一种煤矿井下水力压裂混砂装置及其使用方法

1.本发明属于煤矿井下压裂领域，涉及一种煤矿井下水力压裂混砂装置及其使用方法。


背景技术：

2.随着煤矿井下瓦斯抽采的区域化，以及煤矿井下定向长钻孔分段水力压裂技术的迅速发展，煤矿井下水力压裂增渗范围和效果有了明显的提升。经过前人的研究证明，煤矿井下加砂压裂也会取得更好效果，即使是在松软煤层压裂时，砂粒虽然无法支撑煤层裂隙，但是与煤镶嵌后砂粒之间会形成瓦斯流动通道从而能提高增渗效果。相比于石油行业，煤矿井下仍然较少使用加砂压裂，其中最主要的原因是现有石油行业的混砂设备体积庞大，无法直接应用到煤矿井下，采用磨料罐加砂的方式加砂量太少且无法连续加砂，因此亟需一种适应于煤矿井下的小体积可连续的泵前端加砂装置。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿井下水力压裂混砂装置及其使用方法，应用到煤矿井下，采用快速吸液混砂排砂的方式进行连续加砂。
4.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿井下水力压裂混砂装置，包括底座，以及设置在底座上的混砂罐，混砂罐上分别设置有混砂罐进液口与混砂罐出液口，混砂罐进液口通过管道连接供水管路，混砂罐出液口通过管道连通水力压裂泵组；混砂罐内设置有混砂罐轴承，设置在混砂罐轴承上的混砂罐搅拌叶片底座，以及设置在混砂罐搅拌叶片底座上用于搅拌的若干混砂罐搅拌叶片，混砂罐顶部设置有砂斗与砂斗放砂调节板。
5.可选的，混砂罐上还安装有混砂罐减速箱与混砂罐电机。
6.可选的，与混砂罐进液口连通的管路上分别设置有主进液口、主进液口闸阀与进液离心泵，进液离心泵出口连接有进液流量测量短管，该进液流量测量短管上设置有进液流量传感器。
7.可选的，进液离心泵在底座还分别连接有进液离心泵减速箱、防护罩与进液离心泵电机。
8.可选的，主进液口闸阀所在管路通过进液离心泵入口连通进液离心泵，该管路上在主进液口闸阀的另一端还设置有备用进液口闸阀。
9.可选的，混砂罐出液口连接的管路上还分别设置有出液流量测量短管与出液口闸阀，出液流量测量短管上安装有出液流量传感器，出液口闸阀后端的管道端头为出液口。
10.可选的，混砂罐进液口设置在靠近混砂罐的底部，混砂罐出液口设置在混砂罐的中部位置。
11.一种煤矿井下水力压裂混砂装置的使用方法，适用于如上述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，包括以下步骤：
12.步骤1：分别为混砂罐电机、进液离心泵电机连接煤矿井下电源；
13.步骤2：关闭主进液口闸阀、备用进液口闸阀与出液口闸阀，；
14.步骤3：将砂斗放砂调节板调节至关闭位置，在砂斗中放入准备好的砂；
15.步骤4：将主进液口连接供水管路，出液口连接水力压裂泵组；
16.步骤5：打开主进液口闸阀和出液口闸阀，先启动混砂罐电机，然后启动进液离心泵电机；
17.步骤6：调节砂斗放砂调节板开始放砂，根据砂比需要调节拉出的长度，此时混砂罐工作，内部混砂，完成后经出液口进入水力压裂泵组。
18.可选的，混砂罐工作，罐搅拌叶片底座带动混砂罐搅拌叶片绕顺时针旋转。
19.可选的，整套设备应放置在平整处，备用进液口闸阀一般处于常闭状态，主进液口进液量不足时才使用备用进液口闸阀；砂斗放砂调节板通过往里推为关闭或者减少进砂量，往外拉为打开或者增加进砂量。
20.本发明的有益效果在于：本发明一种煤矿井下水力压裂混砂装置及其使用方法，通过设置的混砂罐，采用快速吸液混砂排砂的方式，操作简单，且体积小。
21.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
22.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
23.图1为本发明一种煤矿井下水力压裂混砂装置的第1视角图；
