一种三级纤维分散膨化装置及其工作方法
【专利摘要】本发明属于石油开采的技术领域，具体涉及一种三级纤维分散膨化装置及其工作方法，可应用于油气井精确输送纤维，这种三级纤维分散膨化装置及其工作方法，采用物理打散、风压膨化、水流搅散三级分散膨化方式，使设备能将纤维很好的分散在工作液中，可以满足现场的纤维压裂的需要，具有分散效果好、与工作液体直接均匀混合，经济有效。而且通过实时计量称重、自动调整技术来实现纤维精确加入，通过自动调整技术来调节绞轮速度达到设计纤维加入速度，速度可调、操作方便、计量准确。
【专利说明】
一种三级纤维分散膨化装置及其工作方法
技术领域
[0001]本发明属于石油开采的技术领域，具体涉及一种三级纤维分散膨化装置及其工作方法，可应用于油气井精确输送纤维。
【背景技术】
[0002]在石油开采过程中，随着压裂技术的发展，压裂过程中加入纤维有利于优化支撑剂在裂缝中的铺置，改善裂缝导流能力，降低压裂液粘度，配合液体快速返排，减小滤失伤害，防止支撑剂倒流，从而实现低伤害压裂改造，因此形成了纤维防砂压裂、纤维携砂压裂及纤维转向压裂等工艺技术。
[0003]纤维压裂技术应用现在越来越广泛，加入纤维后，能防止支撑剂回流，降低摩阻，优化支撑剂在裂缝中的铺置，改善裂缝导流能力，提高携砂能力，在老井转向压裂和高速通道等压裂工艺中起到了关键作用。
[0004]以前主要采用人工加入方式，但这种方法完全无法实现纤维的分散和控制加入速度;而采用风压膨化后的纤维不能很好的直接分散在液体当中，并且吹散的纤维漂浮在空中容易被周边人员吸入，会影响环境和工作人员身体，这些方式都不能满足现场加入纤维的需求。
[0005]为此，针对纤维压裂的需求，需要研究一种满足纤维能在液体里充分均匀分散的装置及其工作方法。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是克服目前石油开采压裂过程中，加入纤维的加入方式不能满足现场加入纤维的需求的问题。
[0007]为此，本发明提供了一种三级纤维分散膨化装置，包括壳体和壳体内部的多个打散膨化装置，壳体内部设有三级打散膨化装置，分别为一级打散器、二级风压膨化器和三级水流分散器；
所述的壳体上设置有进料口，一级打散器位于进料口正下方，一级打散器连接传输箱，传输箱内安装着传输轴，传输箱通过管汇连通至二级风压膨化器，二级风压膨化器的出口连通至三级水流分散器上部，三级水流分散器下部设有出料口。
[0008]所述的一级打散器包括一级打散器壳体和位于其内部的纤维打散轴;所述的传输轴为外带螺旋绞轮的转动轴;所述的二级风压膨化器包括二级风压膨化器壳体和连接该壳体的风机;所述的三级水流分散器包括三级水流分散器壳体和位于其内部的搅拌轮和旋转轴，搅拌轮套在旋转轴上，三级水流分散器壳体上还设有进液口。
[0009]所述的纤维打散轴为不规则分布着突刺的转动轴。
[0010]所述的纤维打散轴、旋转轴、传输轴均分别连接着旋转电机，通过旋转电机带动自身转动。
[0011]所述的纤维打散轴、旋转轴、传输轴连接着的旋转电机以及二级风压膨化器的风机分别电连接着一个主控端。
[0012]所述的主控端是电脑或者CPU控制器。
[0013]所述的主控端还电连接着称重传感器，一级打散通过称重传感器固定在壳体内壁上。
[0014]一种三级纤维分散膨化方法，包括如下步骤:
1)首先在主控端设定额定纤维输送速度，然后由进料口向一级打散器内加入纤维；
2)—级打散器内部的纤维打散轴将纤维分散打散，然后通过传输箱的传输轴传输至二级风压膨化器；
3)在风机的作用下将纤维吹出二级风压膨化器进入三级水流分散器；
4)纤维在三级水流分散器中，进行充分搅拌，均匀分散在液体当中，通过出料口外输。
[0015]纤维在传输过程中，称重传感器实时测量一级打散器及位于一级打散器内部的纤维的总质量，然后将数据传给主控端;主控端根据实时数据与时间的比值计算出纤维的实时输送速度，将实时输送速度与设定的额定纤维输送速度比较后，然后由主控端控制连接着纤维打散轴、旋转轴、传输轴的各个旋转电机改变转速，调整实时输送速度与额定纤维输送速度相同。
[0016]本发明的有益效果:本发明提供的这种三级纤维分散膨化装置及其工作方法，采用物理打散、风压膨化、水流搅散三级分散膨化方式，使设备能将纤维很好的分散在工作液中，可以满足现场的纤维压裂的需要，具有分散效果好、与工作液体直接均匀混合，经济有效。而且通过实时计量称重、自动调整技术来实现纤维精确加入，此实时计量称重装置将计量风送纤维装置以上全部质量，这样可以准确计算出离开仪器的纤维质量;初始采用绞轮速度进行纤维加入，当计算得到的纤维加入速度与实际设计速度不相符，通过自动调整技术来调节绞轮速度达到设计纤维加入速度，速度可调、操作方便、计量准确。
