一种地应力扩容用小排量混砂撬的制作方法

1.本实用新型属于油气增产石油机械技术领域，具体涉及一种地应力扩容用小排量混砂撬。


背景技术：

2.目前高压充填防砂技术在油田开发中广为应用，高压充填防砂技术即将石英砂同携砂液混合，通过高压泵注入地层及井筒而达到防止地层出砂的目的。这项工艺的特点是石英砂用量大（30吨左右），施工排量大（1.5m3/min左右），携砂液用量多（200m3左右），施工压力高（20mpa左右），连续工作时间长。
3.目前，完成这项工作需专门的防砂车组即泵车四至五台、混砂车一台、砂斗车一至二台，罐车八至十台。其存在以下不足：
4.1.很多施工现场较小车辆无法摆放如此之多的装置；
5.2. 目前混砂装置排量和设计输砂能力过大，无法精确的配置出达到设计要求的小排量、低浓度混砂液的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种地应力扩容用小排量混砂撬，以解决现有很多施工现场较小车辆无法摆放如此之多的装置且无法精确地配置出达到设计要求的小排量、低浓度混砂液的问题。
7.本实用新型采用的技术方案如下：
8.一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，包括撬块和设在撬块上的砂斗、搅拌罐和螺旋输送机，所述砂斗和搅拌罐沿撬块的长度方向间隔设置，所述螺旋输送机的进砂口与砂斗，所述螺旋输送机的出砂口位于搅拌罐上方，所述搅拌罐远离砂斗的一侧设有吸入泵和砂浆泵，所述搅拌罐上连通有吸入管和排浆管，所述吸入管和吸入泵连接，所述排浆管和砂浆泵连接；所述吸入泵的一侧还设有控制柜，所述控制柜与吸入泵、砂浆泵、螺旋输送机以及搅拌罐的搅拌电机电连接。
9.该技术方案中，搅拌罐采用钢制结构，上部圆形、底部成圆锥体型，内容积＞1.5m3，上水口接吸入泵出口端，吸入口不高于罐高的30%，底部装4寸带蝶阀的排液口，连接砂浆泵的出口尽量在罐体底部；搅拌装置内的搅拌器安装于搅拌罐内，搅拌电机安装于上部中间位置并固定，叶片转动时向下压水（三层搅拌叶片），并不得与罐壁摩擦，电机加装减速器方式保证转速在88r/min左右；螺旋输送机采用单绞龙斜向输砂模式，变频电机驱动，最高输砂量300kg/min；砂斗容积0.8m3，并安装滤网；底部装手动闸板阀，底部加强能承受吨袋重量；控制柜的控制系统为防爆控制箱面板操作模式，安装便于安全操作同时又能方便观察各泵电机的运行情况；本方案的原理为：首先将吸入管的入口与装有液体的液罐连通，之后将石英砂输入砂斗内，石英砂进入螺旋输送机，螺旋输送机把石英砂提升到搅拌罐的上方，并导入到搅拌罐内，搅拌罐开始搅拌（石英砂与水的比例由控制柜通过调节控制螺
旋输送机的电机和吸入泵的转速和输出功率实现），混合好的砂浆在砂浆泵的作用下经排浆管后连接高压泵车组（压裂车组），同时向多辆压裂车送砂浆，通过压裂车向油气井防砂层段充填石英砂浆，在防砂层段环周筑成一道防砂墙，把油层出来的砂挡住，确保油气井正常生产。综上所述，本实用新型结构简单、紧凑、体积小、占地面积小，整个混砂速度、混砂比例和外输流量都由控制柜通过控制各个电机和泵进行自动控制；其次本装置的各个管道以及泵体都设在搅拌罐一侧，使得其与搅拌罐和砂斗形成直线间隔排列形式，相互干涉小、影响小，便于工作人员对各个器件的检修。
10.优选的，所述吸入管的入口和排浆管的出口都朝向撬块宽度方向上的一侧。
11.该技术方案中，需要说明的是，现场施工中，装有水源的液罐以及压裂车组都会排列在撬块宽度方向上的一侧，即面向撬块的长边，因此，本方案将吸入管的入口和排浆管的出口都朝向撬块宽度方向上的一侧，便于吸入管与液罐连接，便于排浆管和压裂车组连接。
12.优选的，所述吸入管上设有与控制柜电连接的电磁流量计。
13.该技术方案中，电磁流量计是应用电磁感应原理， 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器，在本方案中其主要用以监控吸入管内水流量的大小。
