压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机的制作方法

本申请涉及一种压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机，属于石英砂粉碎领域。

背景技术：

压裂支撑剂是一种陶瓷颗粒产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量，属环保产品。页岩油气开发中压裂支撑剂(石英砂)使用量巨大，新开发一口油气井初步备用压裂支撑剂(石英砂)需2500吨左右，开发成功产气后还需补充压裂支撑剂，随着压裂技术的进步，作为压裂支撑剂使用的石英砂在近两年来每年至少有近300万吨的缺口，(西南地区)特别是70-140目粒径的压裂支撑用石英砂缺口特别突出。现有压裂支撑剂用石英砂主要采用湿法生产，该方法存在以下技术问题：

一、产能小，只能使用风化型散砂作为原材料，不能满足开发要求。

二、工艺流程复杂，投入高，成本高，投入一条年产5万吨生产线约需人民币5000万元左右，烘干后每吨成品工艺成本需170元人民币。

三、产品单一，无法生产出70～140目粒径的微粒产品，导致油气开采作业中微粒支撑剂缺乏，而这已成为发展的瓶颈。

四、产品质量差，现有工艺需对产品进行水擦洗和烘焙，原料中所含大量水汽外溢使产品产生冰裂，导致破碎率提高。

五，生产过程中有污染物排放，烘焙工序大量消耗能源。

六、湿法烘培方法所需原料主产地为我国北方，从北方运输至西南地区的运输距离超过1000公里。运距过长，增加生产成本，补给不便。

技术实现要素：

根据本申请提供了一种能解决上述技术问题的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机。

本申请提供了一种压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机，包括：相互连通的进料斗和涡动破碎腔，进料斗内设有第一腔体，第一腔体被沿第一腔体周向设置的分料盘分隔为落料仓和破碎腔；

破碎腔内壁上沿破碎腔周向间隔设置多个破石板，破石板垂直分料盘设置于分料盘上，分料盘上中心处设置通孔，物料在破碎腔内破碎后通过通孔进入落料仓后落料进入涡动破碎腔；

涡动破碎腔中设置第二腔体；第二腔体包括：整形腔，整形腔内壁周向间隔设有多个涡轮整形条，涡轮整形条相互间隔留有落料间隙，物料在相邻涡轮整形条间整形后出料。

优选地，包括：转子，转子设置于分料盘中心处的通孔内，并绕第一腔体中心轴转动；在转子中心轴区域设置沿转子纵向贯通转子的落料通道；转子的外壁与分料盘中心处的通孔内壁间隔形成落料区；落料区与落料仓相连通。

优选地，进入进料斗的物料粒径为≤5cm。

优选地，包括：限料环和布料板，第一腔体上部，沿第一腔体周向设置限料环；

第一腔体的底面上沿第一腔体的周向内壁上设置布料板；

布料板中心处留有出料口。

优选地，第二腔体包括：防护腔，防护腔设置于整形腔上方，防护腔内垂直整形腔设置周护板，周护板设置于整形腔的顶面上，并沿防护腔的周向设置。

优选地，涡轮整形条间的周向落料间隙为2～5cm。

优选地，包括：冲击块，涡轮整形条的侧壁上间隔设置多个冲击块。

优选地，冲击块为菱形。

优选地，包括：液压开启器，进料斗与涡动破碎腔为开合连接，液压开启器液压驱动连接于进料斗上。

本申请能产生的有益效果包括：

1)本申请所提供的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机，该机采用涡轮线速运动原理，利用石英砂单晶体自然物理特性，通过高速摩擦，达到微粒整形的效果，能充分利用西南地区储量巨大的天然石英砂岩，通过干法磨碎后整形得到能作为支撑剂使用的石英砂，该设备产能高，投入小，成本低，投入一条年产60万吨规模生产线，需资金1200万元左右，吨工艺成本50元人民币，完全可以满足页岩油气开发的需求。工艺简单，流程顺畅，仅需将原料投入其中仅需研磨即可得到70～140目的石英砂，作为支撑剂使用。

2)本申请所提供的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机，能耗低(180千瓦额定功率机型)，量产能达到160吨/h整个生产过程中无污染物、废弃物产生，节能环保，由于全流程采用干法生产线，后续筛分分离效率高，分级精准合格率高，能有效避免颗粒破裂或产生裂痕。

3)本申请所提供的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机，可用于生产多种粒径产品，粒径范围宽泛，品质好，尤其能实现70-140目微粒径产品大量产出填补产业空白。

4)、本申请所提供的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机，体积小机动灵活，并能就地取材，运距短，补给方便，成本低，生产效益高。

附图说明

图1为本申请提供的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机主视内部结构示意图；

图例说明：

1、进料斗；2、涡动破碎腔；4、主轴皮带轮；5、三角带；6、下锥套；7、电机部；8、涡动腔下保护板；9、涡轮整形条；10、周护板；11、涡动腔上保护板；12、破石板；14、转子；15、限料环；16、分料盘。

具体实施方式

下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。

实施例1

本申请提供的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机包括：相互连通的进料斗1和涡动破碎腔2，进料斗1内设有第一腔体，第一腔体被沿第一腔体周向设置的分料盘16分隔为落料仓和破碎腔；

