CN101298028B - 酸化物混合搅拌装置 - Google Patents

Abstract

一种酸化物混合搅拌装置，属油田压裂混砂设备领域。酸化物混合搅拌装置包括罐体、搅拌器、吸入管、进液口、混合液出口，其特征在于：罐体上设有与罐体密封带漏斗状入砂口及干粉添加剂、液体添加剂入口的密封罐盖，在罐盖上通过酸雾排出弯管与消雾装置相联，在罐盖内侧搅拌器的轴上，设有泡沫消除装置，罐体外侧设有的集液管汇，管汇位于与混合物液面设定的高度并与集液总管相联；罐体及与酸液接触的部件采用耐腐蚀材料制成或经过防腐处理，作为进一步的改进，罐体内设有多个隔板网。该酸化物混合搅拌装置解决了现有的混合罐不具有防酸、抗腐蚀的技术难题，有效的防止酸液和酸雾溢出，避免了酸性混合液溢出对操作人员的伤害和对工作环境的污染，提高了设备耐酸能力和使用寿命，为压裂酸化作业的安全性提供了保证。

Description

酸化物混合搅拌装置

所属技术领域：

本发明涉及油气田压裂混砂设备的混合搅拌装置。

背景技术：

压裂作业是油田增产的主要措施。随着油田压裂工艺技术的发展，酸化加砂压裂作业已明显的增产效果，通过在混砂设备的混合罐中加入20％的高浓度盐酸和硫酸溶液与罐中的混合介质混合后注入油井来实现，但酸液在吸入、混合物搅拌、排出过程中会产生大量的泡沫、酸雾，泡沫、酸雾及混合液溢出将威胁操作人员安全，造成设备的损坏和环境污染。申请人于1996年12月18日申请的专利立式双腔搅拌混合罐装置，专利号为ZL96239886.1，其混合罐为桶形开方式结构，主要由罐体、混合搅拌器、吸入排出管等构成，解决了混合罐易沉砂、砂比小的问题，但不具有防酸、消泡、防溢、耐腐蚀功能，不能用于加入20％的高浓度盐酸和硫酸溶液的混合搅拌作业，需要开发一种能与酸化加砂压裂作业工艺配套的酸化物混合搅拌装置。

发明内容：

本发明的目的在于：提供一种酸化物混合搅拌装置，具备有效的密封、防溢、消雾、消泡、酸雾处理、抗腐蚀功能，避免酸性混合物在搅拌过程中溢出造成对人员的伤害、设备的损坏以及环境的污染。

本发明是通过如下技术方案来实现上述目的的：

酸化物混合搅拌装置包括罐体、搅拌器、吸入管、进液口、混合液出口，其特征在于：罐体上设有与罐体密封带漏斗状入砂口及干粉添加剂、液体添加剂入口的密封罐盖，在罐盖上通过酸雾排出弯管与消雾装置相联，在罐盖内侧搅拌器的轴上，设有泡沫消除装置，罐体外侧设有的集液管汇，管汇与与混合物液面允许的高度位置并与集液总管相联；所述消泡装置套在搅拌器的轴上，由交叉的带有多个小孔的圆管构成，圆管与罐外的入水口相联；所述的消雾装置包括风机和酸雾中和罐，酸雾排出弯管一端与罐盖相联，另一端连接风机的吸入口，风机的排出口与酸雾中和罐之间通过弯管相联，酸雾中和罐内设有隔层，下层罐体内装有碱性溶液，联接风机与酸雾中和罐的弯管从密封的罐顶延伸到下层罐体内的碱性溶液中，端部沿罐底弯曲；所述的罐盖上设置有透明材料制成的观察孔，并与罐盖密封；罐体及与酸液接触的部件采用耐腐蚀材料制成；作为进一步的改进，罐体内设有多个隔板网，位于双层搅拌叶片之间，罐体及与酸液接触的表面采用耐腐蚀材料。

酸化作业时，由吸入泵输送的含有20％的盐酸和硫酸根酸液，通过吸入口由罐的外层沿圆周方向进入混合罐的中央搅拌池，固体混合物砂子和干粉从罐的漏斗状吸入口进入罐中，酸液在搅拌池中与干粉、液体添加剂和砂子混合搅拌后由排出口排出。在搅拌过程中，消泡装置在混合物的液面上部射出带压喷水，击破、消除表面泡沫，保证液面自动控制装置能准确检测出混合物液面高度信号，并根据液面高度变化情况，调控进液量，当酸性混合物液面超过了控制高度时，酸液溢入罐外侧的集液管；酸化物混合搅拌装置在工作时，风机将罐内的酸雾抽至酸雾中和罐中与罐内的碱性溶液中和成无害的盐溶液，消除了酸雾的腐蚀性。作业完成后，排出酸雾中和罐内的液体；打开混合罐底部放液蝶阀，将残余的酸性混合物排入专用的储液容器中，避免对环境的破坏。

