压裂石英砂制备系统

737 编辑：中冶有色技术网来源：承德神通新材料科技有限公司

2023-12-08 10:30:19

权利要求书： 1.一种压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述系统包括原砂下料斗、粗选筛分单元、调浆单元、擦洗单元、湿筛分单元、脱水筛分单元、烘干单元、精选筛分单元以及储料单元；

所述原砂下料斗连接有第一加水单元，所述原砂下料斗用于将干原砂与一定量水混合后供给所述粗选筛分单元；

所述粗选筛分单元用于实现对原砂中的大直径杂质进行分离，并将分离的第一砂浆供给所述调浆单元；

所述调浆单元连接有第二加水单元，所述调浆单元用于对所述第一砂浆进行调浆以便获得流动性满足第一传输泵要求的第二砂浆；

所述擦洗单元用于将接收到的所述第一传输泵供给的第二砂浆进行擦洗获得洁净砂浆；

所述湿筛分单元用于将接收到所述擦洗单元供给的洁净砂浆进行湿筛分获得目标粒径的石英砂；

所述脱水筛分单元用于将具有目标粒径的石英砂进行固液分离；

所述烘干单元用于将完成固液分离的石英砂进行烘干；

所述精选筛分单元用于将烘干后的石英砂进行粒度分级并将分级后的石英砂输送至储料单元。

2.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述原砂下料斗为定量下料斗，所述第一加水单元用于以等体积比的方式向所述定量下料斗内加入水。

3.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述粗选筛分单元包括第一直线筛分机，所述第一直线筛分机包括由上至下设置的三层筛网，上层筛网用于分离原砂中大直径杂质，中层筛网用于获得所述第一砂浆，下层筛网用于获得小直径杂质。

4.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述擦洗单元包括多组擦洗脱泥机构以便实现多级擦洗脱泥，所述擦洗脱泥机构包括擦洗机以及高堰式螺旋分级机。

5.根据权利要求4所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，位于最末端的高堰式螺旋分级机连接有第三加水单元以及第二传输泵，第二传输泵用于将所述洁净砂浆传输至缓冲罐，所述缓冲罐用于向所述湿筛分单元供给洁净砂浆。

6.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述湿筛分单元包括第二直线筛分机，所述第二直线筛分机的筛面的上方悬置有均匀分布的多根喷水管。

7.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述脱水筛分单元包括直线振动筛。

8.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述烘干单元包括滚筒烘干机。

9.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述湿筛分单元以及所述脱水筛分单元均连接有废水回收机构，所述废水回收机构与所述第一加水单元相连。

10.根据权利要求1所述的压裂石英砂制备系统，其特征在于，所述储料单元连接有自动称量包装单元。

说明书：一种压裂石英砂制备系统技术领域[0001] 本实用新型涉及石英砂制备设备技术领域，特别是涉及一种适用于天然风积砂生产压裂石英砂制备系统。背景技术[0002] 在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。水力压裂技术指的是在高压情况下，将压裂液泵入油井中，导致井底产生高压，当该压力足以压裂岩层时，地层就会生成裂缝并向前扩展出一定空间。为了使裂缝保持张开，在岩层压裂后需在裂缝中随压裂液填入支撑剂。输送完支撑剂后，降低压裂液粘性并使之回流，这样导流率高的裂缝就产生了。[0003] 目前国内外使用的石油压裂支撑剂一般分为三类：石英砂、陶粒支撑剂和覆膜支撑剂。近年来，油气价格的持续低迷，降本增效已成为页岩气开发的主旋律。北美除钻完井提速增效外，极大减少了陶粒用量，同时增加石英砂在压裂施工中所占比例，甚至不用陶粒，大幅降低了压裂材料的费用，实现了低油气价下的页岩气效益开发。[0004] 天然风积砂是公认的良好的压裂石英砂原砂，由于天然风积砂开采后需要清除所含的杂质，而各种不同的杂质需要使用不同的方法清除。可见，提供一种能够实现天然风积砂连续生产的系统显得尤为重要了。实用新型内容

