一种石英砂风选设备及其使用方法与流程

1.本发明涉及石英砂风选技术领域，具体而言，涉及一种石英砂风选设备及其使用方法。


背景技术：

2.近几十年来，随着石油工业的发展和科学技术的进步，世界各产油国已成功地将水力压裂技术和酸化技术新工艺用于陆上油气田采油生产中，使之成为陆上低渗透油气田增产的一项重要措施。针对我国陆上油气田中低渗透型所占比例较大的特点，自二十世纪七十年代起，我国即已相继推广应用了水力压裂和酸化采油技术，并在实践中逐步得到完善和提高，为老油田的增产和低渗透新油田的开发起着愈来愈大的作用。
3.在水力压裂技术工艺中，支撑剂的选择至关重要。目前各油气田使用的支撑剂主要有(沙漠矿资源)天然石英砂，人造陶粒、树脂包层砂等无机矿物材料。其功能在于充填压裂产生的水力裂缝，使之不再重新闭合，且形成一个具有高导流能力的流动通道。在储层特征与裂缝几何尺寸相同的条件下，压裂井的增产效果及其生产动态取决于裂缝的导流能力，而裂缝导流能力的大小则与支撑剂的性能息息相关。自从出现水力压裂技术以来，(沙漠矿资源)天然石英砂是首选而又得到广泛使用的支撑剂，至今它在国内外油气田生产中的用量仍居首位。
4.石英砂是石英石经破碎加工而成的石英颗粒。石英石是一种非金属矿物质，是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物。石英砂的颜色为乳白色、或无色半透明状，莫氏硬度7。石英砂是重要的工业矿物原料，非化学危险品，广泛用于玻璃、铸造、陶瓷及防火材料、冶炼硅铁、冶金熔剂、冶金、建筑、化工、塑料、橡胶、磨料，滤料等工业。
5.(沙漠矿资源)天然石英砂是首选而又得到广泛使用的支撑剂其原因在于：
6.(1)天然石英砂是一种分布广、硬度大、化学性能稳定的非金属矿物；
7.(2)天然石英砂适应性强，它可用于低闭合压力的各类储层，且圆球度较好的石英砂破碎后呈小块状，仍可保持一定的导流能力；
8.(3)100目(粒径154μm)的细砂可做为压裂液的固体防滤添加剂，它在裂缝延伸过程中可以充填那些与主裂缝沟通的天然裂缝，以降低压裂液的滤失并起到一定增产作用；
9.(4)天然石英砂相对密度较低(2.65左右)，流动性良好，便于施工泵送。
10.天然石英砂最大的优点还在于货源广、价格低，这更是至今仍被国内外油气田大量使用的主要原因之一。天然石英砂的原砂采集后，需要去除原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质。目前国内石英砂加工行业，采用传统加工工艺，通过水洗、烘干、筛选等复杂的工艺流程，费时、费人工、污染环境，极大的浪费了水资源和矿产资源。


技术实现要素：

11.本发明的目的在于提供一种石英砂风选设备，原砂通过多级旋转、摩擦、分离处理，去除了原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力；而且能够去除大量原砂内含
有的水分，使最后得到的石英砂产品更干燥；处理过程不使用水，节约了水资源。
12.本发明的另一目的在于提供一种石英砂风选设备的使用方法，采用该方法，便于去除原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力和水资源。
13.本发明的实施例是这样实现的：
14.第一方面，本技术实施例提供一种石英砂风选设备，包括多个依次间隔设置的风选组件，任一上述风选组件包括旋风除尘器、鼓风机、进料斗、输料管和第一送料机构；上述旋风除尘器设有进料口、排料口和排尘口；上述输料管的一端与上述鼓风机连通，上述输料管的另一端与上述进料口连通；上述进料斗与上述输料管连通；上述第一送料机构的出料端位于上述进料斗上方；任意相邻两个上述风选组件之间设有第二送料机构，任一上述第二送料机构的进料端位于前一个上述风选组件的排料口下方，任一上述第二送料机构的出料端位于后一个上述风选组件的第一送料机构进料端的上方。
15.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括排尘管，任一上述排尘口均与上述排尘管连通。
16.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括除尘器，上述排尘管与上述除尘器连通，上述除尘器设有引风机。
17.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述还包括振动筛，上述振动筛位于最后一个上述风选组件的排料口下方。
18.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述旋风除尘器的内侧壁设有耐磨层。
19.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述旋风除尘器设有用于密封上述排料口的阀门。
20.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述第一送料机构为斗式提升机，上述第一送料机构包括安装架、传动链条、齿轮、驱动电机和送料斗；上述齿轮的数量为两个并分别转动设于上述安装架；上述传动链条分别绕设于两个上述齿轮；上述送料斗的数量为多个并均匀间隔固定于上述传动链条；上述驱动电机固定于上述安装架并与上述齿轮传动连接。
