專利名稱：防酸混砂車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型技術(shù)涉及油氣田的配液壓裂施工工藝技術(shù)裝備，特別是一 種防酸混砂車。
背景技術(shù)：
油氣田采集油氣時通常采用混砂車將高壓力、高砂比的壓裂砂、水、 化學(xué)添加劑等支撐劑經(jīng)混砂車混合攪拌，再通過壓裂泵泵入井底進(jìn)行壓裂。 現(xiàn)有的混砂車普遍存在的問題是
1、 上水系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和排出系統(tǒng)材質(zhì)不防酸，被酸腐蝕后不能保證 正常施工，發(fā)生問題不能及時解決。
2、 混砂罐結(jié)構(gòu)為敞開式，在施工中經(jīng)常會出現(xiàn)部分混砂液溢出，使用 酸液后，酸液濺出造成人員傷害、設(shè)備的損壞和造成環(huán)境污染。酸液在混 合攪拌過程中形成酸氣，將會對操作人員造成傷害。
3、 酸液溢出后濺到操作人員身上現(xiàn)場無法快速進(jìn)行中和處理，存在不 安全隱患。
為滿足酸液壓裂的技術(shù)要求，增加混砂車的應(yīng)用范圍，適應(yīng)保護(hù)人員 設(shè)備和環(huán)境的要求，設(shè)計一種防酸混砂車成為酸液壓裂施工的設(shè)備，從而 達(dá)到改造地層減少地層傷害已經(jīng)成為丞待解決的問題。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的之一是在原有的混砂車基礎(chǔ)上增加防酸功能，使其 能滿足酸液壓裂的技術(shù)要求，增加混砂車的應(yīng)用范圍，達(dá)到改造地層減少地
層傷害的目的。
本實用新型的目的之二是:增加防酸功能并具有酸液在吸入、攪拌混合、 排出過程中防止酸液濺出造成人員傷害、設(shè)備的損壞和造成環(huán)境污染。
本實用新型的技術(shù)方案是，設(shè)計一種防酸混砂車，其特征是防酸混 砂車車體上連接有酸氣中和治理裝置、混砂罐和輸砂機(jī)構(gòu)，混砂罐是封閉 罐，并分別與酸氣中和治理裝置和輸砂機(jī)構(gòu)的輸砂口封閉式連通；防酸混 砂車車體的后部通過液壓支架與輸砂機(jī)構(gòu)固定連接。
所述的防酸混砂車車體的車廂平臺上裝有酸氣中和治理裝置，酸氣中 和治理裝置由酸氣中和罐、酸氣排出管線、酸氣吸入泵、酸氣吸入管線依 次密封連接并相互連通構(gòu)成，酸氣中和罐和酸氣吸入泵固定在防酸混砂車的車廂平臺上，酸氣吸入管線與混砂罐密封式連通。
所述的輸砂機(jī)構(gòu)為雙筒雙砂斗螺旋輸砂器，輸砂器的兩個輸砂螺旋結(jié) 構(gòu)對稱，每個輸砂螺旋下部對應(yīng)固定一個輸砂斗，上部對應(yīng)固定有一個輸 砂螺旋出砂口 ，兩個輸砂螺旋出砂口分別通過筒形耐酸膠皮導(dǎo)流套與混砂 罐的兩個對應(yīng)進(jìn)砂口封閉式連通。
所述的混砂罐的上部固定有酸液溢流管線和消泡噴射管，混砂罐內(nèi)串 聯(lián)連接有攪拌葉輪和攪拌葉輪，混砂罐吸入口和混砂罐排出口在混砂罐的 側(cè)面，混砂罐的上表面有安全視窗、兩個進(jìn)砂口、照明視窗、酸氣吸入口 及干粉添加劑加入口。
所述的混砂罐的罐沿高出罐頂端，混砂罐上邊沿焊接有酸液溢流管線， 罐沿是弧狀。
所述的混砂罐的頂部有鋼化玻璃密封構(gòu)成的安全視窗和照明視窗。 所述的混砂罐上部的罐壁處連接有消泡噴射管，消泡噴射管的管線上
均勻的分布有若干個交錯排列、孔徑為lmm的小孔，消泡噴射管與混砂罐 的吸入口連通。 .