[0005] 本实用新型提供了一种压裂石英砂制备系统。[0006] 本实用新型提供了如下方案：[0007] 一种压裂石英砂制备系统，包括原砂下料斗、粗选筛分单元、调浆单元、擦洗单元、湿筛分单元、脱水筛分单元、烘干单元、精选筛分单元以及储料单元；[0008] 所述原砂下料斗连接有第一加水单元，所述原砂下料斗用于将干原砂与一定量水混合后供给所述粗选筛分单元；[0009] 所述粗选筛分单元用于实现对原砂中的大直径杂质进行分离，并将分离的第一砂浆供给所述调浆单元；[0010] 所述调浆单元连接有第二加水单元，所述调浆单元用于对所述第一砂浆进行调浆以便获得流动性满足第一传输泵要求的第二砂浆；[0011] 所述擦洗单元用于将接收到的所述第一传输泵供给的第二砂浆进行擦洗获得洁净砂浆；[0012] 所述湿筛分单元用于将接收到所述擦洗单元供给的洁净砂浆进行湿筛分获得目标粒径的石英砂；[0013] 所述脱水筛分单元用于将具有目标粒径的石英砂进行固液分离；[0014] 所述烘干单元用于将完成固液分离的石英砂进行烘干；[0015] 所述精选筛分单元用于将烘干后的石英砂进行粒度分级并将分级后的石英砂输送至储料单元。[0016] 优选地：所述原砂下料斗为定量下料斗，所述第一加水单元用于以等体积比的方式向所述定量下料斗内加入水。[0017] 优选地：所述粗选筛分单元包括第一直线筛分机，所述第一直线筛分机包括由上至下设置的三层筛网，上层筛网用于分离原砂中大直径杂质，中层筛网用于获得所述第一砂浆，下层筛网用于获得小直径杂质。[0018] 优选地：所述擦洗单元包括多组擦洗脱泥机构以便实现多级擦洗脱泥，所述擦洗脱泥机构包括擦洗机以及高堰式螺旋分级机。[0019] 优选地：位于最末端的高堰式螺旋分级机连接有第三加水单元以及第二传输泵，第二传输泵用于将所述洁净砂浆传输至缓冲罐，所述缓冲罐用于向所述湿筛分单元供给洁净砂浆。[0020] 优选地：所述湿筛分单元包括第二直线筛分机，所述第二直线筛分机的筛面的上方悬置有均匀分布的多根喷水管。[0021] 优选地：所述脱水筛分单元包括直线振动筛。[0022] 优选地：所述烘干单元包括滚筒烘干机。[0023] 优选地：所述湿筛分单元以及所述脱水筛分单元均连接有废水回收机构，所述废水回收机构与所述第一加水单元相连。[0024] 优选地：所述储料单元连接有自动称量包装单元。[0025] 根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：[0026] 通过本实用新型，可以实现一种压裂石英砂制备系统，在一种实现方式下，该系统可以包括原砂下料斗、粗选筛分单元、调浆单元、擦洗单元、湿筛分单元、脱水筛分单元、烘干单元、精选筛分单元以及储料单元；所述原砂下料斗连接有第一加水单元，所述原砂下料斗用于将干原砂与一定量水混合后供给所述粗选筛分单元；所述粗选筛分单元用于实现对原砂中的大直径杂质进行分离，并将分离的第一砂浆供给所述调浆单元；所述调浆单元连接有第二加水单元，所述调浆单元用于对所述第一砂浆进行调浆以便获得流动性满足第一传输泵要求的第二砂浆；所述擦洗单元用于将接收到的所述第一传输泵供给的第二砂浆进行擦洗获得洁净砂浆；所述湿筛分单元用于将接收到所述擦洗单元供给的洁净砂浆进行湿筛分获得目标粒径的石英砂；所述脱水筛分单元用于将具有目标粒径的石英砂进行固液分离；所述烘干单元用于将完成固液分离的石英砂进行烘干；所述精选筛分单元用于将烘干后的石英砂进行粒度分级并将分级后的石英砂输送至储料单元。本申请提供的压裂石英砂制备系统，各部件布局合理，可以实现天然风积石英砂除杂及筛选获得精选石英砂的大规模连续生产。整套系统占地面积小，安装维护简单，获得的石英砂纯度高，颗粒均匀度好，值得大面积推广使用。[0027] 当然,实施本实用新型的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。附图说明[0028] 为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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获得其他的附图。[0029] 图1是本实用新型实施例提供的一种压裂石英砂制备系统的结构示意图。[0030] 图中：原砂下料斗1、粗选筛分单元2、调浆单元3、擦洗单元4、擦洗机41、高堰式螺旋分级机42、湿筛分单元5、脱水筛分单元6、烘干单元7、精选筛分单元8、储料单元9、第一加水单元10、第二加水单元11、第一传输泵12、第三加水单元13、第二传输泵14、缓冲罐15、废水回收机构16、自动称量包装单元17。具体实施方式[0031] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。实施例