21.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述安装架设有导料管，上述导料管设于上述第一送料机构的出料端。
22.进一步的，在本发明的一些实施例中，上述第二送料机构为传送带。
23.第二方面，本技术实施例提供一种石英砂风选设备的使用方法，包括上述的石英砂风选设备，还包括以下步骤；原砂放入第一级风选组件的第一送料机构的进料端，第一送料机构将原砂输送到进料斗并进入输料管中；鼓风机将输料管中的原砂高速吹入旋风除尘器中，原砂中的废料、粉尘等杂质从排尘口排出，经过第一级风选后的原砂从排料口排出并掉落在第二送料机构的进料端；第二送料机构将第一级风选后的原砂输送到第二级风选组件；最终原砂经过多个风选组件风选后，得到的石英砂产品从最后一级风选组件的排料口排出。
24.相对于现有技术，本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：
25.本发明实施例提供一种石英砂风选设备，包括多个依次间隔设置的风选组件，任一上述风选组件包括旋风除尘器、鼓风机、进料斗、输料管和第一送料机构；上述旋风除尘器设有进料口、排料口和排尘口；上述输料管的一端与上述鼓风机连通，上述输料管的另一
端与上述进料口连通；上述进料斗与上述输料管连通；上述第一送料机构的出料端位于上述进料斗上方；任意相邻两个上述风选组件之间设有第二送料机构，任一上述第二送料机构的进料端位于前一个上述风选组件的排料口下方，任一上述第二送料机构的出料端位于后一个上述风选组件的第一送料机构进料端的上方。
26.实际使用时，原砂放入第一级风选组件的第一送料机构的进料端，第一送料机构将原砂输送到进料斗并进入输料管中；鼓风机将输料管中的原砂高速吹入旋风除尘器中，原砂在旋风除尘器中高速旋转并相互摩擦、分离，重颗粒沉降并从旋风除尘器的排料口排出掉落在第二送料机构的进料端；比重轻的废料、粉尘等杂质从旋风除尘器的排尘口排出。
27.如此原砂经过第一级风选后，第二送料机构将第一级风选后的原砂输送到第二级风选组件，原理同上，经过第二级风选并送入下一级风选，最终原砂经过多个风选组件风选后，得到的石英砂产品从最后一级风选组件的排料口排出。
28.如此去除了原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力；而且风选时由于风力的吹动，便于水分的蒸发，能够去除大量原砂内含有的水分，使最后得到的石英砂产品更干燥；处理过程不使用水，节约了水资源。而且原砂在旋风除尘器内摩擦过程中，能够把不够硬度的砂粒破碎成粉尘，提高产品的质量。
29.本发明实施例还提供一种石英砂风选设备的使用方法，包括上述的石英砂风选设备，还包括以下步骤；原砂放入第一级风选组件的第一送料机构的进料端，第一送料机构将原砂输送到进料斗并进入输料管中；鼓风机将输料管中的原砂高速吹入旋风除尘器中，原砂中的废料、粉尘等杂质从排尘口排出，经过第一级风选后的原砂从排料口排出并掉落在第二送料机构的进料端；第二送料机构将第一级风选后的原砂输送到第二级风选组件；最终原砂经过多个风选组件风选后，得到的石英砂产品从最后一级风选组件的排料口排出。采用该方法，便于去除原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力和水资源。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
31.图1为本发明实施例提供的风选设备的俯视图；
32.图2为本发明实施例提供的第一送料机构的正视图；
33.图3为本发明实施例提供的传动链条和送料斗的正视图；
34.图4为本发明实施例提供的旋风除尘器的结构示意图；
35.图5为本发明实施例提供的旋风除尘器的俯视图；
36.图6为本发明实施例提供的第一送料机构、第二送料机构和旋风除尘器的正视图。
37.图标：1
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旋风除尘器；2
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鼓风机；3
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进料斗；4
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输料管；5
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进料口；6
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排料口；7
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排尘口；8
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第二送料机构；9
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排尘管；10
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除尘器；11
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引风机；12
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振动筛；13