24.图2为本发明一种煤矿井下水力压裂混砂装置的第2视角图；
25.图3为本发明一种煤矿井下水力压裂混砂装置的第3视角图；
26.图4为本发明一种煤矿井下水力压裂混砂装置的混砂罐内部示意图。
27.附图标记：1主进液口，2主进液口闸阀，3砂斗放砂调节板，4砂斗，5备用进液口闸阀，6进液流量测量短管，7进液流量传感器，8混砂罐减速箱，9混砂罐电机，10出液流量传感器，11出液口闸阀，12出液流量测量短管，13混砂罐出液口，14混砂罐，15出液口，16进液离心泵出口，17进液离心泵，18进液离心泵减速箱，19防护罩，20进液离心泵电机，21混砂罐进液口，22进液离心泵入口，23底座，24混砂罐搅拌叶片底座，25混砂罐搅拌叶片，26混砂罐轴承。
具体实施方式
28.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相
互组合。
29.其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
30.本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
31.请参阅图1～图4，为一种煤矿井下水力压裂混砂装置，包括底座23，以及设置在底座23上的混砂罐14，混砂罐14上分别设置有混砂罐进液口21与混砂罐出液口13，混砂罐进液口21通过管道连接供水管路，混砂罐出液口13通过管道连通水力压裂泵组；混砂罐14内设置有混砂罐轴承26，设置在混砂罐轴承26上的混砂罐搅拌叶片底座24，以及设置在混砂罐搅拌叶片底座24上用于搅拌的若干混砂罐搅拌叶片25，混砂罐14顶部设置有砂斗4与砂斗放砂调节板3，混砂罐14上还安装有混砂罐减速箱8与混砂罐电机9，与混砂罐进液口21连通的管路上分别设置有主进液口1、主进液口闸阀2与进液离心泵17，进液离心泵出口16连接有进液流量测量短管6，该进液流量测量短管6上设置有进液流量传感器7，进液离心泵17在底座23还分别连接有进液离心泵减速箱18、防护罩19与进液离心泵电机20，主进液口闸阀2所在管路通过进液离心泵入口22连通进液离心泵17，该管路上在主进液口闸阀2的另一端还设置有备用进液口闸阀5，混砂罐出液口13连接的管路上还分别设置有出液流量测量短管12与出液口闸阀11，出液流量测量短管12上安装有出液流量传感器10，出液口闸阀11后端的管道端头为出液口15，混砂罐进液口21设置在靠近混砂罐14的底部，混砂罐出液口13设置在混砂罐14的中部位置。
32.一种煤矿井下水力压裂混砂装置的使用方法，适用于如上述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，包括以下步骤：
33.步骤1：分别为混砂罐电机9、进液离心泵电机20连接煤矿井下电源；
34.步骤2：关闭主进液口闸阀2、备用进液口闸阀5与出液口闸阀11，；
35.步骤3：将砂斗放砂调节板3调节至关闭位置(往里推为关闭，往外拉为打开)，在砂斗4中放入准备好的砂；
36.步骤4：将主进液口1连接供水管路，出液口15连接水力压裂泵组；
37.步骤5：打开主进液口闸阀2和出液口闸阀11，先启动混砂罐电机9，然后启动进液离心泵电机20；
38.步骤6：调节砂斗放砂调节板3开始放砂，根据砂比需要调节拉出的长度，此时混砂罐14工作，内部混砂，完成后经出液口15进入水力压裂泵组。
39.在本实施例中，混砂罐14工作，罐搅拌叶片底座带动混砂罐搅拌叶片25绕顺时针旋转。
40.在本实施例中，整套设备应放置在平整处，备用进液口闸阀5一般处于常闭状态，
主进液口1进液量不足时才使用备用进液口闸阀5。
