一種用于泡沫管流的加砂裝置及其加砂方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于泡沫管流的加砂裝置及其加砂方法，該加砂裝置包含加砂罐、支撐架、電動機、聯(lián)軸器、輸送機、閥門裝置、機架，加砂罐頂端設(shè)有加砂口，底部通過法蘭裝置連接輸送機，輸送機的一端通過聯(lián)軸器連接電動機，在電動機的作用下加砂罐中的砂體通過輸送機流入實驗管段，輸送機的另一端設(shè)有閥門裝置，支撐架用來支撐加砂罐，機架用來支撐整個加砂裝置，加砂裝置還包含高壓氣源，高壓氣源通過連接管與加砂罐連接，高壓氣源的工作壓力范圍為0-25MPa。該發(fā)明保證砂體順利地加入實驗管段，實時控制砂比。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于泡沫管流的加砂裝置及其加砂方法，屬于石油開采的技術(shù)領(lǐng) 域。 -種用于泡沬管流的加砂裝置及其加砂方法

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，泡沫流體在油田開發(fā)中的應(yīng)用越來越廣泛，泡沫不僅應(yīng)用于泡沫助排、泡 沫調(diào)驅(qū)，而且在泡沫壓裂、泡沫攜礫石充填、泡沫沖砂洗井方面也有較多的應(yīng)用，因此室內(nèi) 通過管流實驗研究泡沫的攜砂流動規(guī)律是十分必要的。但是泡沫攜砂流動涉及到固液氣三 相流動，固相的加入方式，三相的混合順序至關(guān)重要。泡沫最大攜砂量受很多因素制約，力口 砂方式也多種多樣，目前最普遍的加砂方式是將石英砂直接與起泡劑水溶液混合，充分?jǐn)?拌后由泥漿泵注入管道，這種方法不能實時控制砂比，并且石英砂的比重比較大，所以石英 砂在起泡劑中的分布也不均勻。
[0003] 中國專利文獻CN202245231U公布了一種加砂系統(tǒng)，其包括：控制裝置、砂罐、氣動 蝶閥以及皮帶機；所述砂罐具有進砂口以及出砂口；所述氣動蝶閥安裝于所述砂罐的出砂 口，且所述氣動蝶閥與控制裝置連接；所述皮帶機與所述控制裝置連接，且所述皮帶機與所 述砂罐的出砂口相對。該實用新型加砂系統(tǒng)使用壽命較長、能夠適應(yīng)不同大小的砂粒且有 利于提高生產(chǎn)效率。但是，該專利存在以下缺陷：砂粒不能順利地從砂罐流出；砂的比重過 大，不能實時控制砂比。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種用于泡沫管流的加砂裝置及其加砂方法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案在于：
[0006] 本發(fā)明涉及一種用于泡沫管流的加砂裝置，該加砂裝置包含加砂罐、支撐架、電動 機、聯(lián)軸器、輸送機、閥門裝置、機架，所述加砂罐頂端設(shè)有加砂口，底部通過法蘭裝置連接 輸送機，所述輸送機的一端通過聯(lián)軸器連接電動機，在電動機的作用下加砂罐中的砂體通 過輸送機流入實驗管段，所述輸送機的另一端設(shè)有閥門裝置，所述支撐架用來支撐加砂罐， 所述機架用來支撐整個加砂裝置，所述加砂裝置還包含高壓氣源，所述高壓氣源通過連接 管與加砂罐連接，所述高壓氣源的工作壓力范圍為0-25MPa ;
[0007] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，高壓氣源提供足夠的壓力平衡實驗過程中實驗管段的壓 力，高壓氣源中的壓力根據(jù)需要設(shè)定，保證砂體順利地加入實驗管段。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述加砂裝置還包含變頻器和減速器，所述變頻器連接所述 電動機，所述電動機和所述聯(lián)軸器之間連接減速器；
[0009] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，變頻器通過改變?nèi)嘟涣麟姷念l率改變電動機的頻率，進 而通過減速器改變輸送機的轉(zhuǎn)速，調(diào)整砂體的流量，從而達到實時控制砂比的目的。
[0010] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的閥門裝置包含兩個法蘭裝置和一個球形閥門，兩個法 蘭裝置之間連接所述的球形閥門，所述的法蘭裝置是可拆卸的，根據(jù)實驗管段直徑的大小 加工成不同大小的法蘭直徑D，法蘭裝置的角度是可調(diào)整的，所述的法蘭裝置內(nèi)部中間位置 加裝密封墊圈，所述的法蘭裝置與輸送機連接處通過生料帶密封；
[0011] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，閥門裝置保證實驗開始階段液體不倒灌；所述的法蘭裝置 與輸送機連接處通過生料帶密封，便于與試驗管段連接，有效防止液體外漏；球形閥門操作 簡單，打開和閉合方便快捷。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的加砂口要加裝密封墊圈；
