一種脈沖式纖維加入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及油氣井開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具體是脈沖式加砂壓裂工藝中、一種具有分散、計(jì)量和風(fēng)送功能的脈沖式纖維加入裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]脈沖式加砂壓裂通過(guò)較高濃度的纖維支撐劑凍膠+不含支撐劑的壓裂液凍膠的交替式注入，纖維支撐劑段塞在裂縫里面起到點(diǎn)支撐的作用(類似于柱子的支撐作用)，防止裂縫閉合，而不含支撐劑的壓裂液凍膠起到造縫和延伸裂縫的作用。壓后返排時(shí)，纖維支撐劑段塞由于纖維超強(qiáng)固定能力而留在原地支撐裂縫，不含支撐劑的壓裂液凍膠段塞破膠后迅速返排，并留下大量的空間成為油氣流動(dòng)通道，顯然其導(dǎo)流能力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)支撐裂縫的，接近無(wú)限導(dǎo)流能力。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，在國(guó)內(nèi)外多種類型儲(chǔ)層中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)的關(guān)鍵之一是精確控制纖維的加入，具體而言就是要求能夠有效分散壓實(shí)的纖維、并能精確計(jì)量、平穩(wěn)輸送和自動(dòng)脈沖控制，確保其與支撐劑的同步交替注入。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)進(jìn)行脈沖式加砂壓裂作業(yè)的纖維加入主要采用人工加入和專門(mén)裝置加入兩種，人工加入費(fèi)時(shí)費(fèi)力、計(jì)量無(wú)法保證，現(xiàn)有裝置還不具備準(zhǔn)確計(jì)量和快速關(guān)斷功能，兩種方式都無(wú)法滿足與支撐劑脈沖加入同步的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種脈沖式纖維加入裝置，實(shí)現(xiàn)纖維加入的精確控制，滿足脈沖式加砂壓裂施工作業(yè)要求。
[0005]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種脈沖式纖維加入裝置，設(shè)置在纖維泵出裝置和混合筒之間，所述脈沖式纖維加入裝置包括螺旋輸料部分、轉(zhuǎn)閥控制部分和風(fēng)送部分，上述三個(gè)部分的殼體內(nèi)部貫通、依次連接，所述螺旋輸料部分水平設(shè)置，其殼體頂部設(shè)置纖維進(jìn)料口、對(duì)應(yīng)纖維泵出裝置的出料口，轉(zhuǎn)閥控制部分豎直設(shè)置、其殼體末端開(kāi)口設(shè)置在風(fēng)送部分殼體前端頂部，風(fēng)送部分殼體向上傾斜設(shè)置，前端側(cè)面對(duì)應(yīng)送風(fēng)裝置的出風(fēng)口、末端對(duì)應(yīng)混合筒上方開(kāi)口。
[0007]所述纖維進(jìn)料口上方設(shè)置有纖維蓬松倉(cāng)，內(nèi)部設(shè)置有纖維打散裝置。
[0008]所述纖維打散裝置包括電機(jī)和若干根轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸沿長(zhǎng)度方向設(shè)置、轉(zhuǎn)軸周面上交替設(shè)置有葉片和打散棍，且相鄰轉(zhuǎn)軸上的葉片和打散棍交錯(cuò)布置；電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)、并使相鄰轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
[0009]所述葉片是扭轉(zhuǎn)葉片，其扭轉(zhuǎn)角度為45°。
[0010]所述螺旋輸料部分包括殼體、電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和螺旋葉片，所述電機(jī)設(shè)置在殼體前端、電機(jī)主軸與轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有若干組螺旋葉片。
[0011]所述轉(zhuǎn)閥控制部分包括電機(jī)、葉輪及其型腔，所述葉輪帶有等分結(jié)構(gòu)、安裝在其型腔內(nèi)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0012]所述電機(jī)是低速步進(jìn)電機(jī)。