与现有技术相比的有益效果：

1.酸化物混合搅拌装置罐体与罐盖密封，进砂口为漏斗形结构减少酸雾大量挥发造成对工作环境的污染及对人员的伤害。

2.罐体内设置消泡装置，产生的带压喷水及时消除搅拌过程中产生的大量泡沫，使液位控制装置能准确检测出液面高度，防止酸性混合物溢出。

3.酸雾消除装置将酸化物混合时产生的酸雾通过风机吸入酸雾中和罐中与碱性溶液中和，消除酸雾的危害。

4.罐体外侧设置多个集液管，混合罐内酸液过多时通过防酸胶管汇集到集液总管中防止强酸混合液不溢出，保证施工过程中不造成对设备的损害和对环境的污染。

5.罐体上设有大面积观察孔，能够随时观察到施工过程中混合液的混合搅拌情况。

6.酸化混合搅拌装置与酸液接触的罐体及其相关表面采用耐腐蚀材料，保证了搅拌装置的使用寿命。

7.罐体内设有多个隔板网，混合物中的砂子在混合液中产生的积团，通过隔板网将旋转的砂团快速打散，达到搅拌更均匀的效果。

附图说明：

图1为酸化物混合搅拌装置主视图；

图2为酸化物混合搅拌装置俯视图；

图3为酸化物混合搅拌装置罐体主视图；

图4为酸化物混合罐罐体左视图；

图5为酸化物混合罐A-A剖视图；

具体实施方式：

参见图1，图2，酸化物混合搅拌装置包括罐体和消雾装置，罐体1的外侧上设有酸液吸入管3，进液管9，排出管5，搅拌器6位于罐体1的正中，轴上端装有液马达14，在罐体1上方设有密封罐盖15，罐盖15上装有超声波液面控制装置接口17、漏斗形入砂口11、液体添加剂入口18、干粉添加剂入口20、消泡装置2入水口22，在罐盖15上设置有透明的钢化耐酸玻璃制成的观察孔10和12，罐盖15与罐体1密封；消雾装置一端通过酸雾排出管13与罐盖15相联，另一端联接风机24，风机排气出口与酸雾中和罐23之间通过弯管25相联，所述的酸雾中和罐23中部设有一隔层，弯管25从密封的罐顶延伸到下层罐体的碱性溶液中，端部沿罐底弯曲。参见图3和图4所示，在罐盖15内侧搅拌器6的轴上部套装有泡沫消除装置2，在罐底设有放液阀7，搅拌器6轴下端装有双层搅拌叶片16，搅拌器6轴上端穿过罐盖15与液马达14相联，罐体1内侧装有4快隔板网4，在罐体1的上部四周边缘设有四个酸液吸入管汇3的管接头，在罐体的顶部有一圈挡板19，挡板外侧有四个吸入管8的管接头，通过防酸胶管汇集到集液总管中，使强酸混合液不溢出；罐体1内面装的4块隔板网4，罐顶部的视窗孔10的附近装有一照明灯25，保证密封罐内有光线，在视窗孔12处可观察到入砂和搅拌情况。参见图5，所述消泡装置2由交叉的带有多个小孔的圆管21构成，圆管与罐外的入水口22相联，所述的小孔相互交错45度，直径1-1.5mm；与酸性介质接触的罐体及有关部件采用耐腐蚀材料00Cr18Ni14Mo2或经过防腐处理，密封件采用耐酸的氯丁橡胶或丁晴橡胶料制成。整个装置可安装在底盘车上，也可安装在橇座上。

酸化物混合搅拌装置工作时，由进液口9输送的压裂前置液沿罐体的切线方向进入罐体1中，同时砂子由罐顶部的漏斗形进砂口11垂直进入混合罐1中，与液体添加剂入口18输送的化学液体添加剂、入口20输送的干粉添加剂充分混合，形成一种悬浮状的混合液。在搅拌过程中，会产生大量的泡沫，消泡装置2在罐的液面上部射出带压的喷水，击破泡沫，保证液位控制装置能准确检测到液面高度信号，使液面高度受控不外溢。搅拌过程中由于大量进砂，砂在混合液中会积团，罐体1内面装的4块隔板网4可将旋转的砂快速打散，砂、液和胶联剂能够充分地溶和，达到搅拌均匀的效果；搅拌中产生的酸雾经风机吸入酸雾中和罐中与碱液中和处理；作业完成后，处理中和液，打开设在罐1底部的放液蝶阀7，将罐底残存的砂液输入专用的容器中，确保整个作业过程对人员、设备和环境的无害。

Claims (7)

1.一种酸化物混合搅拌装置，包括罐体、搅拌器、酸液吸入管、进液口、混合液出口，其特征在于：罐体上设有与罐体密封带漏斗状入砂口及干粉添加剂、液体添加剂入口的密封罐盖，罐盖通过酸雾排出弯管与消雾装置相联，在罐盖内侧搅拌器的轴上，设有泡沫消除装置，罐体的外侧设有集液管汇，管汇位于与混合物液面设定的高度并与集液总管相联。

2.根据权利要求1所述的酸化物混合搅拌装置，其特征在于所述的泡沫消除装置套在搅拌器的轴上，由交叉的带有多个小孔的圆管构成，圆管与罐外的入水口相联。

3.根据权利要求2所述的酸化物混合搅拌装置，其特征在于所述的小孔相互交错45度，直径1-1.5mm。

4.根据权利要求1或2所述的酸化物混合搅拌装置，其特征在于：所述的消雾装置包括风机和酸雾中和罐，酸雾排出弯管一端与罐盖相连，另一端连接风机的吸入口，风机的排出口与酸雾中和罐之间通过弯管相联，酸雾中和罐内设有隔层，下层罐体内装有碱性溶液，联接风机与酸雾中和罐的弯管从密封的罐顶延伸到下层罐体内的碱性溶液中，端部沿罐底弯曲。

5.根据权利要求4所述的酸化物混合搅拌装置，其特征在于所述的罐盖上设置有透明材料制成的观察孔，并与罐盖密封。

6.根据权利要求4所述的酸化物混合搅拌装置，其特征在于罐体内分布有多个隔板网。

7.根据权利要求4所述的酸化物混合搅拌装置，其特征在于酸化罐体及与酸液接触的部件采用耐腐蚀材料制成。

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