一種閉式泵電動混砂撬的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種閉式泵電動混砂撬，其包括：閉式泵裝置，其由驅動變頻電機提供動力，在內部進行混砂；管路系統(tǒng)，其用于壓裂基液和混合壓裂液的吸入和排出，并與閉式泵裝置連通；分別與閉式泵裝置連通的且添加速度可調的干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)，其分別用于添加干添藥劑、壓裂纖維、液添藥劑；電控裝置，其與各系統(tǒng)和閉式泵裝置連接，并能夠控制各系統(tǒng)和閉式泵裝置作業(yè)；撬架，用于安裝各系統(tǒng)、閉式泵裝置、電控裝置；本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種在保證混砂撬體積小的情況下同時保證壓裂施工大排量，大砂量、成本低，故障率低，減小井場占地面積，重量輕、道路運輸更加方便的閉式泵電動混砂撬。
【專利說明】一種閉式泵電動混砂撬

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及石油天然氣增產施工領域，特別是一種閉式泵電動混砂撬。

【背景技術】
[0002]混砂裝備作為壓裂車組的核心設備，廣泛應用于石油天然氣增產施工過程中。傳統(tǒng)混砂裝備(包含混砂車、混砂半掛車、混砂撬)有以下幾個方面的問題:
[0003]1.對于混砂裝備整體布置形式，傳統(tǒng)混砂裝備大多為車裝結構或半掛車結構，尺寸大質量大。少部分混砂裝備為撬裝結構，但是受結構布置形式及尺寸所限，撬裝結構的混砂裝備均為小型混砂裝備，難以滿足目前壓裂施工大排量的要求。
[0004]2.對于主驅動的形式，傳統(tǒng)混砂裝備大多為柴油機及液壓驅動，或者電液混合驅動；這兩種驅動形式都無法徹底擺脫液壓驅動，而液壓驅動成本較高、故障率相對電驅動來說較高。
[0005]3.對于支撐劑(砂)與壓裂基液的混合方式，傳統(tǒng)混砂裝備多為開式攪拌混合罐形式，這種結構需要較大功率的吸入泵、混合罐、攪拌器、排出泵、液位檢測傳感器及復雜的液面控制系統(tǒng)密切配合作業(yè)來完成支撐劑與壓裂基液的混合輸送功能，少部分混砂裝備雖然也設計為閉式泵結構，但是其驅動方式要么為柴油機取力驅動，要么為液壓驅動，從可靠性及自動化控制便利性來說還具有優(yōu)化的空間。
[0006]4.對于支撐劑加入方式，傳統(tǒng)混砂裝備大多通過尾部的螺旋輸送裝置(或叫絞龍)來向混砂裝備混合罐(排出泵)提供支撐劑，而螺旋輸送裝置結構較復雜，現(xiàn)場反應故障率相對較高，另外，傾斜布置的螺旋輸送裝置在較大程度上加大了混砂裝備尺寸及重量。
實用新型內容
[0007]針對現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種在保證混砂撬體積小的情況下同時保證壓裂施工大排量，大砂量、成本低，故障率低，減小井場占地面積，重量輕、道路運輸更加方便的閉式泵電動混砂撬。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術方案為:
[0009]一種閉式泵電動混砂撬，其包括:
[0010]閉式泵裝置，其由獨立驅動變頻電機提供動力，在內部進行混砂，所述閉式泵裝置由外部單獨的輸送設備輸砂；
[0011]管路系統(tǒng)，其用于壓裂基液和混合壓裂液的吸入和排出，并與所述閉式泵裝置連通，為閉式泵裝置輸送壓裂基液，以及供閉式泵裝置排出混合壓裂液；
[0012]分別與所述閉式泵裝置連通的且添加速度可調的干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)，其分別用于添加干添藥劑、壓裂纖維、液添藥劑；
[0013]電控裝置，其與所述各系統(tǒng)和閉式泵裝置連接，并能夠控制所述各系統(tǒng)和閉式泵裝置作業(yè)；
[0014]撬架，其為金屬結構框架，用于安裝所述各系統(tǒng)、閉式泵裝置、電控裝置。