[0013]所述送風(fēng)裝置是鼓風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與風(fēng)送部分的殼體前端側(cè)面開(kāi)口連接。
[0014]本實(shí)用新型所產(chǎn)生的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型的脈沖式纖維加入裝置，能實(shí)現(xiàn)纖維分散、計(jì)量、風(fēng)送的脈沖式纖維加入控制，能與脈沖式加砂同步，實(shí)現(xiàn)纖維加入的精確控制，滿足脈沖式加砂壓裂施工作業(yè)要求。
[0016]本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，具有分散、計(jì)量和風(fēng)送功能，滿足纖維與支撐劑脈沖式同步加入需求。
[0018]2、內(nèi)置纖維打散裝置，能將壓縮纖維快速充分打散，保證纖維平穩(wěn)順暢輸送。
[0019]3、螺旋輸料器采用容積式的給料機(jī)構(gòu)，其纖維輸送量與螺旋的轉(zhuǎn)速成正比例關(guān)系，通過(guò)控制轉(zhuǎn)速，可實(shí)現(xiàn)纖維添加的定量控制。
[0020]4、驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)閥的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用低速步進(jìn)電機(jī)，確保在純液階段快速的切斷纖維的加入以實(shí)現(xiàn)脈沖式加入。
[0021]5、纖維物料通過(guò)風(fēng)送，將纖維沿著輸送導(dǎo)管吹送混合桶里面。
【附圖說(shuō)明】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0023]圖1是本實(shí)用新型脈沖式纖維加入裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是本實(shí)用新型蓬松倉(cāng)內(nèi)置的纖維打散裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3是本實(shí)用新型螺旋輸料器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖中標(biāo)號(hào)表不:1-電機(jī)、2-纖維蓬松倉(cāng)、3-螺旋輸料部分、4-轉(zhuǎn)閥控制部分、5-鼓風(fēng)機(jī)、6-風(fēng)送部分、7-混合筒、8-打散棍、9-轉(zhuǎn)軸、10-葉片、11-進(jìn)料口、12-轉(zhuǎn)軸、13-螺旋葉片、14-下料口。
【具體實(shí)施方式】
[0027]如圖1?3所示，本實(shí)用新型是一種脈沖式纖維加入裝置，設(shè)置在纖維泵出裝置和混合筒7之間。脈沖式纖維加入裝置包括螺旋輸料部分3、轉(zhuǎn)閥控制部分4和風(fēng)送部分6，上述三個(gè)部分(螺旋輸料部分3、轉(zhuǎn)閥控制部分4和風(fēng)送部分6 )的殼體內(nèi)部貫通、依次連接。具體的:螺旋輸料部分3水平設(shè)置，其殼體頂部設(shè)置有纖維進(jìn)料口 11、對(duì)應(yīng)纖維泵出裝置的出料口 ；轉(zhuǎn)閥控制部分4豎直設(shè)置、其殼體末端開(kāi)口設(shè)置在風(fēng)送部分6的殼體前端頂部，風(fēng)送部分6的殼體向上傾斜設(shè)置，前端側(cè)面對(duì)應(yīng)送風(fēng)裝置的出風(fēng)口、末端對(duì)應(yīng)混合筒7的上方開(kāi)口。
[0028]纖維進(jìn)料口 11上方設(shè)置有纖維蓬松倉(cāng)2 ο纖維蓬松倉(cāng)2的內(nèi)部設(shè)置有纖維打散裝置，用于將壓縮纖維快速充分的打散、以保證纖維平穩(wěn)順暢輸送。纖維打散裝置包括電機(jī)和若干根轉(zhuǎn)軸9，具體的:轉(zhuǎn)軸9沿長(zhǎng)度方向設(shè)置、轉(zhuǎn)軸9周面上交替設(shè)置有葉片10和打散棍8，且相鄰轉(zhuǎn)軸9上的葉片10和打散棍8交錯(cuò)布置。電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸9轉(zhuǎn)動(dòng)、并使相鄰轉(zhuǎn)軸9的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。葉片10是扭轉(zhuǎn)葉片，其扭轉(zhuǎn)角度為45°。
