一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及湿法固固分离设备及方法技术领域，具体涉及一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置。常规水力分级机分级效果较差，分级产品中粗细混杂严重，粒度集中率低。本实用新型专利技术所述分选装置包括供料系统、前处理系统、一次分选系统、二次分选系统，前处理系统用于对砂浆进行脱水、浓缩、去杂、擦选、提升操作，一次分选系统用于粗产品分选，二次分选系统用于细产品分选；所述一次、二次分选系统设有两套并行的分级机。本实用新型专利技术通过一套生产线一次性快速筛分不同规格的硅砂，大幅提高了硅砂水力分级的筛分效率；圆弧形滤水网还能够最大化地增大接触面积、分布更多的滤水孔，可以构建更加稳定的流动相。

【技术实现步骤摘要】
一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置
本技术涉及湿法固固分离设备及方法
，具体涉及一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置。
技术介绍
近年来，硅砂（石英砂）在玻璃、铸造及其他工业部门具有广泛的用途，但在应用之前，一般需对其进行分级或脱泥处理。石英砂是重要的工业矿物原料，广泛应用于玻璃、铸造、冶金、化工、磨料等工业领域。石英砂的生产大多是通过对石英岩矿的粉碎加工，经过分级处理而获得，当然在自然砂资源丰富的地区可以直接采掘砂源。石英砂的生产工艺有湿法生产和干法生产两种。作为玻璃原料的石英砂，主要是以湿法工艺生产方式为主。湿法工艺生产有以下优点：生产率高；便于物料分级和输送；防止生产过程粉尘的飞扬和造成环境的污染及对人体的危害。在石英砂生产规模不断扩大和产量大幅度提高的情形下，对质量的要求更加严格，而其生产过程的粒径分级是一项关键工序。采用什么样的分级方法，配置何种类型的分级机械，对石英砂生产装置的投资费用、产品质量、运行成本等都将会有重大影响。因此深入研究石英砂生产中的分级机械设备对提高产品的质量，降低生产成本都具有十分重要的现实意义。如玻璃用硅砂需要除掉+0.8毫米粗粒和-0.l毫术细粒级；而铸造用砂，在出售给用户之前，则需在选矿厂分选出45/75目、55/100目、75/150目及100/200目等多种规格，并且每个牌号硅砂要求粒度集中率（精度）在75~80%以上。因此，硅砂分级效果的好坏，直接影响产品质量。当前，国内硅砂分级方法主要有两种：一是采用筛（平摇筛、高方筛、圆桶筛、振动筛等）分级，另一是采用水力分级（包括脱泥）。筛分分选粒度在0.1~1毫米（尤其是更细）的硅砂时，筛网易堵，分级效率不高，且筛网磨损严重。国内有不少硅砂选厂采用水力分级，主要使用脱泥斗或由脱泥斗改进的带上升水流的圆锥（或圆柱）水力分级机，脱泥或分级。这种水力分级设备本身无运动部件，不会磨损，在一定程度上能满足各工业部门（尤其是玻璃工业）对硅砂粒度的要求；但对于粒度要求严格的部门（如精密铸造），有时则难以保证质量，螺旋分级机和水力旋流器仅个别硅砂选矿厂采用。螺旋分级溢流粒度不易控制，且转动部件易磨损；水力旋流器对水压和给料等操作条件较敏感。我国铸造砂生产企业多数采用一系列圆锥水力分级机（包括下部圆锥较小、上部有一定高度柱体的圆柱水力分级机），通过水洗塔对天然硅砂进行连续脱泥一分级作业。虽然这种分级机结构简单，制造价格低廉，操作比较方便，但用于较粗颗粒（0.3~1毫米）分级时，由于其结构本身的限制，分级效果较差，分级产品中粗细混杂严重，粒度集中率低，容易出现不合格产品。