[0015]本技術方案的主驅動形式為變頻電驅動，節(jié)能環(huán)保，成本低，故障率低，同時采用閉式泵結構，省掉了吸入泵(或弱化吸入泵的功能、減小其功率消耗)、混合罐、攪拌器、排出泵、液位檢測傳感器及復雜的液面控制系統(tǒng)，優(yōu)化了功能上重復的設備，簡化了流程，提高了作業(yè)效率，同時也減小了設備故障率，減小了占地面積，在降低設備尺寸重量基礎上降低了成本，提高了設備可靠性，經過上述優(yōu)化，本技術方案結構更簡潔，零部件相對現(xiàn)有技術更少，混砂撬的零部件布置空間更寬松，所以能夠在保證混砂撬體積小的情況下也能夠同時保證壓裂施工大排量、大砂量，混砂撬體積小后更減小了井場占地面積，道路運輸更加方便，能夠更好低滿足目前國內的壓裂行業(yè)現(xiàn)狀。
[0016]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述閉式泵裝置包括:
[0017]泵殼，其安裝于所述撬架上，用于混砂，其上設置有供所述壓裂基液進入的進液口、供所述混合壓裂液排出的排出口，并設置有單獨的接口與所述液添系統(tǒng)連通；
[0018]進料斗，其為金屬結構的漏斗，安裝于泵殼上方，所述進料斗下部出口與泵殼內部連通，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)均安裝在所述撬架上并位于所述進料斗旁，通過進料斗往泵殼內添加干添藥劑、壓裂纖維；
[0019]驅動變頻電機，其安裝在所述泵殼上部，所述電機的電機軸穿過所述進料斗的下部出口，所述電機軸頂端安裝有葉輪，該葉輪設置于所述泵殼內部。
[0020]所述混砂所需的壓裂基液、支撐劑(砂)、干添藥劑、壓裂纖維、液添藥劑能夠直接在泵殼內混合，得到所需的混合壓裂液。
[0021]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述閉式泵裝置還包括軸承座裝置、電機支撐架，所述軸承座裝置固定安裝于所述電機支撐架上，所述電機固定安裝于所述軸承座裝置上，所述電機支撐架位于所述進料斗上方并且穿過所述進料斗固定安裝于所述泵殼上部或直接固定在進料斗上表面，所述軸承座裝置主體為橫截面成T形的旋轉體，其下端安裝有軸承，所述電機軸穿過所述軸承并與其配合后，伸入所述泵殼內。
[0022]所述軸承座裝置的設置能夠更好地保護所述驅動變頻電機的電機軸，并且能夠提供橫向支撐，增加軸的橫向剛性，如果沒有設置所述軸承座裝置，那么高速旋轉的電機軸和所述支撐劑(砂)、干添藥劑、壓裂纖維接觸，會損耗非常快，增加設備的使用成本，所述軸承座裝置的設置解決了這個問題，而采用電機支撐架，優(yōu)化了結構，使混砂撬體積更小。
[0023]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述撬架為上下兩層，所述泵殼安裝于撬架的下層，所述進料斗位于所述撬架的上層，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)、電控裝置安裝于所述撬架上層，所述液添系統(tǒng)、管路系統(tǒng)安裝于所述撬架的下層。
[0024]結構科學，方便混砂撬體積的減小，同時把液添系統(tǒng)、管路系統(tǒng)設置在撬架的下層，方便施工人員在撬架上層進行移動，對撬架上層的設備進行操作。
[0025]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述閉式泵電動混砂撬還包括小型氣源系統(tǒng)，其安裝于所述撬架上，與所述管路系統(tǒng)連接，所述管路系統(tǒng)中的閥為自動控制氣動閥門，所述小型氣源系統(tǒng)為所述氣動閥門提供動力，并在所述閉式泵電動混砂撬施工結束后給沖洗所述管路系統(tǒng)的過程提供氣動力；提高自動化控制便利性，即使是氣動閥門，用氣量很小，氣源系統(tǒng)尺寸及質量也很小。
[0026]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)相鄰安裝在撬架上并位于所述進料斗一側，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)均設置有排料口，其均位于所述進料斗上方，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)分別的排料口投影在所述進料斗上的區(qū)域之間設置有一豎直安裝在進料斗上的擋板；使添加干添藥劑、壓裂纖維過程更流暢，在所述泵殼內再進行混合，提聞效率。