所述的混砂罐罐體上通過法蘭固定有超聲波探測器，超聲波探測器與 計算機(jī)控制器電連接。
所述的輸沙機(jī)構(gòu)的雙筒雙砂斗螺旋輸砂器，左輸砂器和右輸砂器呈45 °夾角固定，酸氣中和罐和酸氣吸入泵固定在防酸混沙車車體的車廂平臺 上，酸氣吸入管線與混砂罐連通并與外界密封，混砂罐的兩個進(jìn)砂口與兩 個輸砂螺旋出砂口各自通過筒形耐酸膠皮導(dǎo)流套封閉式連通，兩個輸砂螺 旋F部各自對應(yīng)固定有相對應(yīng)的輸砂斗，兩個輸砂螺旋上部有兩個各自對 應(yīng)的輸砂螺旋出砂口 ，酸液溢流管線和消泡噴射管固定在混砂罐的上部， 攪拌葉輪、攪拌葉輪串聯(lián)連接在混砂罐內(nèi)，混砂罐吸入口和混砂罐排出口 在混砂罐的側(cè)面；混砂罐的上表面有密封式安全視窗、兩個進(jìn)砂口、照明 視窗、酸氣吸入口及干粉添加劑加入口。
本實用新型特點是由于本實用新型采用了防酸飛濺的混砂罐.罐內(nèi) 設(shè)計了攪拌液體泡沫消除方案；并采用了酸氣的回收中和裝置，它的上水 系統(tǒng)、混合系統(tǒng)和排出系統(tǒng)的材質(zhì)全部采用優(yōu)質(zhì)的防酸材料如304L號不銹 鋼。將混砂罐的結(jié)構(gòu)由敞開式改為封閉式，使用超聲波液位計控制液面高 度，防止溢罐，增加酸氣回收中和裝置回收酸氣。還有應(yīng)急物資的存放。 將敞開的混砂罐設(shè)計為封閉的罐體，利用巧妙的環(huán)形噴射達(dá)到消除泡沬效 果，增加了酸氣回收中和裝置、防酸液溢流設(shè)計。能夠滿足酸液壓裂的技術(shù)要求，增加混砂車的應(yīng)用范圍，達(dá)到改造地層減少地層傷害的目的；增 加耐酸功能并具有酸液在吸入、攪拌混合、排出過程中防止酸液濺出造成 人員傷害、設(shè)備的損壞和造成環(huán)境污染。
下面結(jié)合實施例附圖對本實用新型做進(jìn)一步說明。 圖1是實施例防酸混砂車結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是防酸混砂車混砂罐結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖2的俯視圖。
圖中1、酸氣中和罐；2、酸氣排出管線；3、酸氣吸入泵；4、酸氣 吸入管線；5、混砂罐；6、輸砂螺旋出砂口； 7、輸砂螺旋；8、輸砂斗；9、 酸液溢流管線；10、消泡噴射管；11、 12、攪拌葉輪；13、混砂罐吸入口； 14混砂罐排出口； 15、安全視窗；16、進(jìn)砂口； 17、照明視窗；18、酸氣 吸入口； 19、干粉添加劑加入口； 20、防酸混砂車車體；21、液壓支架；
具體實^方式
實施例如圖1所示，防酸混砂車車體20的后部通過液壓支架21與輸 砂機(jī)構(gòu)22固定連接，輸砂機(jī)構(gòu)22為雙筒雙砂斗螺旋輸砂器，施工時左右 輸砂器可分開45。。小砂量施工時，左右輸砂器可獨(dú)立工作和計量。防酸 混砂車車體20的車廂平臺上裝有酸氣中和治理裝置，酸氣中和治理裝置由 酸氣中和罐l、酸氣排出管線2、酸氣吸入泵3、酸氣吸入管線4依次密封 連接并相互連通構(gòu)成，酸氣中和罐1和酸氣吸入泵3固定在防酸混砂車車 體20的車廂平臺上，酸氣吸入管線4與混砂罐5連通并與外界密封，混砂 罐5的兩個進(jìn)砂口 16與兩個輸砂螺旋出砂口 6各自通過筒形耐酸膠皮導(dǎo)流 套封閉式連通，兩個輸砂螺旋7下部各自對應(yīng)固定有相對應(yīng)的輸砂斗8， 兩個輸砂螺旋7上部有兩個各自對應(yīng)的輸砂螺旋出砂口 6，酸液溢流管線9 和消泡噴射管10固定在混砂罐5的上部，攪拌葉輪ll、攪拌葉輪12串聯(lián) 連接在混砂罐5內(nèi)，混砂罐吸入口 13和混砂罐排出口 14在混砂罐5的側(cè) 面?；焐肮?的上表面有密封式安全視窗15、兩個進(jìn)砂口 16、照明視窗 17、酸氣吸入口 18及干粉添加劑加入口 19。
本實施例的特點是
1、混砂罐5采用防溢出設(shè)計如圖2所示如混砂罐5的罐沿高出罐頂 端50mm能回流，混砂罐5上邊沿焊接有酸液溢流管線9，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況 下酸液溢出時酸液溢流管線9直接排污，罐沿為圓弧狀防止傷人。