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阀门；14
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安装架；15
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传动链条；16
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齿轮；17
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送料斗；18
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导料管；19
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第一送料机构。
具体实施方式
38.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
41.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.此外，若出现“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或者竖直，而是可以稍微的倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对于“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
43.在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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在本发明中的具体含义。
44.实施例
45.请参照图1
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图6，本实施例提供一种石英砂风选设备，包括多个依次间隔设置的风选组件，任一上述风选组件包括旋风除尘器1、鼓风机2、进料斗3、输料管4和第一送料机构19；上述旋风除尘器1设有进料口5、排料口6和排尘口7；上述输料管4的一端与上述鼓风机2连通，上述输料管4的另一端与上述进料口5连通；上述进料斗3与上述输料管4连通；上述第一送料机构19的出料端位于上述进料斗3上方；任意相邻两个上述风选组件之间设有第二送料机构8，任一上述第二送料机构8的进料端位于前一个上述风选组件的排料口6下方，任一上述第二送料机构8的出料端位于后一个上述风选组件的第一送料机构19进料端的上方。
46.实际使用时，原砂放入第一级风选组件的第一送料机构19的进料端，第一送料机构19将原砂输送到进料斗3并进入输料管4中；鼓风机2将输料管4中的原砂高速吹入旋风除尘器1中，原砂在旋风除尘器1中高速旋转并相互摩擦、分离，重颗粒沉降并从旋风除尘器1的排料口6排出掉落在第二送料机构8的进料端；比重轻的废料、粉尘等杂质从旋风除尘器1的排尘口7排出。
47.如此原砂经过第一级风选后，第二送料机构8将第一级风选后的原砂输送到第二级风选组件，原理同上，经过第二级风选并送入下一级风选，最终原砂经过多个风选组件风选后，得到的石英砂产品从最后一级风选组件的排料口6排出。
48.如此去除了原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力；而且风选时由于风力的吹动，便于水分的蒸发，能够去除大量原砂内含有的水分，使最后得到的石英砂产品更干燥；处理过程不使用水，节约了水资源。而且原砂在旋风除尘器1内摩擦过程中，能够把不够硬度的砂粒破碎成粉尘，提高产品的质量。
49.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括排尘管9，任一上述排尘口7均与上述排尘管9连通。
50.本发明通过设置排尘管9，如此比重轻的废料、粉尘等杂质从旋风除尘器1的排尘口7排出进入排尘管9，便于对其进行收集和处理。
51.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括除尘器10，上述排尘管9与上述除尘器10连通，上述除尘器10设有引风机11。
52.本发明通过设置除尘器10，如此引风机11的叶轮转动产生负压，进而将排尘管9内的杂质抽取到除尘器10中进行处理，经过除尘器10处理后的杂质达到环保要求进行排放。可选地，本实施例的除尘器10采用工业除尘器10，比如布袋除尘器、静电除尘器、脉冲滤筒除尘器等。
53.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述还包括振动筛12，上述振动筛12位于最后一个上述风选组件的排料口6下方。
54.本发明通过设置振动筛12，如此经过多级风选后得到的石英砂产品可以通过振动筛12进行进一步筛分。可选地，本实施例的振动筛12可采用滚筒筛、直线振动筛等。
55.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述旋风除尘器1的内侧壁设有耐磨层。由于原砂在旋风除尘器1内高速旋转的过程中会对旋风除尘器1内侧壁进行摩擦，容易造成旋风除尘器1的损耗。本发明通过旋风除尘器1的内侧壁设有耐磨层，如此降低了原砂对旋风除尘器1的损耗，提高旋风除尘器1的使用寿命。可选地，本实施例的耐磨层可采用聚氨酯材料制成。
