一种携砂装置的制作方法

本发明涉及矿井开采，具体为一种携砂装置。

背景技术：

1、油气开采是指通过钻探井孔进入地下油气藏，然后利用工程技术手段将地下的石油和天然气开采到地表的过程。在油气开采过程中，压裂技术是一种常用的增产措施，尤其适用于非常规油气藏如页岩气、致密油等。压裂技术通过在油气藏的地层中创造裂缝，从而允许油气更有效地流动到井筒中。这一技术能够有效地提高油气井的产量，是现代油气开采中不可或缺的一部分。

2、压裂剂在这一过程中扮演着关键角色。它主要由液体和支撑剂（如砂）组成。液体通常被称为压裂液，它不仅起到携带支撑剂的作用，还能够降低地层中的流动阻力，提高压裂效率。支撑剂则是用来保持裂缝开启状态的物质，它们在裂缝中形成通道，减少流体流动阻力，从而确保油气能够顺畅地流入井筒。

3、随着对环境保护意识的增强，传统的水基压裂液由于其对水资源的大量需求和可能的环境影响，逐渐受到限制。因此，无水压裂或干式压裂技术应运而生。在这种技术中，液态二氧化碳（co2）代替了传统的水基压裂液。液态co2的使用可以显著减少对水资源的使用，并且由于其在地层中的扩散性和可回收性，对环境的影响也相对较小。

4、然而，液态co2与砂的混合输送是一个技术挑战。在实际应用中，输送装置往往不能够根据co2和砂的混合情况进行适应性调节，co2和砂的占比变化会直接影响压裂效果，因此混合比例和有效的输送技术对于油气开采的成功至关重要。

5、针对上述问题，急需在原有携砂装置的基础上进行创新设计。

技术实现思路

1、本发明技术方案针对现有技术解决方案过于单一的技术问题，提供了一种携砂装置显著不同于现有技术的解决方案，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种携砂装置，包括输送动力机构，所述输送动力机构端部连接有用于输送液态二氧化碳的双层管，且双层管上连接有若干连接管，并且每个连接管均连接有一个用于存储砂的供料罐体，每个所述连接管上均安装有一个电磁阀，且每个连接管内与双层管连通区域均连接有一个用于均量下砂的分流盘，每个所述供料罐体底部与双层管之间均设有一个辅助投砂结构，且每个供料罐体底部与辅助投砂结构之间均设有一组自动切罐结构，所述双层管内安装有控温结构，且双层管上安装有用于触发辅助投砂结构和自动切罐结构的触发结构。

3、优选的，所述供料罐体包括驱动电机和绞龙杆，每个所述供料罐体内均设有一个绞龙杆，且每个绞龙杆上端均连接安装于供料罐体顶部的驱动电机。

4、优选的，所述辅助投砂结构包括支流管、齿块挡板、限位杆、全齿轮、连接轴、扇叶盘和液流管，所述双层管与每个供料罐体底部之间连接有一个支流管，且每个支流管内均密封卡合滑动连接有一个齿块挡板，每个齿块挡板的一端滑动连接支流管，另一端贯穿限位杆，限位杆与支流管连接平行于齿块挡板设置，每个所述齿块挡板啮合连接有一全齿轮，全齿轮上设有连接轴，连接轴端部转动连接于液流管内壁，每个所述连接轴上在位于液流管的区域内安装有扇叶盘，液流管两端均连通触发结构。

5、优选的，所述支流管与供料罐体的连通区域位于自动切罐结构下侧。

6、优选的，所述自动切罐结构包括导流块、凹槽、斜块、压力弹簧、连接齿杆、行程开关组件、齿轮辊、支架、触发齿板、触发活塞板和复位弹簧，所述供料罐体内连接有导流块，且每个导流块一侧均开设有一凹槽，并且每个凹槽内均滑动连接有一斜块，每个所述斜块与凹槽之间均连接有一压力弹簧，且每个斜块端部均连接有一连接齿杆，每个所述连接齿杆端部均贯穿供料罐体外壁，且连接齿杆端部一侧与供料罐体之间安装有行程开关组件，并且连接齿杆端部另一侧啮合连接有一齿轮辊，所述齿轮辊两端连接有安装于供料罐体底部外壁的支架，每个所述齿轮辊上另一侧均啮合连接有一触发齿板，且触发齿板另一端贴合连接于触发活塞板，所述触发活塞板一端设置于支流管内，且支流管外壁与触发活塞板之间连接有复位弹簧。

