CN213050409U - 压裂支撑剂混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种压裂支撑剂混合装置，储料仓的下端开口，下料通道中位置较高的一端位于开口的下方，下料通道中位置较低的一端伸入至环形水管的环形通孔中；环形水管设置在落料通道的上方且保证环形水管的环形通孔在竖直方向的投影完成落在落料通道的顶部开口区域中；环形水管上开设有进水口、多个出水口；间歇下料辊与下料通道转动连接，间歇下料辊的两端与下料通道中对应的侧壁接触或者靠近下料通道中对应的侧壁；间歇下料辊的截面呈圆缺状，其圆弧段向下时与下料通道的内底壁相切、其非圆弧段向下时与下料通道的内底壁之间存在空隙。本实用新型具有间歇、分批次混料、混料均匀性好、防止团聚以及粘稠性大的优点。

Description

压裂支撑剂混合装置

技术领域

本实用新型涉及聚丙烯酰胺混合技术领域，特别涉及压裂支撑剂混合装置。

背景技术

石油支撑剂又叫石油压裂支撑剂。石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出，此时需要流体注入岩石基层，以超过地层破裂强度的压力，使井筒周围岩层产生裂缝，形成一个具有高层流能力的通道，为保持压裂后形成的裂缝开启，油气产物能顺畅通过。

石油支撑剂如专利申请201610492751.9公开的液固一体化石油支撑剂，其为涂有水溶胀高分子涂层的颗粒，其中，所述水溶胀高分子涂层由以下组份组成，各组分以重量份计：占总重量50％的聚合物：聚丙烯酰胺；占总重量25％的高分子粘合剂：酚醛树脂；占总重量25％的阳离子聚合物：阳离子改性淀粉和阳离子聚丙烯酰胺；所述颗粒选20-50目陶粒颗粒、石英砂，其与高分子涂层的重量比为25:1。

石油支撑剂主要成分包括聚丙烯酰胺、石英砂以及溶剂水等，由于聚丙烯酰胺吸湿性较高，采用传统的混料装置，直接将大批量的聚丙烯酰胺、水混合，会由于聚丙烯酰胺吸湿量大，导致其局部团聚或者导致溶液的粘稠度过大，影响其后续混料。

实用新型内容

本实用新型旨在针对现有技术的石油支撑剂混料装置采用大批量混料而导致物料体系分散、均匀性差的技术问题，提供一种压裂支撑剂混合装置。

本实用新型通过以下技术手段解决上述技术问题的：包括储料仓、下料通道、间歇下料辊、环形水管、落料通道、折流通道、进料管；

所述储料仓的下端开口，所述下料通道中位置较高的一端位于所述开口的下方，所述下料通道中位置较低的一端伸入至所述环形水管的环形通孔中；

所述环形水管设置在所述落料通道的上方且保证所述环形水管的环形通孔在竖直方向的投影完成落在落料通道的顶部开口区域中；所述环形水管上开设有进水口、出水口，多个所述出水口环绕在所述环形水管上，从所述出水口流出的水能喷射在所述环形水管的环形通孔中；

所述落料通道的底部与所述折流通道的顶部相通，所述进料管与所述折流通道的中段连通；

所述间歇下料辊与所述下料通道转动连接，所述间歇下料辊的两端与所述下料通道中对应的侧壁接触或者靠近所述下料通道中对应的侧壁；

所述间歇下料辊的截面呈圆缺状，其圆弧段向下时与所述下料通道的内底壁相切、其非圆弧段向下时与所述下料通道的内底壁之间存在空隙。

本实用新型将聚丙烯酰胺存储在储料仓中，在重力的作用下，聚丙烯酰胺通过储料仓的下端开口沿着下料通道导向(自上而下)流动；当间歇下料辊转动至其圆弧段与下料通道的内底壁相切时，间歇下料辊形成挡料板，将聚丙烯酰胺隔挡在下料通道中；当间歇下料辊转动至其非圆弧与下料通道的内底壁相对时，其与下料通道的内底壁之间存在空隙，部分聚丙烯酰胺通过下料通道流入至环形水管的环形通孔中，实现了聚丙烯酰胺分批次、间歇下料。向环形水管上的进水口注入水，进水口通过多个出水口喷射在该批次的聚丙烯酰胺上，然后一同通过落料通道，进入至折流通道中，聚丙烯酰胺在折流通道中折流与水进行预混合，通过提料泵将石英砂以及其他助剂从进料管送入至折流通道的中段，与含水聚丙烯酰胺一同混合，从混合后从折流通道的底部流出，完成混合，混合后的支撑剂可以通过管体直接输送至施工处。