2、 混砂罐5采用封閉式設(shè)計如圖3所示，如在罐的頂部裝有鋼化玻璃 作成的密封視窗蓋板如圖3中的安全視窗15和照明視窗17，可隨時在罐 外觀察到罐內(nèi)液面的高度，且可防止酸液飛濺出。在兩個進(jìn)砂口 16與兩個 輸砂螺旋出砂口 6中的砂粒通過筒形耐酸膠皮導(dǎo)流套封閉式連通，既能減 少酸氣從2個輸砂螺旋的入罐口溢出，又能使砂粒順利進(jìn)入混砂罐5。
3、 減少攪拌混砂液產(chǎn)生泡沫的設(shè)計如在混砂罐5上部的罐壁處裝有 1"的消泡噴射管IO，消泡噴射管10的管線上均勻的分布有若干個小孔， 它們交錯排列，孔徑為lmm，消泡噴射管10與混砂罐5的吸入口連通、由 于混砂罐吸入口13酸液有壓力，所以消泡噴射管10的小孔射出的液流將 泡沬打碎。而且消泡噴射管10的接口從供液泵排出端經(jīng)流量計計量后引 入，這樣既可以不影響供液計量，也可通過小孔噴射達(dá)到消除泡沫的目的。
4、 實現(xiàn)液面自動控制在混砂罐體通過法蘭固定有超聲波探測器，工 作時由裝在管體上的超聲波探測器向液面發(fā)出波，輸出4 20mA的電流信 號，傳送給計算機(jī)控制器，由電位計控制電控變量柱塞泵而帶動吸入馬達(dá)， 通過控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速來控制吸入泵的排量，以控制進(jìn)入混砂罐5的清水排 量。該控制系統(tǒng)能夠確?；焐肮?內(nèi)的混合液在規(guī)定的范圍內(nèi)變化，達(dá)到 既不外溢又不抽空，實現(xiàn)自動/手動控制砂濃度和液面相對穩(wěn)定的控制功 能。最大工作流量6m3/min (酸液)；最大輸砂量^2方/分。
5、 將攪拌過程中產(chǎn)生的酸氣進(jìn)行回收設(shè)計在混砂罐5的頂部裝有酸 氣吸入管線4接酸氣吸入泵3，將罐中酸液混合后反應(yīng)產(chǎn)生的氣體及揮發(fā) 的酸氣通過酸氣吸入管線4、酸氣吸入泵3、酸氣排出管線2抽到一個盛有 NaHCo3的容器酸氣中和罐l內(nèi)，防止污染環(huán)境和對人的傷害。泵的電源為 24V，功率是1. 5kW 。
6、 應(yīng)急物資的儲存在防酸混砂車車體20上安裝的酸氣中和罐1個 50升的不銹鋼罐，用來存放濃度為10。/。的NaHC03溶液。實施例中上水系 統(tǒng)、混合系統(tǒng)和排出系統(tǒng)的材質(zhì)全部采用優(yōu)質(zhì)的防酸材料304L號不銹鋼。
7、 混砂車具備左右上水(酸)和左右排出液體功能。 需要說明的是，本實施例中未盡詳細(xì)敘述部件，屬于外購部件，在此不
做贅敘。并本實施例僅用于說明本實用新型，并不用于限制本實用新型的 實施范圍。
本實用新型的工作過程是在現(xiàn)場應(yīng)用過程中，由混砂車的吸入泵將 配置好的酸液吸入混砂罐和輸砂螺旋提上來的沙粒及液體添加劑泵和干粉 添加劑泵注入的各種添加劑混合，由混砂罐內(nèi)的葉輪進(jìn)行攪拌(為防止酸液飛濺混砂罐密閉，只有入砂口和干粉添加劑口相對密閉，在這兩個口增 加了防酸飛濺的封閉套；混砂罐密封后光線交暗，為保證罐內(nèi)照明，在混 砂罐內(nèi)安裝了照明裝置；為防止酸霧污染環(huán)境、腐蝕設(shè)備和傷害操作人員， 在混砂罐上安裝了酸霧中和裝置)，充分混合后由排出砂泵排出，給壓裂車 供液。整個系統(tǒng)的液面高度、吸入、排出排量、輸砂比例及各種添加劑的 比例均由計算機(jī)精確控制。完成精確酸液壓裂。
權(quán)利要求1、防酸混砂車，其特征是防酸混砂車車體(20)上連接有酸氣中和治理裝置、混砂罐(5)和輸砂機(jī)構(gòu)(22)，混砂罐(5)是封閉罐，并分別與酸氣中和治理裝置和輸砂機(jī)構(gòu)(22)的輸砂口封閉式連通；防酸混砂車車體(20)的后部通過液壓支架(21)與輸砂機(jī)構(gòu)(22)固定連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防酸混砂車，其特征是所述的.防酸混砂車 車體(20)的車廂平臺上裝有酸氣中和治理裝置，酸氣中和治理裝置由酸 氣中和罐(1)、酸氣排出管線(2)、酸氣吸入泵(3)、酸氣吸入管線(4) 依次密封連接并相互連通構(gòu)成，酸氣中和罐(1)和酸氣吸入泵(3)固定 在防酸混砂車(20)的車廂平臺上，酸氣吸入管線(4)與混砂罐(5)密 封式連通。