14.优选的，所述吸入管的入口和排浆管的出口都设有蝶阀。
15.该技术方案中，需要说明的是，吸入管的入口为带蝶阀的3组4寸206由壬接口，方便连接液罐并保证不低于3m3/min的上水排量，吸入口加滤网；管路连接采取法兰连接方式；排浆管出口安装3组4寸由壬接口便于连接压裂泵。
16.优选的，所述撬块的上方设有横梁，所述横梁为两个，两个所述横梁沿撬块的宽度方向间隔设置，每个所述横梁的底部都分别通过多个立杆和撬块底部连接，两个所横梁之间通过加固梁连接，所述加固梁为多个，多个所述加固梁沿撬块的长度方向间隔设置。
17.该技术方案中，通过设置的横梁、加固梁以及立杆便于装置在野外使用时，在其顶部可以加雨棚防雨防雪；也方便整体吊装，运输。
18.优选的，所述横梁、加固梁以及立杆都为空心结构。
19.该技术方案中，横梁、加固梁以及立杆都为空心结构不仅减轻了整个装置的重量，便于运输，而且还节约材料。
20.优选的，所述横梁包括位于其两端的开口，所述横梁上设有用以将开口封闭的封闭装置，所述封闭装置包括挡块和插块，所述插块的一端和挡块连接，所述插块的另一端通过开口插入到横梁的内腔中，且所述插块和横梁的内腔为间隙配合。
21.该技术方案中，需要说明的是，由于横梁为空心结构，在遇到下雨或者下雪的情况时，雨雪会从横梁的两端开口出进入到横梁内，造成其内部积水，其次，横梁两端还容易与车辆发生碰撞，造成车辆磨损，针对这两个问题，本方案设有插块和挡块，插块侧壁覆盖密封橡胶层，在固定插块的同时，还起到密封作用，挡块为圆盘形状，端部设有橡胶保护垫。
22.优选的，所述砂斗内设有过滤装置，所述过滤装置包括过滤网和振动组件，所述过滤网滑动嵌设在砂斗内，所述振动组件包括电机和凸轮，所述电机设在砂斗的侧壁上，所述电机的输出轴穿入到砂斗的内墙中与凸轮连接，所述凸轮与过滤网底部接触。
23.该技术方案中，通过设置滤网用以对尺寸不合格的石英砂进行过滤，通过设置的电机用于驱动凸轮转动，凸轮转动并不断的敲击过滤网，使得过滤网产生震动，防止石英砂
堵塞过滤网，影响过滤效率。
24.优选的，所述砂斗内壁上设有多个安装板，每个所述安装板的顶部设有弹簧，所述弹簧远离安装板的一端和过滤网连接，所述过滤网与弹簧可拆卸连接，所述过滤网的底部设有与其螺纹连接的滑块，所述滑块与砂斗滑动连接，且所述滑块与弹簧的顶部固定连接。
25.该技术方案中，弹簧用以辅助过滤网进行复位；且还需要说明的是，有时，石英砂是在厂家统一采购的，其尺寸较为统一，不需要过滤网进行过滤，遇到此类情况时，即可将过滤网从滑块上拆除，避免过滤网影响进料速率。
26.综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
27.1. 本实用新型结构简单、紧凑、体积小、占地面积小，整个混砂速度、混砂比例和外输流量都由控制柜通过控制各个电机和泵进行自动控制，精度高；
28.2. 本装置的各个管道以及泵体都设在搅拌罐一侧，使得其与搅拌罐和砂斗形成直线间隔排列形式，相互之间干涉小、影响小，便于工作人员对各个器件的检修。
附图说明
29.本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
30.图1是本实用新型的主体结构示意图；
31.图2是本实用新型的正视结构示意图；
32.图3是本实用新型的俯视结构示意图；
33.图4是本实用新型的左视结构示意图；
34.图5是本实用新型的横梁与挡块的拆分立体结构示意图；
35.图6是本实用新型的砂斗的立体结构示意图；
36.图7是本实用新型的砂斗和过滤网的拆分立体结构示意图；
37.图8是本实用新型的砂斗的剖视图；
38.附图标记
39.10-撬块，20-砂斗，21-过滤网，22-电机，23-凸轮，24-安装板，25-弹簧，26-滑块，30-螺旋输送机，40-搅拌罐，50-控制柜，60-排浆管，61-出口，62-砂浆泵，70-吸入管，71-入口，72-吸入泵，80-横梁，81-立杆，82-加固梁，83-挡块，84-插块。
具体实施方式
