[发明专利]一种电驱动压裂混砂橇

说明书

本发明涉及石油及天然气钻探技术，具体涉及一种电驱动压裂混砂橇，包括混砂装置，混砂装置用于将压裂砂和压裂基液混合为携砂压裂液；混砂装置顶部可拆卸地设有储砂装置，储砂装置用于向混砂装置添加压裂砂；储砂装置配套有输砂装置，输砂装置用于向储砂装置输送压裂砂；电驱动压裂混砂橇使用电机驱动并配套有电控系统；本发明把混砂、储砂和输砂的相关设备集成为一体，占地面积小、运输方便且装配简单；整个工艺流程自动化运行，只需一名操作工，避免了传统的独立设备因衔接不良出现误操作，对杂质和雨水的防护能力强，维护简单、噪音小，能够快速有效地改变转速以控制出砂量，大幅提升了作业效率、显著降低了劳动强度和生产成本。

技术领域

本发明涉及油气钻探设备技术领域，特别涉及一种电驱动压裂混砂橇。

背景技术

在油田压裂作业中，混砂系统是压裂系统的心脏，其先进程度和可靠性决定了压裂机组的施工能力。

传统的混砂系统由砂罐和混砂设备组成，其存在以下技术缺陷：

1.如图1所示，砂罐和混砂设备是两套独立设备，通常采用T形布置，需要较大的占地面积且装配接线复杂、对恶劣环境的适应性差；两套设备需要由不同的操作工独立操作，且对两道工序的衔接要求较高，容易因衔接不良出现误操作；

2.传统储砂装置与混砂设备配合使用时，需要配置1-2名切砂工，工人手动切换不同目数的压裂用砂以适应不同的压裂工况，操作效率低，响应速度慢；

3.传统混砂系统为开放式钢制罐结构，罐顶设计有下砂进料口，使用后需要人工进行遮盖，以防止杂物和雨水侵袭；其防护能力差，压裂施工时容易因杂质和雨水的影响造成加砂中断，无法保障压裂施工的连续性；

4.传统混砂设备配套的输砂螺旋只能从混合搅拌罐的一侧加砂，压裂砂难以在有限的时间内散开，特别在加砂量大时，压裂砂混合搅拌效果差，引起排出泵负载不均匀，使排出泵长时间处于高负荷运转状态，影响排出泵使用寿命；

5.传统混砂操作中，输砂螺旋一般与地面呈45°角度安装，倾斜放置的输砂螺旋输送量不精确，且压裂施工时输砂螺旋底部轴承容易因密封失效导致输送能力减弱，无法满足压裂施工要求，甚至导致施工中断。

6.传统混砂系统以柴油机作为动力源，维护难度大工、噪音大，且空间有限，结构复杂，不易维护，且采用单搅拌罐单排出泵设计，可靠性较低，难以适应非常规油气多井平台的高强度连续施工要求。

发明内容

本发明针对传统储砂装置与混砂设备的上述技术缺陷，提供一种电驱动压裂混砂橇；本发明将砂罐和混砂设备进行橇装并实现自动混砂、切砂，无需人工干预；压裂砂经水平加砂计量装置输送至搅拌罐顶部两侧的辅助下砂网，均匀落入搅拌罐，混砂均匀且连续性强；本发明采用变频电机和封闭式设计，实现对液体和压裂砂的快速准确地控制和对杂质、雨水的良好防护，能够满足复杂工况下的压裂工艺要求；本发明可实现24小时连续作业，安全性高，大幅降低劳动强度且节省至少两名操作工，实现混砂设备与储砂装置设备自动化控制和一体化操作，能够极大地提高压裂混砂操作的效率和质量、降低作业成本。

为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：

一种电驱动压裂混砂橇，包括混砂装置，所述混砂装置用于将压裂砂和压裂基液混合为携砂压裂液；所述混砂装置顶部可拆卸地设有储砂装置，所述储砂装置用于向所述混砂装置添加压裂砂；所述储砂装置配套有输砂装置，所述输砂装置用于储存压裂砂以及向所述储砂装置输送压裂砂；所述电驱动压裂混砂橇使用电机驱动并配套有电控系统或使用电机与液压混合驱动并配套有电液控制系统，所述电机和电控系统均与所述混砂装置集成为一体；所述混砂装置、储砂装置和输砂装置均采用模块化设计，以便于快速拆装和运输。