在国外，硅砂分级也主要采用筛分和水力分级。天然砂脱泥一般以旋流器为主，原砂中含杂质很少时，选矿主要作业是分级。为了改进分级效果，提高分级效率，国外许多公司都注重研究开发高效分级设备，如弧型筛、喷射式分级机、虹吸分级机及各种上升水流分级机等。其中分级效果较好的有自动干涉沉降分级机、Rheax型分级机等。Rheax分级法，由于分级精确，在澳、芬、瑞典、奥、德、日等国被广泛采用。硅砂应用广泛，在不同的应用场合，对砂子的粒度（目数、粒径）要求也不尽相同，对每个牌号硅砂的粒度集中率要求也各不相同，特别是在规模化大批量生产过程中，对数量的需求可能会大于对精度的要求。因此，如何实现采用一套设备（生产线）分选多种规格、多种粒径精度的生产要求，是本专利技术主要解决的技术问题。当然，并不必然要求上述设备同时满足规格、精度两种需求，如果通过工艺方法的设计、改进，实现上述要求也是可能的。水力分级法分离砂子过程，首先把水分选装置中的砂子分为3大类，分别是漂浮层、悬浮层和沉底层，他们占据了分选容器中的上、中、下三层。在实际生产中，水力分级是在受阻沉降槽中进行的，因水力分级的特性，要达到分级精度和生产率要求，各粒径间必须具有较高的分散度，具有一定设备的断面尺寸作保证。从理论分析，在水流流速一定的条件下，循环水量与设备直径的平方成正比，设备处理能力越大，分级精度越高，所需设备的断面尺寸就越大，与此相对应的循环水量和动力消耗也就越大。为此受阻沉降槽的结构设计时尽量减小直径尺寸，而用增加设备高度尺寸的办法来解决各粒径间的分散度和生产率问题，通常受阻沉降槽高度尺寸都在3m以上。由于受阻沉降槽这样的结构特点，使得在同样的分级处理能力的情况下与筛选分级相比设备投资费大，厂房基建费用高。水力分级的优点是：水力分级是通过水流的浮力作用达到不同粒径间的颗粒分离，与筛选法比较，设备内无筛网，不需更换筛网，降低了设备的维修费用，减小了工人的劳动强度和生产的辅助时间，同时保证了生产的连续性和稳定性。缺点是：水力分级是依据水流特性，达到不同粒径间的颗粒分离，因此颗粒的密度、形状及沉降条件对沉降速度均有影响，加上设备的截面尺寸在设计上受到动力消耗等因素的限制，因而，分级时粒群混杂现象较严重，存在动力消耗大，分离精度低和单位积处理能力低等问题。另外水力分级操作控制较为严格，控制过程容易出现波动。当生产过程中各控制因素一但发生变化，容易导致分级的失败。因此，由上述描述可知，分选装置内水与砂之间所构成的分散系的状态对分级效果影响明显，即均一、稳定的分散系在一定程度上可以输出粒径单一（指一定目数范围）的砂子，分选产品的精度（某规格砂子中指定粒径砂子的占比）也较高。但目前所知的分选装置中，单体分级机（指单个分选装置的桶体）中砂浆给进管与给水管无配合关系，使得给进的砂浆不断破坏桶体内已建立并维持的分散系平衡，影响分级效果。石油压裂砂是属于压裂支撑剂的一种产品，具有很高的压裂强度，主要用于油田井下支撑，以增加石油天然气的产量。压裂支撑剂利用优质铝矾土等多种原材料，用陶瓷烧结而成，是天然石英砂、玻璃球、金属球等中低强度支撑剂的替代品，对增产石油天然气有良好效果。石油天然气深井开采时，高闭合压力低渗透性矿床经压裂处理后，使含油气岩层裂开，油气从裂缝形成的通道中汇集而出。用陶粒支撑材料随同高压溶液进入地层充填在岩层裂隙中，起到支撑裂隙不因应力释放而闭合的作用，从而保持高导流能力，使油气畅通，增加产量。实践证明，使用陶粒支撑剂压裂的油井可提高产量30－50%，还能延长油气井服务年限。