[0027]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述進料斗的下部出口處設置有能夠控制進料時刻或進料量的閥門，使所述混砂撬的可操作性更強，適應更多工況。
[0028]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)相鄰安裝在撬架上并位于所述進料斗的一側為靠近所述閉式泵電動混砂撬中心的一側，所述進料斗另一側為朝向所述閉式泵電動混砂撬外的一側，其設置有一向外支出的坡口，本技術方案中的支撐劑(砂)加入方式是通過混砂撬前端的帶計量及控制功能的輸送設備來完成，直接通過所述坡口加入即可，省去了現(xiàn)有技術的螺旋輸送裝置，減小故障率，減小設備尺寸；現(xiàn)有技術是需要用到螺旋輸送裝置，而因為現(xiàn)在生產商改進了一整套設備，所述混砂撬采用了上述各種優(yōu)化的結構后，體積做小了，高度變低了，而新改進的與混砂撬配套的輸砂設備為傳送帶結構，其配合高度較低的混砂撬上的所述進料斗，能夠完成輸砂，就取消了現(xiàn)有技術中的螺旋輸送裝置，優(yōu)化了結構，減小了設備重量級尺寸，同時螺旋輸送裝置損耗很大，故障率高，其被取代后節(jié)約了整個生產線設備的制造成本，降低了使用成本。
[0029]本實用新型的有益效果是:
[0030]1、在保證混砂撬體積小的情況下同時保證壓裂施工大排量、大砂量；
[0031]2、成本低，故障率低；
[0032]3、減小井場占地面積，重量輕、道路運輸更加方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是本實用新型的正視圖。
[0034]圖2是本實用新型的俯視圖。
[0035]圖3是本實用新型的軸測圖。
[0036]圖4是本實用新型的閉式泵裝置結構示意圖。
[0037]圖中標記:1-閉式泵裝置，2-管路系統(tǒng)，3-電控裝置，4-小型氣源系統(tǒng)，5-液添系統(tǒng)，6-干添系統(tǒng)，7-纖維添加系統(tǒng)，8-撬架，101-驅動變頻電機，102-軸承座裝置，103-進料斗，104-泵殼，105-葉輪，106-進液口，107-排出口，108-電機支撐架。

【具體實施方式】
[0038]下面結合實施例及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本實用新型上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本實用新型的
【發(fā)明內容】
所實現(xiàn)的技術均屬于本實用新型的范圍。
[0039]實施例1
[0040]一種閉式泵電動混砂撬，其包括:
[0041]閉式泵裝置1，其由獨立驅動變頻電機101提供動力，在內部進行混砂，所述閉式泵裝置I由外部單獨的輸送設備輸砂；
[0042]管路系統(tǒng)2，其用于壓裂基液和混合壓裂液的吸入和排出，并與所述閉式泵裝置I連通，為閉式泵裝置I輸送壓裂基液，以及供閉式泵裝置I排出混合壓裂液，所述管路系統(tǒng)2有管匯和閥組成；
[0043]分別與所述閉式泵裝置I連通的且添加速度可調的干添系統(tǒng)6、液添系統(tǒng)5、纖維添加系統(tǒng)7，其分別用于添加干添藥劑、壓裂纖維、液添藥劑，所述纖維添加系統(tǒng)7上設置有加料漏斗、打碎裝置，其能夠在現(xiàn)場通過加料漏斗加入壓裂纖維原材料，通過打碎裝置得到需要的壓裂纖維；
[0044]電控裝置3，其與所述各系統(tǒng)和閉式泵裝置I連接，并能夠控制所述各系統(tǒng)和閉式泵裝置I作業(yè)；
[0045]撬架8，其為金屬結構框架，用于安裝所述各系統(tǒng)、閉式泵裝置1、電控裝置3。
[0046]本實施例中，所述閉式泵裝置I包括:
[0047]泵殼104，其為腰部較大的圓筒形殼體，其安裝于所述撬架8上，用于混砂，其上設置有供所述壓裂基液進入的進液口 106、供所述混合壓裂液排出的排出口 107，并設置有單獨的接口與所述液添系統(tǒng)5連通，泵殼104上、下端中心均開孔，所述進液口 106設置在泵殼104下端中心的開孔處，所述排出口 107設置在泵殼104的側面；