通过本实用新型的压裂支撑剂混合装置，实现了储料仓中的聚丙烯酰胺分批次、间歇流入至环形水管的环形通孔中，与喷射其中的水进行预混合，如此，避免了大批量的聚丙烯酰胺直接与大量的水直接混合而导致的团聚、粘稠度大等问题。本实用新型通过多个出水口环绕在环形水管上，保证流入至环形水管的环形通孔中的聚丙烯酰胺能充分接触到水、减少或者避免未能接触水的死角出现；通过折流通道能延长聚丙烯酰胺与水的预混合时间以及程度，保证后续与石英砂等充分混合。

优选地，所述进水口与进水管连通，在所述进水管上安装有泵。

优选地，所述落料通道的下料腔体呈上宽下窄的圆台状。

优选地，所述折流通道包括通道本体以及折流板；多个所述折流板自上而下错位分布在所述通道本体中。

优选地，还包括混料机，在所述折流通道、混料机之间设置有第一导向板、第二导向板；所述第一导向板、第二导向板形成顶部开口较大、底部开口较小的导向通道；从所述折流通道底部流出的物料能通过所述导向通道流入至所述混料机中。

为了进一步提高混合的程度，本实用新型将从折流通道的底部流出的物料落入至混料机中，进行二次混合。

优选地，所述混料机包括开口向上的混料仓、搅拌装置，所述搅拌装置用以对混料仓中的物料进行搅拌。

优选地，所述搅拌装置包括搅拌桨、搅拌电机；所述搅拌电机的固定端固定在机架上，所述搅拌电机的输出端与所述搅拌桨连接，所述搅拌桨伸入至所述混料仓中。

优选地，所述环形水管的顶部开设有与所述环形水管同圆心的环形开口，在所述环形水管中滑动配合有橡胶密封环；

所述环形水管的内侧包括开设有所述出水口的一侧以及与所述一侧相对的另一侧；

所述橡胶密封环的一侧与所述环形水管的一侧接触，所述橡胶密封环的另一侧与所述环形水管中的另一侧之间存在空隙；

橡胶密封环的顶部伸出所述环形开口且与所述环形开口密封接触；

所述橡胶密封环上开设有与所述出水口一一对应的导水孔，转动所述橡胶密封环能调节所述出水口与所述导水孔之间的错位程度。

优选地，在所述环形水管上方设置有转动电机、连接杆，所述转动电机固定端固定在机架上，所述转动电机输出端通过所述连接杆与所述橡胶密封环的顶部伸出所述环形开口的部分连接。

优选地，所述间歇下料辊套接在转轴上，所述转轴的两端分别通过轴承与所述下料通道中对应的侧壁转动连接，所述转轴的端部伸出所述下料通道与所述驱动电机的输出轴连接，所述驱动电机的固定端固定在机架上。

本实用新型的优点在于：通过本实用新型的压裂支撑剂混合装置，实现了储料仓中的聚丙烯酰胺分批次、间歇流入至环形水管的环形通孔中，与喷射其中的水进行预混合，如此，避免了大批量的聚丙烯酰胺直接与大量的水直接混合而导致的团聚、粘稠度大等问题。本实用新型通过多个出水口环绕在环形水管上，保证流入至环形水管的环形通孔中的聚丙烯酰胺能充分接触到水、减少或者避免未能接触水的死角出现；通过折流通道能延长聚丙烯酰胺与水的预混合时间以及程度，保证后续与石英砂等充分混合。

附图说明

图1为本实用新型实施例中压裂支撑剂混合装置在侧视状态下的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中环形水管在俯视状态下的结构示意图。

图3为本实用新型实施例中落料通道与折流通道在配合状态下的结构示意图。

图4为本实用新型实施例中环形水管在工作状态下的结构示意图。

图5为本实用新型实施例中出水口与导水孔在错位状态下的结构示意图。

图6为本实用新型实施例中环形水管的截图结构示意图。

图7为本实用新型实施例中环形水与橡胶密封环在配合状态下的结构示意图。

图8为本实用新型实施例中基于混料机的压裂支撑剂混合装置在侧视状态下的结构示意图。

图9为本实用新型实施例中下料通道在导料状态下的结构示意图。

图10为本实用新型实施例中下料通道在在挡料状态下的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

实施例1

如图1-3所示，本实施例公开一种压裂支撑剂混合装置，包括储料仓1、下料通道2、间歇下料辊3、环形水管4、落料通道5、折流通道6、进料管901。

储料仓1的下端开口，下料通道2中位置较高的一端位于开口的下方，下料通道2中位置较低的一端伸入至环形水管4的环形通孔中，如图9、10所示，进而下料通道2的底部呈倾斜结构。环形水管4设置在落料通道5的上方且保证环形水管4的环形通孔在竖直方向的投影完成落在落料通道5的顶部开口区域中。环形水管4上开设有进水口、多个出水口42，多个出水口42环绕在环形水管4上，从出水口42流出的水能喷射在环形水管4的环形通孔中。落料通道5的底部与折流通道6的顶部相通，进料管901与折流通道4的中段连通。