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防酸混砂車，其特征是所述的輸砂機(jī)構(gòu)(22) 為雙筒雙砂斗螺旋輸砂器，輸砂器的兩個輸砂螺旋(7)結(jié)構(gòu)對稱，每個輸 砂螺旋(7)下部對應(yīng)固定一個輸砂斗(8)，上部對應(yīng)固定有一個輸砂螺旋 出砂口 (6)，兩個輸砂螺旋出砂口 (6)分別通過筒形耐酸膠皮導(dǎo)流套與混 砂罐(5)的兩個對應(yīng)進(jìn)砂口 (16)封閉式連通。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防酸混砂車，其特征是所述的混砂罐(5) 的上部固定有酸液溢流管線(9)和消泡噴射管(10)，混砂罐(5)內(nèi)串聯(lián) 連接有攪拌葉輪(11)和攪拌葉輪(12)，混砂罐吸入口 (13)和混砂罐排 出口 (14)在混砂罐(5)的側(cè)面，混砂罐(5)的上表面有安全視窗(15)、 兩個進(jìn)砂口 (16)、照明視窗(17)、酸氣吸入口 (18)及干粉添加劑加入 口 (19)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防酸混砂車，其特征是所述的混砂罐(5) 的罐沿高出罐頂端，混砂罐(5)上邊沿焊接有酸液溢流管線(9)，罐沿是 弧狀。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的防酸混砂車，其特征是所述的混砂罐(5) 的頂部有鋼化玻璃密封構(gòu)成的安全視窗(15)和照明視窗(17)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防酸混砂車，其特征是所述的混砂罐(5) 上部的罐壁處連接有消泡噴射管(10)，消泡噴射管(10)的管線上均勻的 分布有若干個交錯排列、孔徑為lmm的小孔，消泡噴射管(10)與混砂罐(5)的吸入口連通。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防酸混砂車，其特征是所述的混砂罐(5) 罐體上通過法蘭固定有超聲波探測器，超聲波探測器與計算機(jī)控制器電連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的防酸混砂車，其特征是所述的輸沙機(jī)構(gòu)(22) 的雙筒雙砂斗螺旋輸砂器，左輸砂器和右輸砂器呈45。夾角固定，酸氣中 和罐(1)和酸氣吸入泵(3)固定在防酸混沙車車體(20)的車廂平臺上， 酸氣吸入管線(4)與混砂罐(5)連通并與外界密封，混砂罐(5)的兩個進(jìn)砂口(16)與兩個輸砂螺旋出砂口 ，(6)各自通過筒形耐酸膠皮導(dǎo)流套封閉式連 通，兩個輸砂螺旋(7)下部各'自對應(yīng)固定有相對應(yīng)的輸砂斗(8)，兩個輸 砂螺旋(7)上部有兩個各自對應(yīng)的輸砂螺旋出砂口 (6)，酸液溢流管線(9) 和消泡噴射管(10)固定在混砂罐(5)的上部，攪拌葉輪(ll)、攪拌葉輪(12) 串聯(lián)連接在混砂罐(5)內(nèi)，混砂罐吸入口 (13)和混砂罐排出口 (14)在混砂罐 (5)的側(cè)面;混砂罐(5)的上表面有密封式安全視窗(15)、兩個進(jìn)砂口(16)、 照明視窗(17)、酸氣吸入口 (18)及干粉添加劑加入口 (19)。
專利摘要本實用新型技術(shù)涉及油氣田的配液壓裂施工工藝技術(shù)裝備，特別是一種防酸混砂車，其特征是防酸混砂車車體(20)上連接有酸氣中和治理裝置、混砂罐(5)和輸砂機(jī)構(gòu)(22)，混砂罐(5)是封閉罐，并分別與酸氣中和治理裝置和輸砂機(jī)構(gòu)(22)的輸砂口封閉式連通；防酸混砂車車體(20)的后部通過液壓支架(21)與輸砂機(jī)構(gòu)(22)固定連接。該設(shè)備能滿足酸液壓裂的技術(shù)要求，增加混砂車的應(yīng)用范圍，達(dá)到改造地層減少地層傷害的目的；并且具有防止酸液濺出造成人員傷害、減少設(shè)備的損壞和減少環(huán)境污染的特點。
文檔編號E21B43/26GK201372788SQ200920032020
公開日2009年12月30日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日
發(fā)明者付軍剛, 付長贏, 虎 孫, 王繼紅, 白明偉, 賈凱雄, 趙維斌 申請人:中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司長慶井下技術(shù)作業(yè)公司