【附图说明】
[0017]以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。
[0018]图1是本发明的这种三级纤维分散膨化装置结构示意图。
[0019]附图标记说明:1、壳体;2、一级打散器;3、二级风压膨化器;4、三级水流分散器;5、进料口； 6、传输轴;7、纤维打散轴;8、搅拌轮;9、旋转轴；10、进液口； 11、主控端；12、称重传感器。
【具体实施方式】
[0020]实施例1:
本实施例提供一种三级纤维分散膨化装置，如图1所示，包括壳体I和壳体I内部的多个打散膨化装置，壳体I内部设有三级打散膨化装置，分别为一级打散器2、二级风压膨化器3和三级水流分散器4;
壳体I上设置有进料口 5，一级打散器2位于进料口 5正下方，一级打散器2连接传输箱，传输箱内安装着传输轴6，传输箱通过管汇连通至二级风压膨化器3，二级风压膨化器3的出口连通至三级水流分散器4上部，三级水流分散器4下部设有出料口。
[0021]纤维首先由上面的进料口5处加入，通过一级打散器2，将在箱体中的纤维不断的搅拌打散，再通过传输箱的传输轴6的输送下进入二级风压膨化器3，箱中的纤维在风机的作用下被吹出，运输到三级水流分散器4，纤维在三级水流分散器4中，进行充分搅拌，均匀分散在液体当中，通过出料口运输到混砂车中。
[0022]此三级纤维分散膨化装置将加入的纤维经过初次的绞轮不断的打散，再经过风压膨化后，纤维更加的分散，最后到达水箱与液体充分的搅拌均匀，操作方便、纤维在液体中分散均匀。这种物理打散、风压膨化、水流搅散三级分散膨化方式装置及其工作方法可以满足纤维压裂的现场需要。
[0023]实施例2:
本实施例在实施例1的基础上进一步进行详细说明，本实施例中，一级打散器2包括一级打散器壳体和位于其内部的纤维打散轴7;所述的传输轴6为外带螺旋绞轮的转动轴;所述的二级风压膨化器3包括二级风压膨化器壳体和连接该壳体的风机;所述的三级水流分散器4包括三级水流分散器壳体和位于其内部的搅拌轮8和旋转轴9，搅拌轮8套在旋转轴9上，三级水流分散器壳体上还设有进液口 1。
[0024]纤维打散轴7为不规则分布着突刺的转动轴。
[0025]纤维由进料口5进入一级打散器2后，一级打散器2的纤维打散轴7在高速旋转，纤维碰到纤维打散轴7上不规则分布着的突刺，会渐渐被打散;打散后的纤维进入传输箱，传输轴6外带的螺旋绞轮将纤维进行传输，然后进入二级风压膨化器3，在风机吹风作用下进行膨化，膨化后进入级水流分散器4进行液体均匀分散。
[0026]实施例3:
本实施例是在实施例1和实施例2的基础上，进一步进行说明，纤维打散轴7、旋转轴9、传输轴6均分别连接着旋转电机，通过旋转电机带动自身转动。纤维打散轴7、旋转轴9、传输轴6连接着的旋转电机以及二级风压膨化器3的风机分别电连接着一个主控端11，主控端11是电脑或者CHJ控制器。
[0027]本实施例的这种结构效果更佳显著，本实施例的这种结构能实现自动调整，属于一种PID自动调整技术，不断进行反馈调整。在最开始需要设定一个预定的传输速率，然后将装置测得的实时速率不断与设定的速率进行对比，不一致的时候便由主控端11调整连接着纤维打散轴7、旋转轴9、传输轴6的各个旋转电机，实现纤维打散轴7、旋转轴9、传输轴6的转速的改变，进而改变传输速率，直至达到设定的预定速率，实现精确调整和精确传输。
[0028]实施例4:
主控端11还电连接着称重传感器12，一级打散器2通过称重传感器12固定在壳体I内壁上。
[0029]本实施例的这种结构，使得一级打散器2在壳体I内的安置需要称重传感器12辅助完成，称重传感器12不仅起到称重的作用，还起到连接件的作用，一级打散器2通过称重传感器12悬挂在壳体I内，称重传感器12实时监测一级打散器2的重量，包括初始质量、加入纤维后的质量以及纤维传送过程中的实时质量。
[0030]当然本实施例只是一种常规的称重测试手段，其他的比如将称重传感器12设置在一级打散器2外底部，也能实时测试到质量的变化，具体结构千变万化，此些常规手段在此不做特别说明。
[0031]实施例5: 本实施例提供一种三级纤维分散膨化方法，包括如下步骤:
(1)、首先在主控端11设定额定纤维输送速度，然后由进料口5向一级打散器2内加入纤维；