间歇下料辊3与下料通道2转动连接，间歇下料辊3的两端与下料通道2中对应的侧壁接触或者靠近下料通道2中对应的侧壁。

如图9、10所示，间歇下料辊3的截面呈圆缺状，其圆弧段向下时与下料通道2的内底壁相切、其非圆弧段向下时与下料通道2的内底壁之间存在空隙。

如图2、9、10所示，间歇下料辊3套接在转轴102上，转轴102的两端分别通过轴承与下料通道2中对应的侧壁转动连接，转轴102的端部伸出下料通道2与驱动电机101的输出轴连接，驱动电机101的固定端固定在机架。

本实施例通过启动驱动电机101，带动转轴102转动，进而带动间歇下料辊3转动。

本实用新型将聚丙烯酰胺存储在储料仓1中，在重力的作用下，聚丙烯酰胺通过储料仓1的下端开口沿着下料通道2导向(自上而下)流动；当间歇下料辊3转动至其圆弧段与下料通道2的内底壁相切时，间歇下料辊3形成挡料板，将聚丙烯酰胺隔挡在下料通道2中；当间歇下料辊3转动至其非圆弧与下料通道2的内底壁相对时，其与下料通道2的内底壁之间存在空隙，部分聚丙烯酰胺通过空隙流入至环形水管4的环形通孔中，实现了聚丙烯酰胺分批次、间歇下料。向环形水管4上的进水口注入水，进水口通过多个出水口42喷射在该批次的聚丙烯酰胺上，然后一同通过落料通道5，进入至折流通道6中，聚丙烯酰胺在折流通道6中折流与水进行预混合，通过提料泵将石英砂以及其他助剂从进料管901送入至折流通道4的中段，与含水聚丙烯酰胺一同混合，从混合后从折流通道4的底部流出，完成混合，混合后的支撑剂可以通过管体直接输送至施工处。

通过本实用新型的压裂支撑剂混合装置，实现了储料仓1中的聚丙烯酰胺分批次、间歇流入至环形水管4的环形通孔中，与喷射其中的水进行预混合，如此，避免了大批量的聚丙烯酰胺直接与大量的水直接混合而导致的团聚、粘稠度大等问题。本实用新型通过多个出水口42环绕在环形水管4上，保证流入至环形水管4的环形通孔中的聚丙烯酰胺能充分接触到水、减少或者避免未能接触水的死角出现；通过折流通道6能延长聚丙烯酰胺与水的预混合时间以及程度，保证后续与石英砂等充分混合。

如图2所示，优选地，进水口为多个，每一个进水口均与进水管8连通，在进水管8上安装有泵。通过泵的抽提作用，将水源抽入至环形水管4中。

如图7所示，优选地，落料通道5的下料腔体呈上宽下窄的圆台状。上宽下窄的圆台状的下料腔体，能方便含水聚丙烯酰胺集中、精准落料。

如图3所示，优选地，折流通道6包括通道本体以及折流板61。多个折流板61自上而下错位分布在通道本体中。含水聚丙烯酰胺在多个折流板61的作用下，自上而下呈蛇形流动、混合。

实施例2

如图8所示，本实施例与上述实施例的区别在于：还包括混料机7，在折流通道6、混料机7之间设置有第一导向板91、第二导向板92。第一导向板91、第二导向板92形成顶部开口较大、底部开口较小的导向通道。从折流通道6底部流出的物料能通过导向通道流入至混料机7中。

第一导向板91、第二导向板92形成倒八字导向通道，方便预混合后的含水聚丙烯酰胺集中、精准落料至混料机7中。

本实施例提供一种具体的混料机7结构，包括开口向上的混料仓71、搅拌装置，搅拌装置用以对混料仓71中的物料进行搅拌。当然，采用现有技术的其他混料机7应用在本实用新型的技术方案中，也应该在本实用新型的保护范围内。如专利申请201820781616.0公开的一种石油压裂支撑剂生产用混合装置。

搅拌装置包括搅拌电机721、搅拌桨722。搅拌电机721的固定端固定在机架上，搅拌电机721的输出端与搅拌桨722连接，搅拌桨722伸入至混料仓71中。通过启动搅拌电机721，带动搅拌桨722转动，对混料仓71中的物料进行混合。