压裂支撑剂可广泛用于深井，高压油气层的压裂改造。压裂支撑剂产品分类：1、按抗破碎度分别为：52MPa（7500psi）、69MPa（10000psi）和86MPa（12500psi）、102MPa（15000psi）四大系列；2、按体积密度分为：低密度、中密度、高密度；3、按规格分别为：12-20目、16-20目、16-30目、20-40目、30-50目、40-60目、40-70目、70-100目等。为满足国内外油气井的需求，用户可根据油井的深度，选用不同强度和不同规格的产品。当然，上述产品分类是以标准压裂支撑剂为准进行划分的，采用天然硅砂作为压裂支撑剂时，其分类的规格、抗破碎强度等指标也不尽相同。中国北方硅砂资源丰富，可大量用于水力分级作业，其中采砂装置一般为采砂船、采砂泵等，如中国专利CN10649本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置，其特征在于：/n所述分选装置包括供料系统、前处理系统、一次分选系统、二次分选系统，供料系统用于从砂浆来源地向分选装置持续供应砂浆原料，前处理系统用于对供料系统供应的砂浆原料进行包括但不限于脱水、浓缩、去杂、擦选、提升操作，一次分选系统用于对经过前处理系统处理的砂浆进行粗产品分选，二次分选系统用于对经过一次分选系统分选后的砂浆进行细产品分选；/n所述供料系统包括采砂船，该采砂船设有输送管道，该输送管道连接所述前处理系统，采砂船采集的砂浆通过输送管道供给前处理系统；/n所述前处理系统包括第一旋流器、第一杂质筛、零号分级机、第一擦洗机、第一提升机、第二旋流器、第二杂质筛；/n第一旋流器用于对砂浆脱水、浓缩；/n第一杂质筛用于去除砂浆中除水、砂、泥以外的杂质；/n零号分级机用于对砂浆浓缩、脱水、去泥；/n第一擦洗机用于擦洗砂浆；/n第一提升机用于将砂浆提升至高处；/n第二旋流器用于对砂浆脱水、浓缩；/n第二杂质筛用于去除砂浆中除水、砂以外的杂质；/n所述一次分选系统包括一次分级机，该一次分级机设有四个，分别是一分机、二分机、三分机、四分机；/n所述一次分选系统包括一分成品池，该一分成品池设有两个，分别是第一成品池、第二成品池；/n所述一次分级机呈圆桶状，且设有给砂管、进水管、溢流槽、排出口；进水管设在一次分级机底部，用于向一次分级机供应水；给砂管设在一次分级机的上方或侧部，用于向一次分级机供应砂浆；溢流槽设在一次分级机的桶壁上沿外侧，用于接收由一次分级机上沿溢流出的物料；排出口设在一次分级机的底部；/n所述一分机的排出口与二分机的给砂管相连，一分机的溢流槽与三分机的给砂管相连；/n所述二分机的排出口与第一成品池相连，二分机的溢流槽与第二成品池相连；/n所述三分机的排出口与四分机的给砂管相连，三分机的溢流槽通过管道接入二次分选系统；/n所述四分机的排出口与第二成品池相连，四分机的溢流槽通过管道接入二次分选系统；/n所述二次分选系统包括二次分级机，该二次分级机设有两个，分别是五分机、六分机；/n所述二次分选系统包括二分成品池，该二分成品池设有两个，分别是第三成品池、第四成品池；/n所述二次分级机采用与一次分级机相同的结构；/n所述三分机和四分机的溢流槽通过管道合流与五分机的给砂管相连；/n所述五分机的排出口与六分机的给砂管相连，五分机的溢流槽通过向外伸出的管道排空；/n所述六分机的排出口与第三成品池相连，六分机的溢流槽与第四成品池相连。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置，其特征在于：