41.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于：包括底座，以及设置在底座上的混砂罐，混砂罐上分别设置有混砂罐进液口与混砂罐出液口，混砂罐进液口通过管道连接供水管路，混砂罐出液口通过管道连通水力压裂泵组；混砂罐内设置有混砂罐轴承，设置在混砂罐轴承上的混砂罐搅拌叶片底座，以及设置在混砂罐搅拌叶片底座上用于搅拌的若干混砂罐搅拌叶片，混砂罐顶部设置有砂斗与砂斗放砂调节板。2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于：混砂罐上还安装有混砂罐减速箱与混砂罐电机。3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于：与混砂罐进液口连通的管路上分别设置有主进液口、主进液口闸阀与进液离心泵，进液离心泵出口连接有进液流量测量短管，该进液流量测量短管上设置有进液流量传感器。4.根据权利要求3所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于：进液离心泵在底座还分别连接有进液离心泵减速箱、防护罩与进液离心泵电机。5.根据权利要求3所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于：主进液口闸阀所在管路通过进液离心泵入口连通进液离心泵，该管路上在主进液口闸阀的另一端还设置有备用进液口闸阀。6.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于：混砂罐出液口连接的管路上还分别设置有出液流量测量短管与出液口闸阀，出液流量测量短管上安装有出液流量传感器，出液口闸阀后端的管道端头为出液口。7.根据权利要求1所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于：混砂罐进液口设置在靠近混砂罐的底部，混砂罐出液口设置在混砂罐的中部位置。8.一种煤矿井下水力压裂混砂装置的使用方法，适用于如权利要求1～7任一所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：分别为混砂罐电机、进液离心泵电机连接煤矿井下电源；步骤2：关闭主进液口闸阀、备用进液口闸阀与出液口闸阀，；步骤3：将砂斗放砂调节板调节至关闭位置，在砂斗中放入准备好的砂；步骤4：将主进液口连接供水管路，出液口连接水力压裂泵组；步骤5：打开主进液口闸阀和出液口闸阀，先启动混砂罐电机，然后启动进液离心泵电机；步骤6：调节砂斗放砂调节板开始放砂，根据砂比需要调节拉出的长度，此时混砂罐工作，内部混砂，完成后经出液口进入水力压裂泵组。9.根据权利要求8所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置的使用方法，其特征在于：混砂罐工作，罐搅拌叶片底座带动混砂罐搅拌叶片绕顺时针旋转。10.根据权利要求8所述的一种煤矿井下水力压裂混砂装置的使用方法，其特征在于：整套设备应放置在平整处，备用进液口闸阀一般处于常闭状态，主进液口进液量不足时才使用备用进液口闸阀；砂斗放砂调节板通过往里推为关闭或者减少进砂量，往外拉为打开或者增加进砂量。

技术总结
本发明属于煤矿井下压裂领域，涉及一种煤矿井下水力压裂混砂装置及其使用方法，包括底座，以及设置在底座上的混砂罐，混砂罐上分别设置有混砂罐进液口与混砂罐出液口，混砂罐进液口通过管道连接供水管路，混砂罐出液口通过管道连通水力压裂泵组；混砂罐内设置有混砂罐轴承，设置在混砂罐轴承上的混砂罐搅拌叶片底座，以及设置在混砂罐搅拌叶片底座上用于搅拌的若干混砂罐搅拌叶片，混砂罐顶部设置有砂斗与砂斗放砂调节板。本发明通过设置的混砂罐，采用快速吸液混砂排砂的方式，操作简单，且体积小。积小。积小。


技术研发人员：李良伟 武文宾 张兆一 李全贵 孙海涛 孙朋 潘雪松 姚壮壮 李日富 张玉明 宁二强 秦逢缘 陶涛 樊增瑞 马正恒 晁建伟 马彦阳
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2023.04.10
技术公布日：2023/7/22