一种分布式供液混砂橇的制作方法

1.本发明涉及混砂橇领域，尤其涉及一种分布式供液混砂橇。


背景技术：

2.混砂车（橇）是页岩气压裂施工中的重要组成设备，其功能是将外部提供的液体以自吸的方式吸入到混合罐内，并与支撑剂及多种不同种类的添加剂按照施工要求进行比例混合，然后以一定压力输出到与其连接的压裂车。随着压裂工艺的发展，非常规油气资源的开发对混砂车的排量要求逐步提高，混砂车（橇）的吸入和排出性能成为其工作能力的关键指标。
3.混砂车在工作过程中要求吸入泵能实现自动控制以保持供给混合罐的液体流量恒定，同时吸入泵最大流量要大于排出泵最大流量，以弥补管路损失和排出流量的突变。现有混砂车利用离心泵自吸原理，由于离心泵前端压力低，液体流速慢，加上管路摩阻，遇到大排量施工或者水罐距离混砂车较远时，经常发生供水不足的情况，造成自动液位控制失效，严重情况引起后端压裂泵“吸空”，最终导致压裂施工作业中断。
4.为满足吸入系统大流量施工的要求，现有措施一般是增加吸入管汇数目，以提高液体过流能力，但存在以下缺点:1、水罐和混砂车距离远时，供液能力差；2、管线连接多，工作量大；3、液体流速低，流量调节速度慢，造成液位控制上下波动。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种分布式供液混砂橇。
6.本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种分布式供液混砂橇，包括水罐、管汇、电动供液装置、连接管汇a、连接管汇b、砂罐、电动混砂橇和连接管汇c；所述水罐通过管汇与电动供液装置一端连接；所述电动供液装置另一端分别通过连接管汇a与压裂泵连接，通过连接管汇b与电动混砂橇连接；所述电动混砂橇一端通过砂斗与砂罐连接，电动混砂橇另一端通过连接管汇c与压裂泵连接。
7.所述电动供液装置包括电控箱、变频电机、离心泵、吸入阀门、吸入管汇a、排出管汇a、压力传感器和流量计；电控箱驱动和控制变频电机运行；电控箱、变频电机和离心泵依次顺序连接；所述吸入管汇a和排出管汇a分别接入离心泵；所述吸入管汇a上安装有多个吸入阀门；所述排出管汇a上安装有压力传感器和流量计，电控箱分别与压力传感器和流量
计连接。
8.所述电动混砂橇包括自主控制系统、上料机构、搅拌机构和排出机构；自主控制系统分别与上料机构、搅拌机构和排出机构相连接；上料机构和排出机构分别与搅拌机构相连接。
9.所述搅拌机构包括电动调节阀、搅拌罐、搅拌电机和干添绞龙；电动调节阀安装在搅拌罐底部，搅拌电机和干添绞龙分别安装在搅拌罐顶端。
10.所述上料机构包括多个吸入接口、吸入管汇b和液添泵；吸入管汇b与搅拌罐相连接；多个吸入接口与液添泵分别安装在吸入管汇b上。
11.所述上料机构还包括砂斗、绞龙、减速箱和绞龙电机；砂斗安装在绞龙底端；绞龙倾斜放置，并且绞龙上端出口与搅拌罐相连接；减速箱和绞龙电机从下至上顺序依次安装在绞龙顶端，并与绞龙相连接。
12.所述排出机构包括排出泵、排出电机和排出管汇b；排出管汇b与搅拌罐相连接；排出泵与排出电机分别与排出管汇b相连接。
13.所述自动控制系统安装在混砂车控制车厢内，自主控制系统通过连接电缆分别与电动调节阀、绞龙电机、搅拌电机和排出电机连接。
14.本发明的有益效果：1、本发明通过分布式设计，减小吸入泵和水罐距离，解决了自吸混砂车远距离供液上水能力差，容易造成施工中断的问题；2、提高供液流速，缩短液位调节时间，搅拌罐不容易发生“吸空”和“溢罐”现象；3、供液装置采用“双泵”设计,可同时向混砂和压裂泵供液，可为用户节约一台供液装置；4、分布式模块化结构，在水罐距离混砂较远或者井场面积受限情况下，混砂可以实现远距离布置，方便现场灵活布置。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
16.图1是本发明的设备原理框图；图2是本发明的电动供液装置正视图；图3是本发明的电动混砂橇正视图。
17.附图中：1-水罐，2-管汇，3-电动供液装置，4-连接管汇a，5-连接管汇b，6-砂罐，7-电动混砂橇，8-连接管汇c，9-电控箱，10-变频电机，11-离心泵，12-吸入阀门，13-吸入管汇a,14-排出管汇a，15-压力传感器，16-流量计，17-吸入接口，18-吸入管汇b，19-排出泵，20-电动调节阀，21-搅拌罐，22-砂斗，23-绞龙，24-减速箱，25-绞龙电机，26-搅拌电机，27-干