[0032] 参见图1，为本实用新型实施例提供的一种压裂石英砂制备系统，如图1所示，该系统包括原砂下料斗1、粗选筛分单元2、调浆单元3、擦洗单元4、湿筛分单元5、脱水筛分单元6、烘干单元7、精选筛分单元8以及储料单元9；

[0033] 所述原砂下料斗1连接有第一加水单元10，所述原砂下料斗1用于将干原砂与一定量水混合后供给所述粗选筛分单元2；具体的，所述原砂下料斗1为定量下料斗，所述第一加水单元10用于以等体积比的方式向所述定量下料斗内加入水。[0034] 所述粗选筛分单元2用于实现对原砂中的大直径杂质进行分离，并将分离的第一砂浆供给所述调浆单元3；具体的，所述粗选筛分单元2包括第一直线筛分机，所述第一直线筛分机包括由上至下设置的三层筛网，上层筛网用于分离原砂中大直径杂质，中层筛网用于获得所述第一砂浆，下层筛网用于获得小直径杂质。[0035] 所述调浆单元3连接有第二加水单元11，所述调浆单元3用于对所述第一砂浆进行调浆以便获得流动性满足第一传输泵12要求的第二砂浆；[0036] 所述擦洗单元4用于将接收到的所述第一传输泵12供给的第二砂浆进行擦洗获得洁净砂浆；所述擦洗单元4包括多组擦洗脱泥机构以便实现多级擦洗脱泥，所述擦洗脱泥机构包括擦洗机41以及高堰式螺旋分级机42。进一步的，位于最末端的高堰式螺旋分级机连接有第三加水单元13以及第二传输泵14，第二传输泵14用于将所述洁净砂浆传输至缓冲罐15，所述缓冲罐15用于向所述湿筛分单元5供给洁净砂浆。本申请提供的擦洗单元可以实现多级擦洗，保证可以将石英砂表面的污泥全部去除，同时该多级结构可以实现上下布置的方式，具有占地面积小，工作效率高等优点。

