[发明专利]压裂用连续式半球形混砂装置

说明书

技术领域

本发明属于石油机械领域，具体地，涉及一种压裂用连续式半球形混砂装置，该装置可应用于非常规油气(如页岩气等)的开发。

背景技术

页岩气开发对压裂设备的压力和排量提出了更高的要求。若想提高混砂排量，传统的开式混配装置只能增加混砂罐的容积，但受到底盘车的限制，依靠增大混砂罐容积来提升排量的做法在车载设备上已经很难做到较大提升。杰瑞公司提出了连续式混砂的理念，采用“即混即排”的方式，避免了传统混砂装置需一定搅拌时间，排液不连续的缺点，其研制的基于紊流作用的闭式混配装置已经用于杰瑞3000型页岩气压裂成套装备中。但是现场使用发现，这种连续式混砂装置的混砂均匀程度仍有待提高，由于其基于液体紊流作用原理，要求叶轮的旋转速度非常高，又因叶轮与砂子直接接触，造成叶轮磨损十分严重，影响了混配装置的整体使用寿命。

发明内容

为解决克服现有技术的缺陷，本发明提供一种压裂用连续式半球形混砂装置，以大幅度提高混砂排量，并能实现连续混配。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

压裂用连续式半球形混砂装置，包括：底座、混砂室、传动箱体、上端盖、主轴、内齿轮、悬臂轴、传动齿轮，底座、混砂室、传动箱体、上端盖依次固定连接。

所述底座，下部为封闭的圆形底盘、中间为T型进液管、上部为法兰盘，T型进液管下部设置支撑板，以支撑T型进液管；压裂液由所述底座的T型进液管进入混砂装置，通过上部法兰盘进入所述混砂室内。

所述混砂室，下部为下法兰盘、中部为半球型壳体、上部为上法兰盘，半球形壳体的中部设有出液管；下法兰盘、半球型壳体、出液管和上法兰盘为整体结构，为压裂液与砂子的混合搅拌提供空间，混合均匀的压裂液通过出液管排出；所述混砂室的下法兰盘与所述底座的法兰盘通过螺栓连结，在所述混砂室的下法兰盘与所述底座的法兰盘之间设有密封垫片，确保密封。

所述传动箱体，为带有上法兰盘、下法兰盘的圆柱壳体，所述传动箱通过下法兰盘与所述混砂室的上法兰盘通过螺栓连结，所述传动箱体为传动部件的运转提供空间。

所述上端盖，包括上盖板，上盖板与所述传动箱体的上法兰盘通过螺栓连接；上盖板的中心设有主轴支座，主轴支座用于放置带动主轴转动的马达，在主轴支座的两侧分别设有悬臂轴支座、落砂管，在落砂管下部设有防砂挡板，在防砂挡板的中心设有圆孔，圆孔与主轴支座上的圆孔同轴，防砂挡板位于所述传动箱体的下法兰盘以上，砂子由落砂管进入混砂装置。

所述转动筛，为圆柱壳体结构，上部内设有内齿轮，底端为环空筛网，所述转动筛通过轴承安装在所述传动箱体下部内侧的凸台上，能够在传动箱体内转动。防砂挡板位于环空筛网的上部，以防止落下的砂子扬起对所述传动箱体内部的齿轮造成磨损。

所述主轴，上部设有轴齿轮、下部设有大叶轮、小叶轮，所述主轴安装在主轴支座中的马达上，随马达一同旋转；轴齿轮位于传动箱体内，防尘挡板之上，与所述转动筛上部的内齿轮处于同一高度，大叶轮、小叶轮位于所述混砂室的半球形壳体内，所述转动筛的环空筛网以下，起到混合搅拌的作用。

所述悬臂轴通过轴承安装在所述上端盖的悬臂轴支座上，在所述悬臂轴的中部设置所述传动齿轮，所述传动齿轮与轴齿轮位于同一高度，所述传动齿轮与所述主轴上的轴齿轮啮合；马达带动所述主轴旋转，由所述主轴带动所述传动齿轮旋转，同时，所述传动齿轮与所述转动筛上的内齿轮啮合，带动内齿轮旋转，所述转动筛随之转动。

上述的混砂室其结构中，外壳形状为半球形。

相对于现有技术，本发明具有如下有益效果：较传统开式混砂装置而言，实现了压裂液与砂子的连续混配、连续输出，提高了混砂效率；较杰瑞连续式混砂装置而言，叶片磨损大大减少，压裂液和砂子的混合更加均匀，整体混砂效果显著提高。

附图说明

图1为压裂用连续式半球形混砂装置的结构示意图；

图2为压裂用连续式半球形混砂装置的上端盖、悬臂轴和传动齿轮结构示意图；

图3为压裂用连续式半球形混砂装置的转动筛结构示意图；

图4为压裂用连续式半球形混砂装置的主轴结构示意图。