为了进一步提高混合的程度，本实用新型将从折流通道4的底部流出的物料落入至混料机7中，进行二次混合。

实施例3

如图4-7所示，本实施例与上述实施例的区别在于：环形水管4的顶部开设有与环形水管4同圆心的环形开口，在环形水管4中滑动配合有橡胶密封环41。

如图7所示，环形水管4的内侧包括开设有出水口42的一侧以及与所述一侧相对的另一侧。

橡胶密封环41的一侧与环形水管4的一侧接触，橡胶密封环41的另一侧与环形水管4中的另一侧之间存在空隙。

如图4、6所示，橡胶密封环41的顶部伸出环形开口且与环形开口密封接触。

橡胶密封环41上开设有与出水口42一一对应的导水孔411，转动橡胶密封环41能调节出水口42与导水孔411之间的错位程度。

如图4所示，在环形水管4上方设置有转动电机431、连接杆432，转动电机431固定端固定在机架上，转动电机431输出端通过连接杆432与橡胶密封环41的顶部伸出环形开口的部分连接。

本实施例通过启动转动电机431，转动电机431转动设定角度，带动连接杆432转动设定角度，带动橡胶密封环41在环形水管4中转动设定角度，从而调节出水口42与导水孔411之间的错位程度，进而调节单位时间喷射的水量，进而满足对不同量聚丙烯酰胺配比不同的水量。

需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种压裂支撑剂混合装置，其特征在于，包括储料仓、下料通道、间歇下料辊、环形水管、落料通道、折流通道、进料管；

所述储料仓的下端开口，所述下料通道中位置较高的一端位于所述开口的下方，所述下料通道中位置较低的一端伸入至所述环形水管的环形通孔中；

所述环形水管设置在所述落料通道的上方且保证所述环形水管的环形通孔在竖直方向的投影完成落在落料通道的顶部开口区域中；所述环形水管上开设有进水口、出水口，多个所述出水口环绕在所述环形水管上，从所述出水口流出的水能喷射在所述环形水管的环形通孔中；

所述落料通道的底部与所述折流通道的顶部相通，进料管与所述折流通道的中段连通；

所述间歇下料辊与所述下料通道转动连接，所述间歇下料辊的两端与所述下料通道中对应的侧壁接触或者靠近所述下料通道中对应的侧壁；

所述间歇下料辊的截面呈圆缺状，其圆弧段向下时与所述下料通道的内底壁相切、其非圆弧段向下时与所述下料通道的内底壁之间存在空隙。

2.根据权利要求1所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，所述进水口与进水管连通，在所述进水管上安装有泵。

3.根据权利要求1所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，所述落料通道的下料腔体呈上宽下窄的圆台状。

4.根据权利要求1所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，所述折流通道包括通道本体以及折流板；多个所述折流板自上而下错位分布在所述通道本体中。

5.根据权利要求1所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，还包括混料机，在所述折流通道、混料机之间设置有第一导向板、第二导向板；所述第一导向板、第二导向板形成顶部开口较大、底部开口较小的导向通道；从所述折流通道底部流出的物料能通过所述导向通道流入至所述混料机中。

6.根据权利要求5所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，所述混料机包括开口向上的混料仓、搅拌装置，所述搅拌装置用以对混料仓中的物料进行搅拌。

7.根据权利要求6所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，所述搅拌装置包括搅拌桨、搅拌电机；所述搅拌电机的固定端固定在机架上，所述搅拌电机的输出端与所述搅拌桨连接，所述搅拌桨伸入至所述混料仓中。

8.根据权利要求1所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，所述环形水管的顶部开设有与所述环形水管同圆心的环形开口，在所述环形水管中滑动配合有橡胶密封环；

所述环形水管的内侧包括开设有所述出水口的一侧以及与所述一侧相对的另一侧；

所述橡胶密封环的一侧与所述环形水管的一侧接触，所述橡胶密封环的另一侧与所述环形水管中的另一侧之间存在空隙；

橡胶密封环的顶部伸出所述环形开口且与所述环形开口密封接触；

所述橡胶密封环上开设有与所述出水口一一对应的导水孔，转动所述橡胶密封环能调节所述出水口与所述导水孔之间的错位程度。

9.根据权利要求8所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，在所述环形水管上方设置有转动电机、连接杆，所述转动电机固定端固定在机架上，所述转动电机输出端通过所述连接杆与所述橡胶密封环的顶部伸出所述环形开口的部分连接。

10.根据权利要求1所述的压裂支撑剂混合装置，其特征在于，所述间歇下料辊套接在转轴上，所述转轴的两端分别通过轴承与所述下料通道中对应的侧壁转动连接，所述转轴的端部伸出所述下料通道与驱动电机的输出轴连接，所述驱动电机的固定端固定在机架上。

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