[0029]本【具體實(shí)施方式】中，纖維蓬松倉(cāng)2內(nèi)沿長(zhǎng)度方向設(shè)置有3根轉(zhuǎn)軸9，且中間那根轉(zhuǎn)軸9的沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)、兩側(cè)的2根轉(zhuǎn)軸9的沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)。兩側(cè)的2根轉(zhuǎn)軸9上的葉片正向安裝、中間上的葉片反向安裝，且相鄰轉(zhuǎn)軸9上的葉片10和打散棍8交錯(cuò)布置。在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，3根轉(zhuǎn)軸9上的在葉片10和打散棍8分別做圓周運(yùn)動(dòng)。
[0030]螺旋輸料部分3采用臥式結(jié)構(gòu)、是一種容積式的給料機(jī)構(gòu)，包括殼體、電機(jī)1、轉(zhuǎn)軸12和螺旋葉片13。具體的:電機(jī)I設(shè)置在螺旋輸料部分3的殼體前端、電機(jī)I主軸與轉(zhuǎn)軸12聯(lián)接，轉(zhuǎn)軸12上設(shè)置有若干組螺旋葉片13。通過(guò)控制改變螺旋輸料部分3的電機(jī)I的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)纖維添加的計(jì)量和定量控制。
[0031]本【具體實(shí)施方式】中，螺旋輸料部分3殼體的末端底面上設(shè)置有下料口 15，下料口15與轉(zhuǎn)閥控制部分4的殼體前端連接，纖維通過(guò)該下料口 15送入轉(zhuǎn)閥控制部分4。
[0032]轉(zhuǎn)閥控制部分4包括電機(jī)、葉輪及其型腔，所述葉輪帶有等分結(jié)構(gòu)、安裝在其型腔內(nèi)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，該電機(jī)是低速步進(jìn)電機(jī)。通過(guò)低速步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)一個(gè)帶有等分結(jié)構(gòu)的葉輪在其型腔內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從上部料倉(cāng)將物料填充在葉輪的型腔內(nèi)，物料隨葉輪的旋轉(zhuǎn)在型腔的下部卸除，通過(guò)該低速步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制，均勻地、連續(xù)不斷地向下輸出纖維物料，也能確保在純液階段快速的切斷纖維的加入。
[0033]送風(fēng)裝置是鼓風(fēng)機(jī)5、鼓風(fēng)機(jī)5的出風(fēng)口與風(fēng)送部分6的殼體前端側(cè)面開(kāi)口連接。纖維物料向混合桶7的輸送采用鼓風(fēng)傳送的形式，通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)5將轉(zhuǎn)閥控制部分4卸下的纖維料、沿著向上傾斜的風(fēng)送部分的殼體吹送至混合桶7。為避免脈沖加砂的漸近過(guò)程，施工作業(yè)中，鼓風(fēng)機(jī)5 —直保持穩(wěn)定運(yùn)行。
[0034]本實(shí)用新型的使用方法如下:
[0035]首先，將纖維置入纖維蓬松倉(cāng)2，啟動(dòng)纖維蓬松倉(cāng)2內(nèi)的纖維打散裝置，將纖維打散至蓬松狀態(tài)；
[0036]施工時(shí)，啟動(dòng)螺旋輸料部分3，將纖維平穩(wěn)地推送到其殼體末端的下料口 15，并在重力作用下、纖維落入轉(zhuǎn)閥控制部分4的型腔內(nèi)；
[0037]然后，葉輪在低速步進(jìn)電機(jī)的控制下，按設(shè)定頻率將纖維轉(zhuǎn)送至風(fēng)送部分6，并通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)5吹送至混合桶內(nèi)。
