驱动出料，将纤维、纤维球均匀加注在压裂液内部，解决市面上使用的搅拌设备在使用时纤维、纤维球漂浮在压裂液上方不易搅拌均匀的技术问题；(2)本发明设置的摆动组件在搅拌的同时驱动搅拌桶往复晃动，帮助纤维更好地与压裂液进行混合，同时无需设置额外的动力源，成本低；(3)本发明设置的动力组件能够同时驱动搅拌杆转动、出料管位置移动以及驱动摆动组件，实现能源的高效利用，增强装置的联动性，自动化程度更高。
附图说明
13.图1为本发明整体结构示意图(第一角度)。
14.图2为本发明整体结构示意图(正视角度)。
15.图3为本发明整体结构示意图(俯视角度)。
16.图4为本发明搅拌桶和顶盖剖切后的整体结构示意图(第一角度)。
17.图5为本发明搅拌桶和顶盖剖切后的整体结构示意图(第二角度)。
18.图6为本发明部分结构示意图一。
19.图7为本发明图6中b处的结构示意图。
20.图8为图6中圆柱凸轮剖切后的结构示意图。
21.图9为本发明图8中a处的结构示意图。
22.图10为本发明盛料桶内部结构示意图。
23.附图标号：1-支架；2-搅拌桶；3-转动架；4-顶盖；5-传动齿圈；6-弧形齿条；7-导向杆；8-升降架；9-盛料桶；10-摆动齿轮；11-搅拌齿轮；12-摆动杆；13-拨杆；14-摆动齿条；15-第一弹簧；16-安装支架；17-搅拌杆；18-搅拌扇叶；19-盖板；20-圆柱凸轮；21-安装杆；22-安装板；23-支杆；24-滚轮支架；25-第二弹簧；26-滑动板；27-第一滑杆；28-第二滑杆；29-滚轮；30-出料管；31-套环；32-固定架；33-第一齿轮；34-转动轴；35-转动板；36-出料活塞；37-导向座；38-铰接杆；39-转动圆盘；40-转动座；41-第二齿轮；42-主动齿轮；43-电机座；44-出料电机。
具体实施方式
24.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
25.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
26.实施例：如图1-图10所示，一种压裂用纤维、纤维球一体化混合加注装置，包括支架1、搅拌桶2、转动架3、顶盖4、盛料桶9、盖板19、驱动组件、转动升降组件、下料组件和摆动组件，支架1放置在地面或工作平台上，支架1的两侧上转动安装有转动架3的两端，转动架3的中部与搅拌桶2固定连接，搅拌桶2的底部设置有进料口和出料口，进料口和出料口分别通过管道与罗茨泵连接，用于实现向搅拌桶2内部注入压裂液和将搅拌好的压裂液排出，搅拌桶2的上方设置有盛料桶9，盛料桶9转动同时升降安装在搅拌桶2的上方，盛料桶9用于盛放纤维、纤维球，盛料桶9内部设置有用于将纤维、纤维球加入到搅拌桶2中的下料组件，搅拌桶2和盛料桶9之间设置有用于驱动盛料桶9运动的转动升降组件。
27.如图1-图10所示，搅拌桶2的顶部设置有盖板19，盖板19为中部镂空的环形，盖板19上方同轴设置有顶盖4，顶盖4的上方转动同时升降安装有盛料桶9，转动升降组件安装在盖板19和顶盖4之间，顶盖4的上方设置有驱动组件，驱动组件与转动升降组件连接，驱动组件的两侧分别设置有驱动转动架3转动的摆动组件，驱动组件与摆动组件形成齿轮配合。
28.如图1、图2、图3、图4所示，驱动组件包括传动齿圈5、弧形齿条6、搅拌齿轮11、搅拌杆17、搅拌扇叶18，传动齿圈5同轴转动安装在顶盖4上，盖板19和顶盖4上圆周均匀分布多个搅拌杆17，搅拌杆17贯穿同时转动安装在盖板19和顶盖4上，多个搅拌杆17的上方同轴设置有搅拌齿轮11，多个搅拌齿轮11同时与传动齿圈5形成齿轮传动，其中一个搅拌杆17与电机(图中未示出)的输出轴固定连接，每个搅拌杆17上均设置有多个用于搅拌的搅拌扇叶
18，搅拌扇叶18固定安装在搅拌杆17上。
29.如图6、图7、图8、图9所示，转动升降组件包括圆柱凸轮20、安装杆21、安装板22、支杆23、滚轮支架24、第二弹簧25、滑动板26、第一滑杆27、第二滑杆28、滚轮29、套环31，圆柱凸轮20同轴固定安装在盖板19上，圆柱凸轮20的曲面上设置有滚轮29，滚轮29转动安装在滚轮支架24中部，滚轮支架24的两端的下表面设置有第二滑杆28，第二滑杆28同轴滑动安转在第一滑杆27内部，第一滑杆27固定安装在滑动板26上，滑动板26设置有两个，两个滑动板26分别设置在圆柱凸轮20的内外两侧，滚轮支架24的下表面与滑动板26之间设置有用于复位的第二弹簧25，第二弹簧25第一端固定安装在滚轮支架24上，第二弹簧25第二端固定安装在滑动板26上，滚轮支架24两端的上表面通过支杆23与安装板22连接，支杆23第一端固定安装在滚轮支架24上，支杆23第二端固定安装在安装板22上，安装板22的中部设置有安装杆21，安装杆21滑动安装在传动齿圈5上。