40.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
41.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
42.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
43.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
44.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
46.实施例1
47.如图1所示，本实用新型实施例中公开了一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，包括撬块10和设在撬块10上的砂斗20、搅拌罐40和螺旋输送机30，所述砂斗20和搅拌罐40沿撬块10的长度方向间隔设置，所述螺旋输送机30的进砂口与砂斗20，所述螺旋输送机30的出砂口位于搅拌罐40上方，所述搅拌罐40远离砂斗20的一侧设有吸入泵72和砂浆泵62，所述搅拌罐40上连通有吸入管70和排浆管60，所述吸入管70和吸入泵72连接，所述排浆管60和砂浆泵62连接；所述吸入泵72的一侧还设有控制柜50，所述控制柜50与吸入泵72、砂浆泵62、螺旋输送机30以及搅拌罐40的搅拌电机电连接。搅拌罐40采用钢制结构，上部圆形、底部成圆锥体型，内容积＞1.5m3，上水口接吸入泵72出口61端，吸入口71不高于罐高的30%，底部装4寸带蝶阀的排液口，连接砂浆泵62的出口61尽量在罐体底部；搅拌装置内的搅拌器安装于搅拌罐40内，搅拌电机22安装于上部中间位置并固定，叶片转动时向下压水（三层搅拌叶片），并不得与罐壁摩擦，电机22加装减速器方式保证转速在88r/min左右；螺旋输送机30采用单绞龙斜向输砂模式，变频电机22驱动，最高输砂量300kg/min；砂斗20容积0.8m3，并安装滤网;底部装手动闸板阀，底部加强能承受吨袋重量；控制柜50的控制系统为防爆控制箱面板操作模式，安装便于安全操作同时又能方便观察各泵电机22的运行情况。
48.如图1、图2所示，本实施例中，所述吸入管70的入口71和排浆管60的出口61都朝向撬块10宽度方向上的一侧。需要说明的是，现场施工中，装有水源的液罐以及压裂车组都会排列在撬块10宽度方向上的一侧，即面向撬块10的长边，因此，本方案将吸入管70的入口71和排浆管60的出口61都朝向撬块10宽度方向上的一侧，便于吸入管70与液罐连接，便于排浆管60和压裂车组连接。
49.本实施例中，所述吸入管70上设有与控制柜50电连接的电磁流量计。电磁流量计是应用电磁感应原理， 根据导电流体通过外加磁场时感生的电动势来测量导电流体流量的一种仪器，在本方案中其主要用以监控吸入管70内水流量的大小。
50.如图1所示，本实施例中，所述吸入管70的入口71和排浆管60的出口61都设有蝶阀。需要说明的是，吸入管70的入口71为带蝶阀的3组4寸206由壬接口，方便连接液罐并保证不低于3m3/min的上水排量，吸入口71加滤网；管路连接采取法兰连接方式；排浆管60出口61安装3组4寸由壬接口便于连接压裂泵。
51.本实施例的工作原理为：首先将吸入管70的入口71与装有液体的液罐连通，之后
将石英砂输入砂斗20内，石英砂进入螺旋输送机30，螺旋输送机30把石英砂提升到搅拌罐40的上方，并导入到搅拌罐40内，搅拌器开始搅拌（石英砂与水的比例由控制柜50通过调节控制螺旋输送机30的电机22和吸入泵72的转速和出输功率实现），混合好的砂浆在砂浆泵62的作用下经排浆管60后连接高压泵车组（压裂车组），同时向多辆压裂车送砂浆，通压裂车向油井防砂层段充填石英砂浆，在防砂层段环周筑成一道防砂墙，把油层出来的砂挡住，确保油气井正常生产。综上所述，本实用新型结构简单、紧凑、体积小、占地面积小，整个混砂速度、混砂比例和外输流量都由控制柜50通过控制各个电机22和泵进行自动控制；其次本装置的各个管道以及泵体都设在搅拌罐40一侧，使得其与搅拌罐40和砂斗20形成直线间隔排列形式，相互干涉小、影响小，便于工作人员对各个器件的检修。