[0013] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，避免漏氣，影響試驗效果。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的輸送機為管式螺旋輸送機。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述的高壓氣源為氣瓶或空氣壓縮機；
[0016] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，空氣壓縮機不僅價格便宜、操作簡單，而且可以設(shè)定壓力。
[0017] 一種利用上述用于泡沫管流的加砂裝置的加砂方法，具體包括步驟如下：
[0018] (1)關(guān)閉閥門裝置；
[0019] (2)利用現(xiàn)有技術(shù)調(diào)整試驗管段內(nèi)泡沫的質(zhì)量，利用現(xiàn)有技術(shù)測得實驗管段內(nèi)的 泡沫壓力保持不變時，即達到了所要研究的泡沫質(zhì)量；
[0020] (3)調(diào)整高壓氣源內(nèi)氣壓，使高壓氣源內(nèi)氣壓大于實驗管段內(nèi)泡沫的壓力；
[0021] (4)打開加砂罐閥門裝置，打開電動機和減速器，加砂罐里的砂體通過輸送機順利 流入實驗管段。
[0022] 本發(fā)明的有益效果是：
[0023] 1、所述加砂裝置中設(shè)有高壓電源，高壓氣源提供足夠的壓力平衡實驗過程中實驗 管段的壓力，高壓氣源中的壓力根據(jù)需要設(shè)定，保證砂體順利地加入實驗管段。
[0024] 2、所述加砂裝置還包含變頻器和減速器，所述變頻器連接所述電動機，所述電動 機和所述聯(lián)軸器之間連接減速器；變頻器通過改變?nèi)嘟涣麟姷念l率改變電動機的頻率， 進而通過減速器改變輸送機的轉(zhuǎn)速，調(diào)整砂體的流量，從而達到實時控制砂比的目的。
[0025] 3、所述的閥門裝置包含兩個法蘭裝置和一個球形閥門，兩個法蘭裝置之間連接所 述的球形閥門，所述的法蘭裝置是可拆卸的，根據(jù)實驗管段直徑的大小加工成不同大小的 法蘭直徑D，法蘭的角度是可調(diào)整的，所述的法蘭裝置內(nèi)部中間位置加裝密封墊圈，所述的 法蘭裝置與輸送機連接處通過生料帶密封；閥門裝置保證實驗開始階段液體不倒灌；所述 的法蘭裝置與輸送機連接處通過生料帶密封，便于與試驗管段連接，有效防止液體外漏；球 形閥門操作簡單，打開和閉合方便快捷。
[0026] 4、所述的加砂口要加裝密封墊圈；避免漏氣，影響試驗效果。
[0027] 5、所述的高壓氣源為氣瓶或空氣壓縮機；空氣壓縮機不僅價格便宜、操作簡單，而 且可以設(shè)定壓力。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖2是本發(fā)明閥門裝置的結(jié)構(gòu)放大圖；
[0030] 其中，1、變頻器；2、電動機；3、聯(lián)軸器；4、減速器；5、加砂罐；6、輸送機；7、支撐 架；8、機架；9、高壓氣源；10、連接管；11、法蘭裝置；12、球形閥門。

【具體實施方式】
[0031] 下面結(jié)合說明書附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明，下述【具體實施方式】僅用于 說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。
[0032] 實施例1
[0033] 本發(fā)明涉及一種用于泡沫管流的加砂裝置，該加砂裝置包含加砂罐5、支撐架7、 電動機2、聯(lián)軸器3、輸送機6、閥門裝置、機架8,所述加砂罐5頂端設(shè)有加砂口，底部通過法 蘭裝置11連接輸送機6,所述輸送機6的一端通過聯(lián)軸器3連接電動機2,在電動機2的作 用下加砂罐5中的砂體通過輸送機6流入實驗管段，所述輸送機6的另一端設(shè)有閥門裝置， 所述支撐架7用來支撐加砂罐5,所述機架8用來支撐整個加砂裝置，所述加砂裝置還包含 高壓氣源9,所述高壓氣源9通過連接管10與加砂罐5連接，所述高壓氣源9的工作壓力為 3MPa ；
[0034] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，高壓氣源9提供足夠的壓力平衡實驗過程中實驗管段的壓 力，高壓氣源9中的壓力根據(jù)需要設(shè)定，保證砂體順利地加入實驗管段。
[0035] 實施例2
[0036] 根據(jù)實施例1所述的一種加砂裝置，其區(qū)別在于所述加砂裝置還包含變頻器1和 減速器4,所述變頻器1連接所述電動機2,所述電動機2和所述聯(lián)軸器3之間連接減速器 4 ；
[0037] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，變頻器1通過改變?nèi)嘟涣麟姷念l率改變電動機2的頻率， 進而通過減速器4改變輸送機6的轉(zhuǎn)速，調(diào)整砂體的流量，從而達到實時控制砂比的目的。
[0038] 實施例3