添绞龙，28-排出电机，29-排出管汇b，30-液添泵。
具体实施方式
18.应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
20.混砂车在工作过程中要求吸入泵能实现自动控制以保持供给混合罐的液体流量恒定，同时吸入泵最大流量要大于排出泵最大流量，以弥补管路损失和排出流量的突变。
21.现有混砂车利用离心泵自吸原理，由于离心泵前端压力低，液体流速慢，加上管路摩阻，遇到大排量施工或者水罐距离混砂车较远时，经常发生供水不足的情况，造成自动液位控制失效，严重情况引起后端压裂泵“吸空”，最终导致压裂施工作业中断。
22.本实施例中，如图1所示，一种分布式供液混砂橇，包括水罐1、管汇2、电动供液装置3、连接管汇a4、连接管汇b5、砂罐6、电动混砂橇7和连接管汇c8；所述水罐1通过管汇2与电动供液装置3一端连接；所述电动供液装置3另一端分别通过连接管汇a4与压裂泵连接，通过连接管汇b5与电动混砂橇7连接；所述电动混砂橇7一端通过砂斗与砂罐6连接，电动混砂橇7另一端通过连接管汇c8与压裂泵连接。
23.电动混砂橇7将支撑剂和清水按照施工工艺比例混合以后通过连接管汇c8向压裂泵提供压裂液。
24.所述电动供液装置3包括电控箱9、变频电机10、离心泵11、吸入阀门12、吸入管汇a13、排出管汇a14、压力传感器15和流量计16；电控箱9驱动和控制变频电机10运行；电控箱9、变频电机10和离心泵11依次顺序连接；所述吸入管汇a13和排出管汇a14分别接入离心泵11；所述吸入管汇a13上安装有多个吸入阀门12；所述排出管汇a14上安装有压力传感器15和流量计16，电控箱9分别与压力传感器15和流量计16连接。
25.压裂液通过吸入阀门12经吸入管汇a13连接离心泵11加压后通过排出管汇a14后向混砂车供液。
26.压力传感器15和流量计16安装于排出管汇a14上，分别用于测量供液压力和供液排量。
27.所述电动混砂橇7包括自主控制系统、上料机构、搅拌机构和排出机构；自主控制系统分别与上料机构、搅拌机构和排出机构相连接；上料机构和排出机构分别与搅拌机构相连接。
28.所述搅拌机构包括电动调节阀20、搅拌罐21、搅拌电机26和干添绞龙27；电动调节阀20安装在搅拌罐21底部，搅拌电机26和干添绞龙27分别安装在搅拌罐21顶端。
29.所述上料机构包括多个吸入接口17、吸入管汇b18和液添泵30；吸入管汇b18与搅拌罐21相连接；多个吸入接口17与液添泵30分别安装在吸入管汇b18上。
30.所述上料机构还包括砂斗22、绞龙23、减速箱24和绞龙电机25；砂斗22安装在绞龙23底端；绞龙23倾斜放置，并且绞龙23上端出口与搅拌罐21相连接；减速箱24和绞龙电机25从下至上顺序依次安装在绞龙23顶端，并与绞龙23相连接。
31.所述排出机构包括排出泵19、排出电机28和排出管汇b29；排出管汇b29与搅拌罐21相连接；排出泵19与排出电机28分别与排出管汇b29相连接。
32.所述自动控制系统安装在混砂车控制车厢内，自主控制系统通过连接电缆分别与电动调节阀20、绞龙电机25、搅拌电机26和排出电机28连接。
33.吸入接口17连接供液装置，经过吸入管汇b18和电动调节阀20连接到搅拌罐21。
34.绞龙电机25经过减速箱24驱动绞龙23，将砂斗22中的支撑剂输送到搅拌罐21中。
35.搅拌电机26驱动搅拌器将清水和支撑剂按照比例进行混合。
36.排出电机28驱动排出泵19将搅拌罐21中的携砂液通过排出管汇b29向压裂泵提供压裂液。
37.干添电机驱动干添绞龙27向搅拌罐中按照比例添加干粉药剂，液添电机驱动液添泵30向搅拌罐21中按照比例添加液体化学药剂。
38.所述自动控制系统可以实现供液、支撑剂、化学药剂的自动控制。
39.本实施例通过分布式设计，减小吸入泵和水罐距离，解决了自吸混砂车远距离供液上水能力差，容易造成施工中断的问题；提高供液流速，缩短液位调节时间，搅拌罐不容易发生“吸空”和“溢罐”现象；供液装置采用“双泵”设计，可同时向混砂和压裂泵供液，可为用户节约一台供液装置；分布式模块化结构，在水罐距离混砂较远或者井场面积受限情况下，混砂可以实现远距离布置，方便现场灵活布置。
40.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。