52.实施例2
53.如图1-4所示，本实施例与上述实施例大致相同，不同之处在于，所述撬块10的上方设有横梁80，所述横梁80为两个，两个所述横梁80沿撬块10的宽度方向间隔设置，每个所述横梁80的底部都分别通过多个立杆81和撬块10底部连接，两个所横梁80之间通过加固梁82连接，所述加固梁82为多个，多个所述加固梁82沿撬块10的长度方向间隔设置。通过设置的横梁80、加固梁82以及立杆81便于装置在野外使用时，在其顶部可以加雨棚防雨防雪；也方便整体吊装，运输。
54.如图1、图5所示，本实施例中，所述横梁80、加固梁82以及立杆81都为空心结构。横梁80、加固梁82以及立杆81都为空心结构不仅减轻了整个装置的重量，便于运输，而且还节约材料。
55.如图5所示，本实施例中，所述横梁80包括位于其两端的开口，所述横梁80上设有用以将开口封闭的封闭装置，所述封闭装置包括挡块83和插块84，所述插块84的一端和挡块83连接，所述插块84的另一端通过开口插入到横梁80的内腔中，且所述插块84和横梁80的内腔为间隙配合。需要说明的是，由于横梁80为空心结构，在遇到下雨或者下雪的情况时，雨水或者雪会从横梁80的两端开口出进入到横梁80内，造成其内部积水，其次，横梁80两端还容易与车辆发生碰撞，造成车辆磨损，针对这两个问题，本方案设有插块84和挡块83，插块84侧壁覆盖密封橡胶层，在固定插块84的同时，还起到密封作用，挡块83为圆盘形状，端部设有橡胶保护垫。
56.实施例3
57.如图6、图7所示，本实施例与上述实施例大致相同，不同之处在于，所述砂斗20内设有过滤装置，所述过滤装置包括过滤网21和振动组件，所述过滤网21滑动嵌设在砂斗20内，所述振动组件包括电机22和凸轮23，所述电机22设在砂斗20的侧壁上，所述电机22的输出轴穿入到砂斗20的内墙中与凸轮23连接，所述凸轮23与过滤网21底部接触。通过设置滤网用以对尺寸不合格的石英砂进行过滤，通过设置的电机22用于驱动凸轮23转动，凸轮23转动并不断的敲击过滤网21，使得过滤网21产生震动，防止石英砂堵塞过滤网21，影响过滤效率。
58.如图8所示，本实施例中，所述砂斗20内壁上设有多个安装板24，每个所述安装板24的顶部设有弹簧25，所述弹簧25远离安装板24的一端和过滤网21连接，所述过滤网21与弹簧25可拆卸连接，所述过滤网21的底部设有与其螺纹连接的滑块26，所述滑块26与砂斗20滑动连接，且所述滑块26与弹簧25的顶部固定连接。弹簧25用以辅助过滤网21进行复位；
且还需要说明的是，有时，石英砂是在厂家统一采购的，其尺寸较为统一，不需要过滤网21进行过滤，遇到此类情况时，即可将过滤网21从滑块26上拆除，避免过滤网21影响进料速率。
59.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
60.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

技术特征：
1.一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，包括撬块（10）和设在撬块（10）上的砂斗（20）、搅拌罐（40）和螺旋输送机（30），所述砂斗（20）和搅拌罐（40）沿撬块（10）的长度方向间隔设置，所述螺旋输送机（30）的进砂口与砂斗（20）连通，所述螺旋输送机（30）的出砂口位于搅拌罐（40）上方，所述搅拌罐（40）远离砂斗（20）的一侧设有吸入泵（72）和砂浆泵（62），所述搅拌罐（40）上连通有吸入管（70）和排浆管（60），所述吸入管（70）和吸入泵（72）连接，所述排浆管（60）和砂浆泵（62）连接；所述吸入泵（72）的一侧还设有控制柜（50），所述控制柜（50）与吸入泵（72）、砂浆泵（62）、螺旋输送机（30）以及搅拌罐（40）的搅拌电机电连接；所述撬块（10）的上方设有横梁（80），所述横梁（80）为两个，两个所述横梁（80）沿撬块（10）的宽度方向间隔设置，每个所述横梁（80）的底部都分别通过多个立杆（81）和撬块（10）底部连接，两个所横梁（80）之间通过加固梁（82）连接，所述加固梁（82）为多个，多个所述加固梁（82）沿撬块（10）的长度方向间隔设置。