7、优选的，所述斜块位于供料罐体内远离双层管的一侧设置为倾斜面，每个所述供料罐体上的行程开关组件均电性连接本供料罐体和下一顺位供料罐体上的驱动电机与电磁阀，所述连接齿杆和触发齿板在齿轮辊上错位啮合，所述触发齿板下端设置为圆球状，且触发活塞板与触发齿板圆球端部接触区域设为倾斜状。

8、优选的，所述控温结构包括导热管、换热箱机构、水泵，所述换热箱机构输出端安装有水泵，且水泵上连接有导热管，并且导热管依次缠绕连接于双层管内管和外管之间再次缠绕连接输送动力机构后连接于换热箱机构的输入端。

9、优选的，所述触发结构包括密封筒、活塞凸块、水箱和活塞压杆，所述双层管远离输送动力机构的一端中，内管和外管之间连接有密封筒，且密封筒内滑动连接有活塞凸块，并且活塞凸块一端位于双层管内，所述活塞凸块另一端位于水箱内连接有活塞压杆，所述活塞压杆上端贯穿水箱顶部连接有一用于承载配重块的盒体，所述液流管的两端分别连通水箱上下两侧，且液流管内填充有与水箱内相同的液体。

10、优选的，所述活塞凸块位于双层管内管区域端部靠近供料罐体一侧设置为倾斜状。

11、与现有技术相比，本发明的有益效果是：该携砂装置，双层管的设计起到输送同时隔温的效果，通过绞龙杆输送配合重力，在电磁阀打开后，将供料罐体内的砂输送至双层管；另外配合分流盘的设置，随着分流盘的旋转，使得供料罐体内的砂进入到双层管内的过程是均匀且稳定的，可以避免某一时间段供料罐体输送到双层管内的砂过多或过少，影响砂和二氧化碳的混合比例。

12、由于液态二氧化碳的温度通常较低，长时间在管道内流动可能导致管道内壁形成干冰，从而引起管道堵塞，影响正常的输送流程。为了解决这一问题，控温结构通过热传导的方式，将热量传递给导热管，适量吸收双层管内管的低温，防止干冰的形成。经过热量交换的液体随后流入输送动力机构，对其进行降温，然后回流至换热箱机构中，形成一个循环往复的热管理过程。

13、此外，为了精确控制双层管内液态二氧化碳与砂的混合比例，本发明设计了一套包括辅助投砂结构、自动切罐结构和触发结构在内的智能系统。当在连接管供料情况下，双层管内的混合液中的含砂量较低时，其密度不足以在流动经过活塞凸块时产生足够的推动力。如图7所示，这种情况下，混合液无法有效推动活塞凸块上移，在配重块重力影响下，活塞压杆下压，使水箱内液体进入液流管，带动扇叶盘正转，使全齿轮正转同时转动带动啮合连接的齿块挡板在支流管内向外移动打开，使供料罐体内一定流量的砂通过支流管进入到双层管内，类似双通道辅助供砂，从而提升双层管内混合液的密度。反之，随着支流管的辅助供砂，当双层管内混合液密度较大，大于混合比例时，如图6，则会顶动活塞凸块使活塞压杆下端上移，产生抽吸力，使液流管内的液体回流到水箱内，带动扇叶盘反转，使齿块挡板向支流管内移动，减少流量或闭合支流管。

14、通过这一自适应调节机制，能够持续监测混合液的密度，并自动调节，直至达到指定的密度标准，另外可通过更改配重块的重量，来控制混合液足以触发推动活塞凸块移动的密度，从而达到控制混合液的混合密度比例，实现对混合液密度的精细调整。