56.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述旋风除尘器1设有用于密封上述排料口6的阀门13。本发明通过设置阀门13，便于通过阀门13控制排料口6的打开或关闭。可选地，本实施例的阀门13采用闭风卸料阀。
57.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述第一送料机构19为斗式提升机，上述第一送料机构19包括安装架14、传动链条15、齿轮16、驱动电机和送料斗17；上述齿轮16的数量为两个并分别转动设于上述安装架14；上述传动链条15分别绕设于两个上述齿轮16；上述送料斗17的数量为多个并均匀间隔固定于上述传动链条15；上述驱动电机固定于上述安装架14并与上述齿轮16传动连接。
58.送料时，原砂倒入第一送料机构19的进料端的送料斗17上，驱动电机驱动齿轮16转动，进而带动传动链条15移动，如此传动链条15带动送料斗17移动将原砂提升到出料端，此时原砂从送料斗17中倒出并进入进料斗3中，便于输送。
59.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述安装架14设有导料管18，上述导料管18设于上述第一送料机构19的出料端。
60.本发明通过设置导料管18，如此移动到第一送料机构19出料端的送料斗17中的原砂从送料斗17中倒出并进入导料管18中，然后原砂从导料管18中进入进料斗3中，如此便于原砂的输送。
61.如图1
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图6所示，在本发明的一些实施例中，上述第二送料机构8为传送带。
62.本发明通过设置第二送料机构8为传送带，如此风选后的原砂从排料口6中调出并落在传送带上，如此便于通过传送带将原砂输送到下一级的第一送料机构19。
63.本实施例还提供一种石英砂风选设备的使用方法，包括上述的石英砂风选设备，还包括以下步骤；原砂放入第一级风选组件的第一送料机构19的进料端，第一送料机构19将原砂输送到进料斗3并进入输料管4中；鼓风机2将输料管4中的原砂高速吹入旋风除尘器1中，原砂中的废料、粉尘等杂质从排尘口7排出，经过第一级风选后的原砂从排料口6排出并掉落在第二送料机构8的进料端；第二送料机构8将第一级风选后的原砂输送到第二级风选组件；最终原砂经过多个风选组件风选后，得到的石英砂产品从最后一级风选组件的排料口6排出。采用该方法，便于去除原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力和水资源。
64.综上，本发明的实施例提供一种石英砂风选设备，包括多个依次间隔设置的风选组件，任一上述风选组件包括旋风除尘器1、鼓风机2、进料斗3、输料管4和第一送料机构19；上述旋风除尘器1设有进料口5、排料口6和排尘口7；上述输料管4的一端与上述鼓风机2连通，上述输料管4的另一端与上述进料口5连通；上述进料斗3与上述输料管4连通；上述第一送料机构19的出料端位于上述进料斗3上方；任意相邻两个上述风选组件之间设有第二送料机构8，任一上述第二送料机构8的进料端位于前一个上述风选组件的排料口6下方，任一上述第二送料机构8的出料端位于后一个上述风选组件的第一送料机构19进料端的上方。
65.实际使用时，原砂放入第一级风选组件的第一送料机构19的进料端，第一送料机构19将原砂输送到进料斗3并进入输料管4中；鼓风机2将输料管4中的原砂高速吹入旋风除尘器1中，原砂在旋风除尘器1中高速旋转并相互摩擦、分离，重颗粒沉降并从旋风除尘器1的排料口6排出掉落在第二送料机构8的进料端；比重轻的废料、粉尘等杂质从旋风除尘器1的排尘口7排出。
66.如此原砂经过第一级风选后，第二送料机构8将第一级风选后的原砂输送到第二级风选组件，原理同上，经过第二级风选并送入下一级风选，最终原砂经过多个风选组件风选后，得到的石英砂产品从最后一级风选组件的排料口6排出。
67.如此去除了原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力；而且风选时由于风力的吹动，便于水分的蒸发，能够去除大量原砂内含有的水分，使最后得到的石英砂产品更干燥；处理过程不使用水，节约了水资源。而且原砂在旋风除尘器1内摩擦过程中，能够把不够硬度的砂粒破碎成粉尘，提高产品的质量。
68.本实施例还提供一种石英砂风选设备的使用方法，包括上述的石英砂风选设备，还包括以下步骤；原砂放入第一级风选组件的第一送料机构19的进料端，第一送料机构19将原砂输送到进料斗3并进入输料管4中；鼓风机2将输料管4中的原砂高速吹入旋风除尘器1中，原砂中的废料、粉尘等杂质从排尘口7排出，经过第一级风选后的原砂从排料口6排出并掉落在第二送料机构8的进料端；第二送料机构8将第一级风选后的原砂输送到第二级风选组件；最终原砂经过多个风选组件风选后，得到的石英砂产品从最后一级风选组件的排
料口6排出。采用该方法，便于去除原砂内夹杂的大量废料、粉尘等杂质，节省了人力和水资源。
69.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。