所述分选装置包括供料系统、前处理系统、一次分选系统、二次分选系统，供料系统用于从砂浆来源地向分选装置持续供应砂浆原料，前处理系统用于对供料系统供应的砂浆原料进行包括但不限于脱水、浓缩、去杂、擦选、提升操作，一次分选系统用于对经过前处理系统处理的砂浆进行粗产品分选，二次分选系统用于对经过一次分选系统分选后的砂浆进行细产品分选；
所述供料系统包括采砂船，该采砂船设有输送管道，该输送管道连接所述前处理系统，采砂船采集的砂浆通过输送管道供给前处理系统；
所述前处理系统包括第一旋流器、第一杂质筛、零号分级机、第一擦洗机、第一提升机、第二旋流器、第二杂质筛；
第一旋流器用于对砂浆脱水、浓缩；
第一杂质筛用于去除砂浆中除水、砂、泥以外的杂质；
零号分级机用于对砂浆浓缩、脱水、去泥；
第一擦洗机用于擦洗砂浆；
第一提升机用于将砂浆提升至高处；
第二旋流器用于对砂浆脱水、浓缩；
第二杂质筛用于去除砂浆中除水、砂以外的杂质；
所述一次分选系统包括一次分级机，该一次分级机设有四个，分别是一分机、二分机、三分机、四分机；
所述一次分选系统包括一分成品池，该一分成品池设有两个，分别是第一成品池、第二成品池；
所述一次分级机呈圆桶状，且设有给砂管、进水管、溢流槽、排出口；进水管设在一次分级机底部，用于向一次分级机供应水；给砂管设在一次分级机的上方或侧部，用于向一次分级机供应砂浆；溢流槽设在一次分级机的桶壁上沿外侧，用于接收由一次分级机上沿溢流出的物料；排出口设在一次分级机的底部；
所述一分机的排出口与二分机的给砂管相连，一分机的溢流槽与三分机的给砂管相连；
所述二分机的排出口与第一成品池相连，二分机的溢流槽与第二成品池相连；
所述三分机的排出口与四分机的给砂管相连，三分机的溢流槽通过管道接入二次分选系统；
所述四分机的排出口与第二成品池相连，四分机的溢流槽通过管道接入二次分选系统；
所述二次分选系统包括二次分级机，该二次分级机设有两个，分别是五分机、六分机；
所述二次分选系统包括二分成品池，该二分成品池设有两个，分别是第三成品池、第四成品池；
所述二次分级机采用与一次分级机相同的结构；
所述三分机和四分机的溢流槽通过管道合流与五分机的给砂管相连；
所述五分机的排出口与六分机的给砂管相连，五分机的溢流槽通过向外伸出的管道排空；
所述六分机的排出口与第三成品池相连，六分机的溢流槽与第四成品池相连。


2.根据权利要求1所述的一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置，其特征在于：
所述采砂船、第一旋流器、第一杂质筛、零号分级机、第一擦洗机、第一提升机、第二旋流器、第二杂质筛、一分机依次连接；
所述采砂船与第一旋流器之间设有水泵，该水泵用于由采砂船向第一旋流器泵送砂浆。


3.根据权利要求2所述的一种用于湿法分选石油压裂砂的分选装置，其特征在于：
所述第一旋流器、第一杂质筛、零号分级机、第一擦洗机之间通过重力由上向下输送砂浆；
所述第二杂质筛与一分机的给砂管相连接；
所述第二旋流器、第二杂质筛、一分机、二分机、三分机、四分机之间通过重力由上向下输送砂浆；
所述三分机和四人机与五分机之间、五分机与六分机之间通过重力由上向下输送砂浆；
所述一次分级机和二次分级机的进水管均分别与外部水源相连接。


4.根据权利要求1或2或3所述的一种用于湿法分选石油压...

【专利技术属性】
技术研发人员：李继余，刘建华，王海会，
申请(专利权)人：中建材通辽矽砂工业有限公司，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15