[0038]因此，纖維的加入量可通過(guò)動(dòng)螺旋輸料部分3電機(jī)I的旋轉(zhuǎn)頻率以及轉(zhuǎn)閥控制部分4的葉林旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行精確控制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種脈沖式纖維加入裝置，設(shè)置在纖維泵出裝置和混合筒之間，其特征在于:所述脈沖式纖維加入裝置包括螺旋輸料部分、轉(zhuǎn)閥控制部分和風(fēng)送部分，上述三個(gè)部分的殼體內(nèi)部貫通、依次連接，所述螺旋輸料部分水平設(shè)置，其殼體頂部設(shè)置纖維進(jìn)料口、對(duì)應(yīng)纖維泵出裝置的出料口，轉(zhuǎn)閥控制部分豎直設(shè)置、其殼體末端開(kāi)口設(shè)置在風(fēng)送部分殼體前端頂部，風(fēng)送部分殼體向上傾斜設(shè)置，前端側(cè)面對(duì)應(yīng)送風(fēng)裝置的出風(fēng)口、末端對(duì)應(yīng)混合筒上方開(kāi)□ O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述脈沖式纖維加入裝置，其特征在于:所述纖維進(jìn)料口上方設(shè)置有纖維蓬松倉(cāng)，內(nèi)部設(shè)置有纖維打散裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述脈沖式纖維加入裝置，其特征在于:所述纖維打散裝置包括電機(jī)和若干根轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸沿長(zhǎng)度方向設(shè)置、轉(zhuǎn)軸周面上交替設(shè)置有葉片和打散棍，且相鄰轉(zhuǎn)軸上的葉片和打散棍交錯(cuò)布置；電機(jī)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)、并使相鄰轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述脈沖式纖維加入裝置，其特征在于:所述葉片是扭轉(zhuǎn)葉片，其扭轉(zhuǎn)角度為45°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述脈沖式纖維加入裝置，其特征在于:所述螺旋輸料部分包括殼體、電機(jī)、轉(zhuǎn)軸和螺旋葉片，所述電機(jī)設(shè)置在殼體前端、電機(jī)主軸與轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有若干組螺旋葉片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述脈沖式纖維加入裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)閥控制部分包括電機(jī)、葉輪及其型腔，所述葉輪帶有等分結(jié)構(gòu)、安裝在其型腔內(nèi)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述脈沖式纖維加入裝置，其特征在于:所述電機(jī)是低速步進(jìn)電機(jī)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述脈沖式纖維加入裝置，其特征在于:所述送風(fēng)裝置是鼓風(fēng)機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與風(fēng)送部分的殼體前端側(cè)面開(kāi)口連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種脈沖式纖維加入裝置，設(shè)置在纖維泵出裝置和混合筒之間，所述脈沖式纖維加入裝置包括螺旋輸料部分、轉(zhuǎn)閥控制部分和風(fēng)送部分，上述三個(gè)部分的殼體內(nèi)部貫通、依次連接，所述螺旋輸料部分水平設(shè)置，其殼體頂部設(shè)置纖維進(jìn)料口、對(duì)應(yīng)纖維泵出裝置的出料口，轉(zhuǎn)閥控制部分豎直設(shè)置、其殼體末端開(kāi)口設(shè)置在風(fēng)送部分殼體前端頂部，風(fēng)送部分殼體向上傾斜設(shè)置，前端側(cè)面對(duì)應(yīng)送風(fēng)裝置的出風(fēng)口、末端對(duì)應(yīng)混合筒上方開(kāi)口。本實(shí)用新型的脈沖式纖維加入裝置，能實(shí)現(xiàn)纖維分散、計(jì)量、風(fēng)送的脈沖式纖維加入控制，能與脈沖式加砂同步，實(shí)現(xiàn)纖維加入的精確控制，滿足脈沖式加砂壓裂施工作業(yè)要求。
【IPC分類】B65G53-08
【公開(kāi)號(hào)】CN204416572
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520063396
【發(fā)明人】李暉, 曹學(xué)軍, 黎克難, 唐祖兵, 岳迎春, 李欽, 龍學(xué), 劉振興
【申請(qǐng)人】中石化石油工程技術(shù)服務(wù)有限公司, 中石化西南石油工程有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年1月29日