[0048]進料斗103，其為金屬結構的漏斗，安裝于泵殼104上方，所述進料斗103下部出口通過所述泵殼104的上端的開孔與泵殼104內部連通，所述干添系統(tǒng)6、纖維添加系統(tǒng)7均安裝在所述撬架8上并位于所述進料斗103旁，通過進料斗103往泵殼104內添加干添藥齊U、壓裂纖維；
[0049]驅動變頻電機101，其安裝在所述泵殼104上部，位于所述進料斗103上方，所述電機的電機軸穿過所述進料斗103的下部出口，所述進料斗103的下部出口處設置有閥門，其能夠控制進料時刻或進料量，所述電機軸頂端安裝有葉輪105，該葉輪105設置于所述泵殼104內部，所述葉輪105為閉式葉輪，其下方連通所述進液口 106，葉輪105旋轉能夠吸入所述進液口 106中的壓裂基液，其頂部連通所述進料斗103下部出口，葉輪105旋轉能夠吸入所述進料斗103中的干添藥劑、壓裂纖維、支撐劑(砂)，所述葉輪105分為上下2層，其分別的葉片朝向相反，使葉輪105向一個方向旋轉時葉輪105的上下2層能夠同時吸入材料，所述液添系統(tǒng)5能夠向泵殼104內提供液添藥劑，所述干添藥劑、壓裂纖維、支撐劑(砂)、液添藥劑、壓裂基液在葉輪105的作用下均勻混合，得到所需的混合壓裂液，其再通過所述排出口 107以一定壓力排出，同時由于電機為變頻電機，所以葉輪105旋轉速度能夠改變，再配合所述添加速度可調的干添系統(tǒng)6、液添系統(tǒng)5、纖維添加系統(tǒng)7，能夠很好地控制最終所得到的混合壓裂液的性能。
[0050]本實施例中，閉式泵裝置I還包括軸承座裝置102、電機支撐架108,所述軸承座裝置102固定安裝于所述電機支撐架108上，所述電機支撐架108位于所述進料斗103上方并且通過至少三根桿件穿過所述進料斗103固定安裝于所述泵殼104上部或直接固定在進料斗103上表面，所述軸承座裝置102主體為橫截面成T形的旋轉體，其下端安裝有軸承，所述電機軸穿過所述軸承并與其配合后，伸入所述泵殼104內。
[0051 ] 本實施例中，所述撬架8為上下兩層，所述泵殼104安裝于撬架8的下層，所述進料斗103位于所述撬架8的上層，所述干添系統(tǒng)6、纖維添加系統(tǒng)7、電控裝置3安裝于所述撬架8上層，所述液添系統(tǒng)5、管路系統(tǒng)2安裝于所述撬架8的下層，所述電控裝置3集成在一處，其周圍設置有護欄或操作房，用于保護操作人員的安全。
[0052]本實施例中，所述閉式泵電動混砂撬還包括小型氣源系統(tǒng)4，其安裝于所述撬架8上，與所述管路系統(tǒng)2連接，所述管路系統(tǒng)2中的閥為自動控制氣動閥門，所述小型氣源系統(tǒng)4為所述氣動閥門提供動力，并在所述閉式泵電動混砂撬施工結束后給沖洗所述管路系統(tǒng)2的過程提供氣動力。
[0053]本實施例中，所述干添系統(tǒng)6、纖維添加系統(tǒng)7相鄰安裝在撬架8上并位于所述進料斗103—側，所述干添系統(tǒng)6、纖維添加系統(tǒng)7均設置有排料口，其均位于所述進料斗103上方，所述干添系統(tǒng)6、纖維添加系統(tǒng)7分別的排料口投影在所述進料斗103上的區(qū)域之間設置有一豎直安裝在進料斗103上的擋板。
[0054]本實施例中，所述干添系統(tǒng)6、纖維添加系統(tǒng)7相鄰安裝在撬架8上并位于所述進料斗103的一側為靠近所述閉式泵電動混砂撬中心的一側，所述進料斗103另一側為朝向所述閉式泵電動混砂撬外的一側，其設置有一向外支出的坡口。
【權利要求】
