【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油装备，具体为一种适用于大规模co2纯干法压裂矿场的密闭混砂车。
技术介绍
1、ccus技术中的地质利用与封存是减碳量最大的技术，而地质利用与封存技术中目前经济效益、减碳前景可观的是co2驱油与压裂技术。其中co2压裂技术储层改造能力强，研究表明可有效降低岩石破裂压力20%-40%，增大裂缝面粗糙程度15%，形成复杂缝网，改造体积为水力压裂的2.6倍以上。对储层无污染，特别是对水敏性强的储层；滞留地层的co2可通过降低原油粘度助力原油开采；还可埋存部分co2，可节约淡水资源，对于缺水地区意义重大。对我国页岩油气、致密油气等非常规油气资源开采意义重大。
2、co2压裂技术源于以美国、加拿大等为代表的北美地区，在对地质和工艺研究的基础上，已经从早期的co2增能伴注压裂和co2泡沫压裂发展到co2干法加砂压裂技术，已形成了系列相关专利技术及装备。但目前该技术在国内受装备瓶颈的制约，未能大规模推广应用。
3、目前国内对二氧化碳密闭混砂设备的研究相对较少，满足矿场应用的设备更少。目前国内用于矿场应用的该种设备整体具有总加砂量小、加砂速度慢、不能实现连续加砂作业等缺点，单体设备受罐体容积影响，只能向矿场间断性提供小量的支撑剂，可用于co2纯干法压裂的小型试验作业，不能满足大规模压裂作业的需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种适用于大规模co2纯干法压裂矿场的密闭混砂车，以解决
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术
3、优选的，所述上装整体装置包括三个压力容器，压力容器直立工作状态时由底部设置的上装固定架支撑。
4、优选的，所述压力容器顶部分别设有压力传感器、温度传感器用于压力容器内部温度压力的监测；该压力容器还在顶部设有安全阀、排气阀用于排出内部产生的气体和保证安全。
5、优选的，所述压力容器顶部设有气态co2入口用于内部充压以保证压力容器内不产生干冰、底部设有液态co2入口用于冷却压力容器内的支撑剂。
6、优选的，所述输砂绞龙上设有输砂马达与油泵管路相连提高排砂动力。
7、优选的，所述电机可用液压马达代替。
8、本专利技术的工作原理和工作过程为：
9、如图1所示，当本专利技术一种适用于大规模co2纯干法压裂矿场的密闭混砂车处于运移状态时，通过调整起升液缸使上装整体装置水平落在底盘车上，将独立上砂装置固定在底盘车尾部的固定架上，进行整车运移。
10、如图2和图3所示，当整车完成运移到达指定作业地点，卸下独立上砂装置，调整起升液缸，将上装整体装置顶起，通过翻转装置，使上装整体装置垂直落座在支撑液缸上，调整支撑液缸的长度，使整个上装装置稳定在地基上。进一步的，通过下部进砂口与独立绞龙相连将卸下的独立上砂装置安装在管链输送机上，然后由作业人员启动动力，进入工作状态。
11、工作状态时，作业人员向独立上砂装置的独立砂斗加支撑剂，通过电机或液压马达驱动独立绞龙将支撑剂输送至管链输送机下部进砂口，油泵驱动上砂马达带动管链输送机将支撑剂输送至管链输送机上部排砂口，通过集散管汇和进砂阀进入某一压力容器，通过时间和输送速度控制加砂量，完成后，转向另一压力容器进行加砂。
12、进一步的，已加砂完成的压力容器，打开气态co2入口，向压力容器内充气加压至一定压力。打开液态co2入口，向压力容器内充液态co2，冷却内部支撑剂，打开排气阀，将产生的气体及时排除，根据压力传感器和温度传感器反馈的信号，自动调整进液量，直至达到目标温度后，完成冷却。然后关闭排气阀，充入气态co2使压力容器到一定压力。
13、进一步的，完成加砂的压力容器进入冷却阶段，另一压力容器进入加砂阶段。完成冷却的压力容器进入排砂阶段。
14、打开排砂阀，通过油泵驱动输砂马达带动输砂绞龙，将冷却后的支撑剂输送至立管，进入三通与吸入管汇的吸入口进入的液态co2压裂液进行混合，通过静态混合器进行进一步的混合，从排出管汇的排出口排出至压裂车，进行压裂作业，同时，可根据压裂工艺设计通过油泵驱动液添马达带动液添泵，向吸入管汇或排出管汇中加入液体添加剂，提高压裂液的性能，具体加入量由密度流量计进行测量反馈，三个压力容器交替进行加砂阶段、冷却阶段、排砂阶段，可保证连续的混合压裂液进入压裂车。
15、本专利技术的有益效果为：
16、（1）本专利技术利用中转仓思路、小体积冷却迅速思路、反馈联动协同作业思路设计，使三个压力容器在智能化控制下通过各阀门相互切换进行交替工作，实现连续加砂作业的效果，突破了传统不可连续加砂的技术瓶颈，对co2纯干法压裂的核心装备开发具有推动作用，对co2纯干法压裂大规模矿场应用意义重大。
