[发明专利]一种石油井场压裂施工自动卸砂一体化装置及其工作方法

说明书

本发明属于石油机械领域，提供一种石油井场压裂施工自动卸砂一体化装置及其工作方法，该装置包括吊机、储砂罐、起升机构、回转机构、变幅机构、变频程控系统、砂袋解绳装置和砂袋锁绳器，该方法通过设置变频程控系统的参数实现一键吊装就位，包括空钩一键就位和起吊大勾卸载一键就位。本发明结构简单、操作方便，自动化程度高，能够有效提高输砂效率，降低运维费。

技术领域

本发明属于石油机械领域，具体涉及一种石油井场压裂施工自动卸砂一体化装置及其工作方法。

背景技术

大型压裂施工工艺设计压裂段数12-20段，单段用砂50-70m³，单井输砂规模达600-1400m³，砂量大，运砂车（15m³）来回倒砂无法满足加砂要求。虽然目前形成的砂袋破砂、储罐储砂供砂系统满足了施工需求，加砂以砂袋为主，但仍然存在以下不足：加砂速率仅为0.3-0.5 m³/min，同时需要辅助设备，效率不高；需要3-4个工作人员配合作业，人工劳动强度大。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种石油井场压裂施工自动卸砂一体化装置及其工作方法，结构简单、操作方便，自动化程度高，有效提高输砂效率，降低运维费。

为了实现以上目的，本发明提供的一种石油井场压裂施工自动卸砂一体化装置，包括吊机、储砂罐、起升机构、回转机构、变幅机构、变频程控系统、砂袋解绳装置和砂袋锁绳器，所述吊机包括立柱和旋臂，吊机基座与设于吊机立柱两侧的储砂罐底座刚性联接，所述旋臂和立柱之间设有回转机构，旋臂通过转轴架设于回转机构上，所述旋臂包括位于转轴两侧的起重臂和平衡臂，起重臂上设有移动小车，移动小车上设有起吊大勾，所述起吊大勾与起升机构相连，起升机构安装在平衡臂上，所述移动小车与变幅机构相连；所述砂袋解绳装置包括索钩、钢丝拉绳、碰杆，所述钢丝拉绳一端与索钩连接，另一端与碰杆连接，所述碰杆通过导向机构设于起吊大勾上；所述碰杆由水平段和竖直段连接而成，所述导向机构为与碰杆的竖直段相配合的竖直导轨，导向机构通过螺栓固定在起吊大勾上，所述碰杆的竖直段嵌于导向机构中；所述砂袋锁绳器包括锁端盖、锁座、吊环，所述锁端盖上设有位于中心的锁孔和位于锁孔两侧的绳孔，所述锁座一端设有圆台形内孔，锁座另一端与锁端盖螺纹连接，锁座中设有锁头机构，所述锁头机构包括锁头、复位弹簧及螺纹连杆，所述锁头为圆台形，与锁座一端的圆台形内孔相适，所述螺纹连杆一端与锁头连接，螺纹连杆穿过锁端盖上的锁孔后由双螺母结构固定，所述螺纹连杆的另一端与吊环焊接，所述复位弹簧设于锁头和锁端盖之间，复位弹簧套设在螺纹连杆上。

在上述技术方案中，所述立柱为圆筒式结构，分为下立柱、中间立柱、上立柱，三者均为法兰螺栓连接。

在上述技术方案中，设有吊机上部控制台、地面控制台以及地面无线移动遥控器，所有控制台内部设置有控制电路，控制台与地面无线移动遥控器之间无线链接。

在上述技术方案中，所述起重臂的根部、中间、前端、储砂罐顶部设置有线监控摄像头，摄像头与地面控制台相连，地面控制台配备记录仪和监控屏。

在上述技术方案中，所述起重臂采用三角形桁架截面型，所述平衡臂上配置连接拉杆及平衡配重。

在上述技术方案中，所述碰杆为π形或倒L形。碰杆为π形，所述碰杆的水平段的长度应大于卸砂口处的漏斗直径；碰杆为倒L形，所述碰杆的水平段的长度应大于卸砂口处的漏斗半径，使得起吊大勾下落到卸砂口处时，碰杆会抵在卸砂口处，不再与吊钩一同下落。

本发明还提供一种上述的石油井场压裂施工自动卸砂一体化装置的工作方法，该方法通过设置变频程控系统的参数实现一键吊装就位，包括空钩一键就位和起吊大勾卸载一键就位，具体如下：