1.一種閉式泵電動混砂撬，其包括: 閉式泵裝置，其由獨立驅動變頻電機提供動力，在內部進行混砂，所述閉式泵裝置由外部單獨的輸送設備輸砂； 管路系統(tǒng)，其用于壓裂基液和混合壓裂液的吸入和排出，并與所述閉式泵裝置連通，為閉式泵裝置輸送壓裂基液，以及供閉式泵裝置排出混合壓裂液； 分別與所述閉式泵裝置連通的且添加速度可調的干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)，其分別用于添加干添藥劑、壓裂纖維、液添藥劑； 電控裝置，其與所述各系統(tǒng)和閉式泵裝置連接，并能夠控制所述各系統(tǒng)和閉式泵裝置作業(yè)； 撬架，其為金屬結構框架，用于安裝所述各系統(tǒng)、閉式泵裝置、電控裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種閉式泵電動混砂撬，其特征在于，所述閉式泵裝置包括: 泵殼，其安裝于所述撬架上，用于混砂，其上設置有供所述壓裂基液進入的進液口、供所述混合壓裂液排出的排出口，并設置有單獨的接口與所述液添系統(tǒng)連通； 進料斗，其為金屬結構的漏斗，安裝于泵殼上方，所述進料斗下部出口與泵殼內部連通，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)均安裝在所述撬架上并位于所述進料斗旁，通過進料斗往泵殼內添加干添藥劑、壓裂纖維； 驅動變頻電機，其安裝在所述泵殼上部，位于所述進料斗上方，所述電機的電機軸穿過所述進料斗的下部出口，所述電機軸頂端安裝有葉輪，該葉輪設置于所述泵殼內部。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種閉式泵電動混砂撬，其特征在于，所述閉式泵裝置還包括軸承座裝置、電機支撐架，所述軸承座裝置固定安裝于所述電機支撐架上，所述電機固定安裝于所述軸承座裝置上，位于所述進料斗上方并且穿過所述進料斗固定安裝于所述泵殼上部，所述軸承座裝置主體為橫截面成T形的旋轉體，其下端安裝有軸承，所述電機軸穿過所述軸承并與其配合后，伸入所述泵殼內。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種閉式泵電動混砂撬，其特征在于，所述撬架為上下兩層，所述泵殼安裝于撬架的下層，所述進料斗位于所述撬架的上層，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)、電控裝置安裝于所述撬架上層，所述液添系統(tǒng)、管路系統(tǒng)安裝于所述撬架的下層。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種閉式泵電動混砂撬，其特征在于，所述閉式泵電動混砂撬還包括小型氣源系統(tǒng)，其安裝于所述撬架上，與所述管路系統(tǒng)連接，所述管路系統(tǒng)中的閥為自動控制氣動閥門，所述小型氣源系統(tǒng)為所述氣動閥門提供動力，并在所述閉式泵電動混砂撬施工結束后給沖洗所述管路系統(tǒng)的過程提供氣動力。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種閉式泵電動混砂撬，其特征在于，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)相鄰安裝在撬架上并位于所述進料斗一側，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)均設置有排料口，其均位于所述進料斗上方，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)分別的排料口投影在所述進料斗上的區(qū)域之間設置有一豎直安裝在進料斗上的擋板。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種閉式泵電動混砂撬，其特征在于，所述干添系統(tǒng)、纖維添加系統(tǒng)相鄰安裝在撬架上并位于所述進料斗的一側為靠近所述閉式泵電動混砂撬中心的一側，所述進料斗另一側為朝向所述閉式泵電動混砂撬外的一側，其設置有一向外支出的坡口。
8.據(jù)權利要求7所述的一種閉式泵電動混砂撬，其特征在于，所述進料斗的下部出口 處設置有能夠控制進料時刻或進料量的閥門。
【文檔編號】E21B43/267GK204060665SQ201420451919
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年8月12日 優(yōu)先權日:2014年8月12日
【發(fā)明者】明章杰, 曾林, 王明社, 李泓杉, 田雨 申請人:四川宏華石油設備有限公司