[发明专利]一种大排量全电动压裂连续供砂装置及方法

说明书

本发明涉及一种大排量全电动压裂连续供砂装置及方法，该装置包括立式储砂罐、连续供砂装置、控制系统装置；立式储砂罐安装在平台底座上，由罐体I、罐体II、锥形仓及底座、钢基础组成；连续供砂装置由立式砂斗、斗提机、螺旋输送器及破袋器组成；控制系统装置安装在罐体一侧，由电动闸板阀、防爆控制箱及视频监视系统等组成。本发明为非常规页岩气电动压裂施工期间为实现压裂支撑剂的储存及连续供砂所研制配套，并且能够满足不同规格压裂砂的输砂及储存，采用方型全电动化结构，模块化连接方式。砂量控制采用电动闸板阀控制，可连续自动输砂，输砂效率高，操作简单，精确度高，误差小，安全可靠，维护方便，可直接应用于现场作业施工。

技术领域

本发明涉及页岩气开采技术领域，具体为一种大排量全电动压裂连续供砂装置及方法。

背景技术

现有页岩气压裂的输砂方式主要是采用吊车从地面直接吊装至砂罐顶部的吨包加砂方式，采用吊车吨包加砂方式主要是采用传统吊车加砂，加砂效率低，自动化程度低，人力资源成本较高，现场吊装高处作业风险高。现有方式存在以下缺陷：精确度差，缺乏定量评价；加砂效率低，时间长；人员高处作业，坠落伤亡风险高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种大排量全电动压裂连续供砂装置及方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种大排量全电动压裂连续供砂装置，包括：

立式储砂罐、连续供砂装置及控制系统装置；

所述立式储砂罐安装在一平台底座上，包括储砂罐、锥形仓、底座、钢基础；连续供砂装置安装在储砂罐的罐体I与罐体II之间，包括立式砂斗、斗提机、螺旋输送器及破袋器；控制系统装置安装在罐体一侧，包括电动闸板阀、防爆控制箱及视频监视系统；

立式储砂罐罐体采用箱式框架结构，罐体通过钢基础固定于底座上；锥形仓的的两个出砂口相邻，出口处安装电动闸板阀，闸板阀位于锥形仓底座内；在钢基础上斗提机对应位置安装斗提机连接铰接座，以将斗提机安装于钢基础上；立式砂斗安装于地面，出口与斗提机进口相连；斗提机出口与螺旋输送器相连；所述控制系统装置通过电动闸板阀控制立式砂罐的出砂口的出砂量，通过防爆控制箱中的电气结构控制立式砂斗、斗提机、螺旋输送器的运行；

压裂砂由吊车吊至立式砂斗上料斗上方，立式砂斗上料斗上方破袋锥顶将砂袋刺破，通过立式砂斗底部的供砂阀控制压裂砂的流量，压裂砂由重力流动到斗提机内，斗提机提升压裂砂到罐间螺旋输送机内，再由罐间螺旋输送机输送到两侧罐面螺旋输送机，罐面螺旋输送机再将压裂砂输送到砂罐的四个仓内，通过锥形仓电动闸阀控制压裂砂的流量，输送至混砂装置绞龙砂斗。

其中，立式储砂罐采用双仓式2×90方储砂罐，单个90方立式砂罐整体外形尺寸长x宽x高：8×2.4×8m；罐体I与罐体II间距设置为3.5m，罐体I与罐体II出砂口最大出砂速度4-6方/分钟，单罐出砂采用无动力自流方式，通过电动闸板阀控制出砂量，电动闸板阀可以电控操作，在停电的情况下可以手轮开启关闭闸板阀，砂罐4个锥仓部位安装震动器。

其中，罐体采用箱式框架结构，罐体框架内设置加强筋；上下罐体之间连接采用拉杆，罐体间密封采用迷宫式密封结构，底座采用框架结构。

其中，单个90方立式砂罐顶部设置4个加砂口和2个人孔，其中螺旋加砂口直径600mm，人工加砂口直径800mm，两孔在各仓中心平形分布，方形人孔尺寸750x750mm；每罐设置加砂口托砂平台1个；罐面采用封闭式结构，顶部铺装花纹板。

其中，螺旋输送器为可折叠钢梁和左右错位布置在所述可折叠钢梁的左右两侧的三根垂直螺旋，所述可折叠钢梁的中上部设有铰接件；螺旋输送器包括罐间螺旋输送机和罐面螺旋输送机；斗提机出口连接罐间螺旋输送机，罐间螺旋输送机将压裂砂输送到左右两罐，再通过罐面螺旋输送机将压裂砂分别输送到罐内的储砂仓内，螺旋输送机可整体吊装及运输，各个接口采用柔性连接便于拆卸及检修，接口保证密封性。