(2)、一级打散器2内部的纤维打散轴7将纤维分散打散，然后通过传输箱的传输轴6传输至二级风压膨化器3;
(3)、在风机的作用下将纤维吹出二级风压膨化器3进入三级水流分散器4;
(4)、纤维在三级水流分散器4中，进行充分搅拌，均匀分散在液体当中，通过出料口外输。
[0032]纤维在传输过程中，称重传感器12实时测量一级打散器2及位于一级打散器2内部的纤维的总质量，然后将数据传给主控端11;主控端11根据实时数据与时间的比值计算出纤维的实时输送速度，将实时输送速度与设定的额定纤维输送速度比较后，然后由主控端11控制连接着纤维打散轴7、旋转轴9、传输轴6的各个旋转电机改变转速，调整实时输送速度与额定纤维输送速度相同。
[0033]综上所述，本发明提供的这种三级纤维分散膨化装置及其工作方法，采用物理打散、风压膨化、水流搅散三级分散膨化方式，使设备能将纤维很好的分散在工作液中，可以满足现场的纤维压裂的需要，具有分散效果好、与工作液体直接均匀混合，经济有效。
[0034]以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种三级纤维分散膨化装置，包括壳体(I)和壳体(I)内部的多个打散膨化装置，其特征在于:壳体(I)内部设有三级打散膨化装置，分别为一级打散器(2)、二级风压膨化器(3)和三级水流分散器(4); 所述的壳体(I)上设置有进料口(5)，一级打散器(2)位于进料口(5)正下方，一级打散器(2)连接传输箱，传输箱内安装着传输轴(6)，传输箱通过管汇连通至二级风压膨化器(3)，二级风压膨化器(3)的出口连通至三级水流分散器(4)上部，三级水流分散器(4)下部设有出料口。2.如权利要求1所述的三级纤维分散膨化装置，其特征在于:所述的一级打散器(2)包括一级打散器壳体和位于其内部的纤维打散轴(7);所述的传输轴(6)为外带螺旋绞轮的转动轴;所述的二级风压膨化器(3)包括二级风压膨化器壳体和连接该壳体的风机;所述的三级水流分散器(4)包括三级水流分散器壳体和位于其内部的搅拌轮(8)和旋转轴(9)，搅拌轮(8)套在旋转轴(9)上，三级水流分散器壳体上还设有进液口( 10)。3.如权利要求2所述的三级纤维分散膨化装置，其特征在于:所述的纤维打散轴(7)为不规则分布着突刺的转动轴。4.如权利要求2或3所述的三级纤维分散膨化装置，其特征在于:所述的纤维打散轴(7 )、旋转轴(9 )、传输轴(6 )均分别连接着旋转电机，通过旋转电机带动自身转动。5.如权利要求4所述的三级纤维分散膨化装置，其特征在于:所述的纤维打散轴(7)、旋转轴(9)、传输轴(6)连接着的旋转电机以及二级风压膨化器(3)的风机均电连接至主控端(Il)06.如权利要求5所述的三级纤维分散膨化装置，其特征在于:所述的主控端(11)是电脑或者CPU控制器。7.如权利要求5或6所述的三级纤维分散膨化装置，其特征在于:所述的主控端(11)还电连接着称重传感器(12)，一级打散器(2)通过称重传感器(12)固定在壳体(I)内壁上。8.一种三级纤维分散膨化方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)首先在主控端(11)设定额定纤维输送速度，然后由进料口(5)向一级打散器(2)内加入纤维； 2)—级打散器(2)内部的纤维打散轴(7)将纤维分散打散，然后通过传输箱的传输轴(6)传输至二级风压膨化器(3); 3)在风机的作用下将纤维吹出二级风压膨化器(3)进入三级水流分散器(4); 4)纤维在三级水流分散器(4)中，进行充分搅拌，均匀分散在液体当中，通过出料口外输。9.如权利要求8所述的三级纤维分散膨化方法，其特征在于:纤维在传输过程中，称重传感器(12)实时测量一级打散器(2)及位于一级打散器(2)内部的纤维的总质量，然后将数据传给主控端(11);主控端(11)根据实时数据与时间的比值计算出纤维的实时输送速度，将实时输送速度与设定的额定纤维输送速度比较后，然后由主控端(11)控制连接着纤维打散轴(7 )、旋转轴(9)、传输轴(6 )的各个旋转电机改变转速，调整实时输送速度与额定纤维输送速度相同。
【文档编号】B65G43/08GK105822280SQ201610373392
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】池晓明, 陈飞, 乐平, 邓继学, 袁海平, 胡翔赟, 张延平, 韩纪科, 贾继生, 贾凯雄, 屈海清, 张凡, 焦峥辉, 徐俊芳
【申请人】中国石油集团川庆钻探工程有限公司长庆井下技术作业公司