[0037] 所述湿筛分单元5用于将接收到所述擦洗单元4供给的洁净砂浆进行湿筛分获得目标粒径的石英砂；具体的，所述湿筛分单元5包括第二直线筛分机，所述第二直线筛分机的筛面的上方悬置有均匀分布的多根喷水管。[0038] 所述脱水筛分单元6用于将具有目标粒径的石英砂进行固液分离；所述脱水筛分单元包括直线振动筛。[0039] 所述烘干单元7用于将完成固液分离的石英砂进行烘干；所述烘干单元包括滚筒烘干机。[0040] 所述精选筛分单元8用于将烘干后的石英砂进行粒度分级并将分级后的石英砂输送至储料单元9。[0041] 由于第一加水单元10对于水的洁净度没有特殊要求，因此为了实现水的循环利用提高水利用率，本申请实施例可以提供所述湿筛分单元5以及所述脱水筛分单6元均连接有废水回收机构16，所述废水回收机构16与所述第一加水单元10相连。为了实现自动包装，所述储料单元9连接有自动称量包装单元17。[0042] 该系统使用时，处理流程如下：[0043] 工艺技术路线为原砂→粗选→调浆→擦洗→脱泥→湿筛分→脱水筛分→堆场晾水→烘干→筛分→包装→入库的工艺路线：[0044] （1）原砂：原砂在原砂矿通过装载机开采、再通过翻斗车运输至厂区；[0045] （2）粗选：原砂在原砂下料斗下料的同时加入等比例的水，然后再进入直线筛分机进行粗筛分，筛分机分为上中下三层，上层分离原砂中掺杂的树叶、草木、石块等杂物，中层为所需的砂浆，下层为较细的泥浆。[0046] （3）调浆：通过粗筛分后，筛分机中层的砂浆进入调浆斗，同时再加入一定比例的水分进行调浆。[0047] （4）擦洗：调浆后的砂浆通过砂泵输送至擦洗机组进行擦洗，采用一次擦洗，然后进行脱泥处理，再进行7次连续擦洗的1+7组合式擦洗机工艺，充分分离砂粒表面的粘附的粘土、杂质等；[0048] （5）脱泥：脱泥采用高堰式螺旋分级机借助于砂粒和污泥颗粒大小不同，比重不同，因而在液体中的沉降速度不同的原理，污泥颗粒由于沉降速度慢，在上升水流作用下，从分级区顶部经溢流槽排出，砂粒沉降速度大于液流上升速度而沉于槽底，由螺旋推向返砂端排出。[0049] （6）湿筛分：擦洗脱泥完后的砂子再加入一定比例的新水通过砂泵输送至缓冲罐，然后从缓冲罐进入直线湿筛分机组进行一级一级的筛分，每一个直线筛分机的筛面均设有均匀分布的喷水管对筛面上的砂进行冲洗，通过不同级的湿筛分分离出不同的粒径，输送至堆场进行晾水。[0050] （7）脱水筛分：湿砂输送至脱水筛后进行脱水筛分，脱水筛分机为直线振动筛，能够充分使物料摊薄于筛面，使物料能够在筛面上实现充分的脱水，最终减少湿砂的水分含量，脱除的水分通过振动筛下的回流管回流至污水处理系统。[0051] （8）堆场晾水：脱水后的湿砂可以进入堆场进行自然晾水也可以直接进入烘干设备进行烘干。[0052] （9）烘干：堆场晾水后的湿砂采用滚筒烘干机进行烘干，石英砂在滚筒内运动过程分为扬起和撒落两个阶段，在扬起阶段，扬板随滚筒转动带动石英砂做圆周运动，转角增大位置增高时，表层石英砂不断滑落，滑落的石英砂进入了撒落阶段，在撒落阶段，石英砂与气体进行热交换，水分不断散失，直至落入滚筒底部，重新由扬板带动进入下一扬起阶段。出砂温度控制在75-100℃，含水率控制在0.2%以下。

[0053] （10）筛分：烘干后的石英砂通过杂质筛将石英砂中掺杂的杂质筛分出来，然后再通过直线振动筛分机进行粒度分级。[0054] （11）包装：筛分后的石英砂通过提升机提升至储料罐，然后采用自动称量包装机进行称量包装。[0055] （12）节能环保：擦洗过程的污水进行集中回收处理，使污水循环利用；烘干过程采用脱硫、脱硝、除尘设备对烟气、粉尘进行处理。[0056] 总之，本申请提供的压裂石英砂制备系统，各部件布局合理，可以实现天然风积石英砂除杂及筛选获得精选石英砂的大规模连续生产。整套系统占地面积小，安装维护简单，获得的石英砂纯度高，颗粒均匀度好，值得大面积推广使用。[0057] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。[0058] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。