2.根据权利要求1所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述吸入管（70）的入口（71）和排浆管（60）的出口（61）都朝向撬块（10）宽度方向上的一侧。3.根据权利要求1所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述吸入管（70）上设有与控制柜（50）电连接的电磁流量计。4.根据权利要求1所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述吸入管（70）的入口（71）和排浆管（60）的出口（61）都设有蝶阀。5.根据权利要求1所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述横梁（80）、加固梁（82）以及立杆（81）都为空心结构。6.根据权利要求5所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述横梁（80）包括位于其两端的开口，所述横梁（80）上设有用以将开口封闭的封闭装置，所述封闭装置包括挡块（83）和插块（84），所述插块（84）的一端和挡块（83）连接，所述插块（84）的另一端通过开口插入到横梁（80）的内腔中，且所述插块（84）和横梁（80）的内腔为间隙配合。7.根据权利要求1-6任一所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述砂斗（20）内设有过滤装置，所述过滤装置包括过滤网（21）和振动组件，所述过滤网（21）滑动嵌设在砂斗（20）内，所述振动组件包括电机（22）和凸轮（23），所述电机（22）设在砂斗（20）的侧壁上，所述电机（22）的输出轴穿入到砂斗（20）的内墙中与凸轮（23）连接，所述凸轮（23）与过滤网（21）底部接触。8.根据权利要求7所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述砂斗（20）内壁上设有多个安装板（24），每个所述安装板（24）的顶部设有弹簧（25），所述弹簧（25）远离安装板（24）的一端和过滤网（21）连接。9.根据权利要求8所述的一种地应力扩容用小排量混砂撬，其特征在于，所述过滤网（21）与弹簧（25）可拆卸连接，所述过滤网（21）的底部设有与其螺纹连接的滑块（26），所述滑块（26）与砂斗（20）滑动连接，且所述滑块（26）与弹簧（25）的顶部固定连接。

技术总结
本实用新型公开了一种地应力扩容用小排量混砂撬，属于油气增采石油机械技术领域，解决了很多施工现场较小车辆无法摆放现有的混砂装置的问题；其包括撬块和设在撬块上的砂斗、搅拌罐和螺旋输送机，砂斗和搅拌罐沿撬块的长度方向间隔设置，螺旋输送机的进砂口与砂斗，螺旋输送机的出砂口位于搅拌罐上方，搅拌罐远离砂斗的一侧设有吸入泵和砂浆泵，搅拌罐上连通有吸入管和排浆管，吸入管和吸入泵连接，排浆管和砂浆泵连接；吸入泵的一侧还设有控制柜，控制柜与吸入泵、砂浆泵、螺旋输送机以及搅拌罐的搅拌电机电连接。本实用新型结构简单、紧凑、体积小、占地面积小，整个混砂速度、混砂比例和外输流量都由控制柜通过控制各个电机和泵进行自动控制。机和泵进行自动控制。机和泵进行自动控制。


技术研发人员：白华 钟萍萍 敖科 谢永江 王申泉 詹思源 武成文 齐岽辰 王泽原 曾浩 漆莲桐
受保护的技术使用者：捷贝通石油技术集团股份有限公司
技术研发日：2023.02.10
技术公布日：2023/9/16