破碎腔内壁上沿破碎腔周向间隔设置多个破石板12，破石板12垂直分料盘16设置于分料盘16上，分料盘16上中心处设置通孔，物料在破碎腔内破碎后通过通孔进入落料仓后落料进入涡动破碎腔2；

涡动破碎腔2中设置第二腔体；第二腔体包括：整形腔，整形腔内壁周向间隔设有多个涡轮整形条9，涡轮整形条9相互间隔留有落料间隙，物料在相邻涡轮整形条9间整形后出料。

通过连续二级涡轮结构分别进行破碎和整形后，得到70～140目粒径压裂支撑剂用石英砂的出料。处理效率高，破碎效率高，无需各工序间转移，减少环境污染。

实施例2

参见图1，本申请提供的压裂支撑剂用石英砂干法生产微粒整形机，包括：进料斗1，涡动破碎腔2、机架；

进料斗1包括：第一腔体、分料盘16；分料盘16沿第一腔体周向设置于第一腔体内壁上，将第一腔体沿其纵向分隔为落料仓和破碎腔。破碎腔内壁上沿破碎腔周向间隔设置多个破石板12，破石板12垂直分料盘16设置于分料盘16上。分料盘16中心处沿第一腔体纵向中心轴设置通孔。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，转子14设置于第一腔体的通孔内。转子14绕第一腔体中心轴转动。转子14中心轴区域设置沿纵向贯通转子14的落料通道，落料通道与整形腔内部相连通。第一腔体下部为敞口并与整形腔相连通。转子14与分料盘16内通孔周缘间隔，并在通孔内转动连接。转子14与分料盘16之间间隔为落料区。

第一腔体顶部为敞口方便进料。进料后，粒径较大的物料与破碎腔内的破石板12发生撞击，同时撞击后反射的原料颗粒之间在破碎腔内相互碰撞，从而利用破石板12和物料颗粒两种撞击实现对物料的粉碎，降低能耗，提高破碎效率。同时通过两种碰撞后，粉料得到分散，当物料颗粒降低至可出料的范围后，物料颗粒与破石板12碰撞后反射飞行距离缩短，较易落入分料盘16中心的通孔中或经过转子14中心出料孔出料，进入涡动破碎腔2中。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，进入进料斗1的物料粒径为2～4cm。按此尺寸进料，破碎效率最高。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，进料斗1的第一腔体上部，沿第一腔体周向设置限料环15，限料环15沿第一腔体内部垂直第一腔体设置。通过设置限料环15能防止进料量过大造成堵塞，同时能在无进料时，在震动作用下，自动下料。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，进料斗1的第一腔体下部设有落料仓，符合粒径的物料落入落料仓后，第一腔体底面上设有布料板。布料板沿第一腔体内壁周向设置，并在布料板中心留有出料口，粉料在布料板上堆积后，在继续下落的粉料挤压下，实现瀑布式下料，从而使粉料能直接落入涡动破碎腔2周缘上的涡轮整形条9的间隙中进行整形。提高落料准确性和下料效率。

涡动破碎腔2顶部为敞口，内部设有第二腔体。第二腔体包括整形腔和防护腔，整形腔设置于防护腔下方，整形腔内壁周向间隔设有多个涡轮整形条9，涡轮整形条9相互间隔留有落料间隙，以便经过整形后，粉料能下落并出料。第二腔体中心处设置主轴，主轴与涡轮整形条9相连接，通过电机驱动主轴从而带动涡轮整形条9转动从而对物料进行整形至所需粒径。第二腔体下部周缘设有涡动腔下保护板8。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，涡轮整形条9间的周向间隙为2～5cm，按此间隙设置，能提高物料通过率30％，在实现整形的同事防止爆机事故发生。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，防护腔内垂直整形腔设置周护板10，周护板10设置于整形腔的顶面上，并沿防护腔的周向设置。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，周护板10的高度离可根据处理物料时，物料的飞溅高度调整。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，涡轮整形条9相互间隔留有落料间隙的侧壁上设置多个冲击块，使用时，冲击块能与破碎物料发生冲击，并反射物料，通过设置冲击块能保护涡轮整形条9，防止过度磨损，延长设备使用寿命。更优选地，冲击块为菱形。按此结构设置，冲击块的防护效果最优。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，进料斗1与涡动破碎腔2为开合连接，还包括液压开启器，通过液压控制进料斗1开闭，便于对涡动破碎腔2内部进行检修。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，机架包括：主轴皮带轮4、三角带5、下锥套6、电机部7，三角带5分别与主轴皮带轮4、电机部7和主轴传动连接。下锥套6设置于电机部7上。所用电机为iec标准电机，该类型电机具有f5绝缘、ip54/55等级的iec标准电机。主轴与第二腔体连接处设置密封结构，从而省略油封。

基于以上各实施例，在一具体实施例中，第二腔体顶面上设置涡动腔上保护板11，对涡动破碎腔2发挥保护作用。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”、“优选实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本实用新型的范围内。

尽管这里参照本实用新型的多个解释性实施例对本实用新型进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。