[发明专利]输砂机试验装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及输送试验装置领域，特别是一种输砂机试验装置及方法。

背景技术

在石油钻采设备中，螺旋输砂器为压裂混砂车的重要组件，现有技术中使用的螺旋输砂器即搅龙，主要由液压马达或电机、进出料斗及螺旋输送装置这三大部分组成。其主要工作指标为驱动功率、输砂量、输送效率。而影响上述工作指标的参数主要有螺旋轴转速、螺旋叶片直径、螺距、螺旋轴直径和螺旋输送器倾斜角度、间隙等参数。通过试验装置可以试验用于研究螺旋输砂器的结构参数和工作参数对工作指标的影响，发现结构参数与工作指标的内在联系，从而为设计高效率的节能型输砂装置提供实践依据。

现有技术中没有可供参考的大倾角螺旋输送机的倾角系数、填充系数、摩擦特性等参数；更没有针对可变结构参数、工作参数和输送倾角的多功能循环输砂试验装置。

中国专利文献CN 102419257 A公开了一种压裂混砂车输砂试验装置，记载了一种循环输砂装置，采用了固体流量计来测量瞬时流量和累积流量，存在的问题是，固体流量计的精度太低，误差较大，总误差达到5%~10%，难以实现试验的目的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种输砂机试验装置及方法，可以实现瞬时流量和累积流量的精确测量，从而精确测定转速、螺旋叶片直径、螺旋轴直径、螺距、间隙和倾角对物料输送的单因素和多因素组合影响。还能够用于螺旋输送器产品出厂前的输送试验及性能标定，便于现场使用时通过改变转速对物料输送量的精确控制。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种输砂机试验装置，试验搅龙的出料口下方设有分流装置，分流装置底部设有可切换的第一出料口和第二出料口，第一出料口下方设有第一称重料斗，第二出料口下方设有第二称重料斗，第一称重料斗和第二称重料斗的出料口位于循环搅龙的进料口上方；

循环搅龙的出料口位于储料斗的上方，储料斗位于试验搅龙的进料口上方。

所述的试验搅龙上设有扭矩传感器和角速度传感器，扭矩传感器和角速度传感器与采集装置电连接。

所述的第一称重料斗和第二称重料斗分别通过多个称重传感器支承在支架上，称重传感器与采集装置电连接，第一称重料斗和第二称重料斗的底部分别设有闸门。

所述的分流装置中，在第一出料口和第二出料口的连接部设有转轴，转轴与分料板固定连接，转轴的端头与主动轮固定连接，主动轮与从动轮通过柔性传动件连接，驱动气缸与柔性传动件连接。

分流装置的上部为分料斗，在分料斗与第一出料口和第二出料口连接部位的两侧设有导料板。

试验搅龙的进料口一端与底板铰接或被底板上的限位块限位，试验搅龙的中部设有可升降的倾角调节装置。

所述的倾角调节装置中，座板与底板铰接，座板上安装有可旋转不可轴向位移的蜗轮螺母，蜗杆与蜗轮螺母的外壁啮合，蜗轮螺母的内壁与螺杆螺纹连接，螺杆与试验搅龙的中部铰接。

一种采用上述的输砂机试验装置进行输砂试验的方法，包括以下步骤：

一、设定试验搅龙的倾角，将分流装置切换到第一出料口，第一称重料斗的闸门关闭；

二、储料斗给试验搅龙的进料口供料，试验搅龙启动送料，设定开始时间，物料从试验搅龙的出料口排出到分流装置，经第一出料口排入到第一称重料斗内，称重传感器开始称重；

三、当采集到称重传感器的数值达到设定值，分流装置切换到第二出料口，第一称重料斗的称重传感器称重得到最大值，并得到输送到第一称重料斗的时间段，然后开启闸门排料至循环搅龙，同时开始记录输送到第二称重料斗的时间；

四、分流装置切换到位后，物料经第二出料口排入到第二称重料斗内，称重传感器开始称重，当采集到称重传感器的数值达到设定值，分流装置切换到第一出料口；

五、第二称重料斗的的称重传感器称重得到最大值，并得到输送到第二称重料斗的时间段，然后开启闸门排料至循环搅龙；

如此循环，精确测得试验搅龙在一个时间段内输送的物料重量，从而得到该时间段内的平均流量。

在步骤三和步骤五中，循环搅龙输送物料至储料斗，储料斗给试验搅龙的进料口供料，形成循环。

试验搅龙上设有变频电机，设置的扭矩传感器和角速度传感器与变频电机形成闭环控制。