17、（2）本专利技术为车载式装备，一方面底盘车为整装运移带来了极大的便利，灵活性高；另一方面，底盘车通过全功率取力器为上装整体装置等提供动力，降低了动力成本。
18、（3）本专利技术利用液添系统增大液添二氧化碳粘度，提高了其携砂能力，又利用静态混合器使支撑剂和压裂液混合较为均匀，装备整体混砂效果明显，为矿场应用提供了稳定的携砂液供应。
19、（4）本专利技术结构紧凑，单体设备可实现连续加砂作业，在同等规模压裂作业下，相对于常规设备，极大地降低了压裂现场的密闭混砂设备的数量，减小井场设备布置压力，有效降低装备购置成本及现场压裂成本，经济效益突出。
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1.一种适用于大规模CO2纯干法压裂矿场的密闭混砂车，其特征在于：包括带有全功率取力器的底盘车（1），所述底盘车（1）前端的全功率取力器与传动轴（2）相连，传动轴（2）与分动箱（3）相连，分动箱（3）与油泵相连，所述油泵通过管线与对应马达相连并为运动机构提供动力；所述底盘车（1）两侧设有液添马达（6）与液添泵（8）相连，液添泵（8）通过管线与密度流量计（7）相连用于向压裂液中加入一定比例的液体添加剂；所述底盘车（1）上部设有上装整体装置（4），上装整体装置（4）通过起升液缸（5）与底盘车（1）相连，底盘车（1）尾部设有固定架（11）用于运移时固定后方的独立上砂装置（12）；同时底盘车（1）尾部还设有支撑液缸（10）用于工作状态时支撑所述上装整体装置（4）；上装整体装置（4）包括与油泵管线相连的上砂马达（13），上砂马达（13）与管链输送机（14）相连，管链输送机（14）设有上部排砂口（15）和底部进砂口（28），底部进砂口（28）与独立上砂装置（12）的独立绞龙（29）相连接，独立绞龙（29）与独立砂斗（30）相连，同时独立绞龙（29）与电机（31）相连获取动力；
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3.根据权利要求1或2所述的一种适用于大规模CO2纯干法压裂矿场的密闭混砂车，其特征在于：所述压力容器（21）顶部分别设有压力传感器（18）、温度传感器（32）用于压力容器（21）内部温度压力的监测；该压力容器（21）还在顶部设有安全阀（19）、排气阀（39）用于排出内部产生的气体和保证安全。
4.根据权利要求3所述的一种适用于大规模CO2纯干法压裂矿场的密闭混砂车，其特征在于：所述压力容器（21）顶部设有气态CO2入口（20）用于内部充压以保证压力容器（21）内不产生干冰、底部设有液态CO2入口（22）用于冷却压力容器（21）内的支撑剂。
5.根据权利要求4所述的一种适用于大规模CO2纯干法压裂矿场的密闭混砂车，其特征在于：所述输砂绞龙（33）上设有输砂马达（34）与油泵管路相连提高排砂动力。
6.根据权利要求5所述的一种适用于大规模CO2纯干法压裂矿场的密闭混砂车，其特征在于：所述电机（31）可用液压马达代替。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于大规模co2纯干法压裂矿场的密闭混砂车，其特征在于：包括带有全功率取力器的底盘车（1），所述底盘车（1）前端的全功率取力器与传动轴（2）相连，传动轴（2）与分动箱（3）相连，分动箱（3）与油泵相连，所述油泵通过管线与对应马达相连并为运动机构提供动力；所述底盘车（1）两侧设有液添马达（6）与液添泵（8）相连，液添泵（8）通过管线与密度流量计（7）相连用于向压裂液中加入一定比例的液体添加剂；所述底盘车（1）上部设有上装整体装置（4），上装整体装置（4）通过起升液缸（5）与底盘车（1）相连，底盘车（1）尾部设有固定架（11）用于运移时固定后方的独立上砂装置（12）；同时底盘车（1）尾部还设有支撑液缸（10）用于工作状态时支撑所述上装整体装置（4）；上装整体装置（4）包括与油泵管线相连的上砂马达（13），上砂马达（13）与管链输送机（14）相连，管链输送机（14）设有上部排砂口（15）和底部进砂口（28），底部进砂口（28）与独立上砂装置（12）的独立绞龙（29）相连接，独立绞龙（29）与独立砂斗（30）相连，同时独立绞龙（29）与电机（31）相连获取动力；
2.根据权利要求1所述的一种适用于大规模c...
【专利技术属性】
技术研发人员：林树军，魏双会，李胜忠，张天临，孔令雄，张龙洋，路海龙，白尚懿，杨龙飞，王小琴，
申请(专利权)人：兰州兰石石油装备工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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