30.如图6、图7、图8、图9所示，盛料桶9下方设置有出料管30，滚轮支架24靠近出料管30的一端上设置有套环31，套环31套设在出料管30外部，盛料桶9转动安装在升降架8的内部，升降架8滑动安装在多个导向杆7上，导向杆7固定安装在顶盖4上。
31.如图10所示，下料组件包括固定架32、第一齿轮33、转动轴34、转动板35、出料活塞36、导向座37、铰接杆38、转动圆盘39、转动座40、第二齿轮41、主动齿轮42、电机座43、出料电机44，固定架32固定安装在盛料桶9的内壁上，固定架32中部转动安装有转动轴34，转动轴34上方同轴固定安装有第一齿轮33，转动轴34下方同轴固定安装有转动板35，转动板35用于将盛料桶9内部的纤维、纤维球拨动到出料管30内部，盛料桶9的内壁上还固定安装有转动座40，转动座40上转动安装有转动圆盘39，转动圆盘39下表面与出料活塞36铰接，出料活塞36用于将纤维、纤维球从出料管30中推出，转动圆盘39不与出料活塞36同轴设置，铰接杆38第一端铰接在出料活塞36的圆心处，铰接杆38的第二端铰接在转动圆盘39下表面上的非圆心处，盛料桶9的内壁上还固定安装有导向座37，出料活塞36滑动安转在导向座37上，转动圆盘39的上表面同轴固定安装有第二齿轮41，盛料桶9的内壁上还固定安装有电机座43，电机座43上转动安装有主动齿轮42，主动齿轮42与出料电机44的输出轴同轴固定连接，出料电机44固定安装在电机座43上，主动齿轮42为扇形齿轮，主动齿轮42与第一齿轮33或第二齿轮41形成齿轮传动，转动板35具有四个刮板，主动齿轮42上的齿数与第二齿轮41的齿数比为1:1，主动齿轮42与第一齿轮33的齿数比为1:4。
32.如图4所示，摆动组件包括摆动齿轮10、摆动杆12、拨杆13、摆动齿条14、第一弹簧15和安装支架16，摆动杆12的一端固定安装在转动架3上，摆动杆12上设置有镂空长槽，顶盖4上转动安装有摆动齿轮10，传动齿圈5上固定安装有弧形齿条6，弧形齿条6与摆动齿轮10形成齿轮传动，摆动齿轮10同时与摆动齿条14形成齿轮齿条传动，摆动齿条14滑动安装在安装支架16上方，安装支架16的两端分别设置有挡板，摆动齿条14的两端与安装支架16上的挡板之间设置有第一弹簧15，第一弹簧15第一端固定安装在安装支架16上的挡板上，安装支架16的第二端固定安装在摆动齿条14的端部，安装支架16固定安装在转动架3上，摆动齿条14上固定安装有拨杆13，拨杆13穿过摆动杆12上的镂空长槽。
33.本发明公开的一种压裂用纤维、纤维球一体化混合加注装置的工作原理为：使用前启动搅拌桶2底部连接的罗茨泵，向搅拌桶2内部注入压裂液，在盛料桶9内部放入所需的纤维和纤维球，启动其中一个搅拌杆17上连接的电机，电机驱动搅拌杆17转动，搅拌杆17通
过其上安装的搅拌齿轮11驱动传动齿圈5转动，传动齿圈5驱动多个搅拌齿轮11同时转动，多个搅拌杆17同时转动，带动搅拌扇叶18对搅拌桶2内部的压裂液进行搅拌。
34.在传动齿圈5转动的同时通过安装杆21带动安装板22绕着圆柱凸轮20转动，由于滚轮29设置在圆柱凸轮20的曲面上，此时滚轮29带动滚轮支架24做周期性的升降运动，由于滚轮支架24上设置有套环31，在传动齿圈5和圆柱凸轮20的同时作用下，套环31带动盛料桶9在升降架8内部转动，升降架8在导向杆7上做往复升降运动，盛料桶9下方的出料管30伸入到搅拌桶2中压裂液的液面以下，因此出料管30的末端此时在压裂液内部做公转和升降运动，同时启动盛料桶9内部的出料电机44，出料电机44驱动主动齿轮42转动，主动齿轮42首先驱动第一齿轮33转动四分之一圆周，将两个刮板之间的纤维、纤维球刮进出料管30内部，随即主动齿轮42转动到与第二齿轮41啮合的位置，主动齿轮42驱动第二齿轮41转动一周，第二齿轮41带动转动圆盘39转动一周，转动圆盘39通过铰接杆38驱动出料活塞36在导向座37上做一次升降运动，将出料管30内部的纤维、纤维球注入压裂液中。
35.在传动齿圈5转动的同时带动弧形齿条6同步做圆周运动，弧形齿条6依次与顶盖4上转动安装的摆动齿轮10形成齿轮配合，驱动摆动齿轮10转动，摆动齿轮10驱动摆动齿条14在安装支架16上方滑动，摆动齿条14带动拨杆13同时滑动，由于拨杆13设置在摆动杆12的镂空滑槽内部，因此随着拨杆13的滑动，摆动杆12发生转动，摆动杆12转动带动转动架3转动，转动架3带动搅拌桶2进行摆动，多个循环实现搅拌桶2的往复摆动，由此提高搅拌效率。
36.本发明不局限上述具体实施方式，所属技术领域的技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。