[0039] 根據(jù)實施例1所述的一種加砂裝置，其區(qū)別在于，所述的閥門裝置包含兩個法蘭 裝置11和一個球形閥門12,兩個法蘭裝置11之間連接所述的球形閥門12,所述的法蘭裝 置11是可拆卸的，根據(jù)實驗管段直徑的大小加工成不同大小的法蘭直徑D，法蘭裝置11的 角度是可調(diào)整的，所述的法蘭裝置11內(nèi)部中間位置加裝密封墊圈，所述的法蘭裝置11與輸 送機6連接處通過生料帶密封；
[0040] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，閥門裝置保證實驗開始階段液體不倒灌；所述的法蘭裝置 11與輸送機6連接處通過生料帶密封，便于與試驗管段連接，有效防止液體外漏；球形閥門 12操作簡單，打開和閉合方便快捷。
[0041] 實施例4
[0042] 根據(jù)實施例1所述的一種加砂裝置，其區(qū)別在于，所述的加砂口要加裝密封墊圈；
[0043] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，避免漏氣，影響試驗效果。
[0044] 實施例5
[0045] 根據(jù)實施例1所述的一種加砂裝置，其區(qū)別在于，所述的輸送機6為管式螺旋輸送 機。
[0046] 實施例6
[0047] 根據(jù)實施例1所述的一種加砂裝置，其區(qū)別在于，所述的高壓氣源9為氣瓶或空氣 壓縮機；
[0048] 此處設(shè)計的優(yōu)勢在于，空氣壓縮機不僅價格便宜、操作簡單，而且可以設(shè)定壓力。
[0049] 實施例7
[0050] 根據(jù)實施例2所述的一種加砂裝置的加砂方法，具體包括步驟如下：
[0051] (1)關(guān)閉閥門裝置；
[0052] (2)利用現(xiàn)有技術(shù)調(diào)整試驗管段內(nèi)泡沫質(zhì)量，利用現(xiàn)有技術(shù)測得實驗管段內(nèi)的泡 沫壓力保持不變時，即達到了所要研究的泡沫質(zhì)量；
[0053] (3)調(diào)整高壓氣源9內(nèi)氣壓，使高壓氣源9內(nèi)氣壓大于實驗管段內(nèi)泡沫的壓力；
[0054] (4)打開加砂罐5閥門裝置，打開電動機2和減速器4,加砂罐5里的砂體通過輸 送機6順利流入實驗管段。
【權(quán)利要求】
1. 一種用于泡沫管流的加砂裝置，該加砂裝置包含加砂罐、支撐架、電動機、聯(lián)軸器、輸 送機、閥門裝置、機架，所述加砂罐頂端設(shè)有加砂口，底部通過法蘭裝置連接輸送機，所述輸 送機的一端通過聯(lián)軸器連接電動機，在電動機的作用下加砂罐中的砂體通過輸送機流入實 驗管段，所述輸送機的另一端設(shè)有閥門裝置，所述支撐架用來支撐加砂罐，所述機架用來支 撐整個加砂裝置，其特征在于，所述加砂裝置還包含高壓氣源，所述高壓氣源通過連接管與 加砂罐連接，所述高壓氣源的工作壓力范圍為〇-25MPa。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫管流的加砂裝置，其特征在于，所述加砂裝置 還包含變頻器和減速器，所述變頻器連接所述電動機，所述電動機和所述聯(lián)軸器之間連接 減速器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫管流的加砂裝置，其特征在于，所述的閥門裝 置包含兩個法蘭裝置和一個球形閥門，兩個法蘭裝置之間連接所述的球形閥門，所述的法 蘭裝置是可拆卸的，根據(jù)實驗管段直徑的大小加工成不同大小的法蘭直徑D，法蘭裝置的角 度是可調(diào)整的，所述的法蘭裝置內(nèi)部中間位置加裝密封墊圈，所述的法蘭裝置與輸送機連 接處通過生料帶密封。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫管流的加砂裝置，其特征在于，所述的加砂口 要加裝密封墊圈。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫管流的加砂裝置，其特征在于，所述的輸送機 為管式螺旋輸送機。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于泡沫管流的加砂裝置，其特征在于，所述的高壓氣 源為氣瓶或空氣壓縮機。
7. -種利用權(quán)利要求2所述的一種用于泡沫管流的加砂裝置的加砂方法，其特征在 于，具體包括步驟如下： (1) 關(guān)閉閥門裝置； (2) 利用現(xiàn)有技術(shù)調(diào)整試驗管段內(nèi)泡沫的質(zhì)量，利用現(xiàn)有技術(shù)測得實驗管段內(nèi)的泡沫 壓力保持不變時，即達到了所要研究的泡沫質(zhì)量； (3) 調(diào)整高壓氣源內(nèi)氣壓，使高壓氣源內(nèi)氣壓大于實驗管段內(nèi)泡沫的壓力； (4) 打開加砂罐閥門裝置，打開電動機和減速器，加砂罐里的砂體通過輸送機順利流入 實驗管段。
【文檔編號】G09B25/02GK104064103SQ201410298400
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】黃善波, 李兆敏, 賈禎, 李松巖, 李賓飛, 呂其超, 田帥, 李嘉 申請人:中國石油大學(xué)(華東)