本发明专利技术提供一种压力平衡的混合装置，涉及压裂设备的配套装置，包括筒体，筒体内设有搅拌装置，筒体包括外筒体和内筒体，外筒体和内筒体的侧壁之间设有进液腔体，外筒体设有进液管，进液管与进液腔体连通，在内筒体的内壁设有多个射流管，射流管与进液腔体连通，在筒体的底部设有出液管，出液管与内筒体的底部连通，还设有至少一个压力流量补偿阀，压力流量补偿阀的进口与进液腔体连通，压力流量补偿阀的出口位于内筒体内。通过采用搅拌和射流的方式，确保固液混合均匀，在内筒体设置了压力流量补偿阀，当低流量时，压力流量补偿阀关闭，从而确保射流流量足够，避免因射流管的流量不足导致混合不均匀或压力偏低使出液管沉砂。导致混合不均匀或压力偏低使出液管沉砂。导致混合不均匀或压力偏低使出液管沉砂。
【技术实现步骤摘要】
压力平衡的混合装置
[0001]本专利技术涉及地下压裂设备配套装备领域，特别是一种压力平衡的混合装置。
技术介绍
[0002]在油气井压裂施工作业过程中，混砂设备的主要作用是实现支撑剂与压裂液的混合与输送，经过多年的发展，已经形成6
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20m3/min系列化产品。混砂设备性能不仅受离心泵影响，还取决于混合装置的性能，主要包括混合装置混合均匀性和出口流动性，其中，出口流动性直接影响离心泵的排出性能。
[0003]中国专利文献CN 207446086 U记载了一种适用于混砂设备的喷射式混合罐，采用了搅拌混合和射流混合的结构，能够降低混合搅拌功率，解决出液口沉砂、出液口无法排空的问题，提高混合罐的整体使用性能。存在的问题是，整机的输出混合均匀度存在差异，在变流量工况下，设备排出压力波动较大，整机输出流量显著降低和整机大流量工况下输出压力偏低等问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种压力平衡的混合装置，能够适应不同流量下的工况，使变流量工况下，也能够确保排出压力足够。优选的，还能够确保固液混合均匀。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种压力平衡的混合装置，包括筒体，筒体内设有搅拌装置，筒体包括外筒体和内筒体，外筒体和内筒体的侧壁之间设有进液腔体，外筒体设有进液管，进液管与进液腔体连通，在内筒体的内壁设有多个射流管，射流管与进液腔体连通，在筒体的底部设有出液管，出液管与内筒体的底部连通，还设有至少一个压力流量补偿阀，压力流量补偿阀的进口与进液腔体连通，压力流量补偿阀的出口位于内筒体内。
[0006]优选的方案如图6中，所述的压力流量补偿阀中，阀芯与弹簧连接，优选的，本例中阀芯与阀杆连接，阀杆上设有弹簧，以使进液腔体来的液体具有足够的压力才能使阀芯开启；优选的方案中，进液管与变频泵连通，变频泵设有低流量工况和高流量工况，高流量工况的进液压力大于低流量工况的进液压力；所述的压力流量补偿阀被设置为在低流量工况下关闭，在高流量工况下开启。由此结构，利用压力流量补偿阀使输出压力平稳。
[0007]优选的方案中，在筒体的顶部设有顶板，顶板上设有进砂口，在进砂口下方的内筒体的内壁设有分散射流管，所述的分散射流管沿圆周设有多个开口，多个开口指向进砂口的水平投影位置。
[0008]优选的方案中，所述的射流管从上到下分为两排，上排射流管朝下内筒体底部射流，下排射流管水平射流。
[0009]优选的方案中，内筒体的底部为弧形，出液管的顶壁与内筒体连通，出液管从内筒
体的一侧引出；进液腔体还与出液助排射流管的一端连通，出液助排射流管的另一端与出液管的端头连通，用于冲刷出液管内的积砂；在内筒体底部还设有多个出液支管，出液支管与出液管连通。
[0010]优选的方案中，所述的出液管轴线从连接端到自由端向上倾斜，出液管轴线与水平面具有一个夹角；夹角为1~7
°
。
[0011]优选的方案中，所述的搅拌装置设有竖直的轴，轴的顶端与旋转驱动装置连接，轴位于内筒体内的部分设有多组搅拌叶片；内筒体的内壁还设有紊流挡板；在轴上还设有导砂板，导砂板为倒锥形结构，导砂板用于使砂远离轴的位置。
[0012]优选的方案中，所述的轴为中空轴管，中空轴管的端头与活动连接头连接，在中空轴管位于内筒体内的位置设有轴射流口，轴射流口与中空轴管连通。
[0013]优选的方案中，在内筒体内设有液位计；出液管与连接管连接，连接管水平布置，在连接管上设有多个管路射流管。
[0014]本专利技术提供了一种压力平衡的混合装置，通过采用搅拌和射流的方式，确保固液混合均匀，在内筒体设置了压力流量补偿阀，当低流量时，压力流量补偿阀关闭，从而确保射流流量足够，避免因射流管的流量不足导致混合不均匀或压力偏低使出液管沉砂。优选的方案中，在进砂口下方设置多个开口的分散射流管，使砂与水的混合更为均匀。设置的出液助排射流管和出液支管能够提高在出液管内的助排、混砂和冲刷积砂的效果。配合的方案中，将出液管向上倾斜，使出液管内的液体具有一个缓冲，提高在出液管内的混合效果，进一步确保固液的均匀性，避免固体直接从出液管排出。设置的导砂板、紊流挡板和轴射流口的结构，能够进一步提高固液混合效果，使固体砂在搅拌装置的高效混合区进行混合。设置的液位计能够通过液位控制，提高混合效率，也能够避免漫罐事故。
附图说明
[0015]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：图1为本专利技术的主视图。
[0016]图2为本专利技术的俯视图。
[0017]图3为图2的A
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A剖视图。
[0018]图4为本专利技术的立体图。
[0019]图5为本专利技术的优选结构的剖视图。
[0020]图6为本专利技术的压力流量补偿阀的结构示意图。
[0021]图中：旋转驱动装置1，进液管2，导砂板3，底板4，出液管5，出液导流板6，放液管7，放液阀门8，分散射流管9，上排射流管10，外筒体11，内筒体12，顶板13，液位计14，搅拌器15，出液助排射流管16，出液支管17，紊流挡板18，压力流量补偿阀19，弹簧191，阀杆192，阀芯193，下排射流管20，活动连接头21，中空轴管22，传动齿轮23，轴射流口24，连接管25，管路射流管26，进液腔体27，进砂口28。
具体实施方式
[0022]实施例1：如图1~4、6中，一种压力平衡的混合装置，包括筒体，筒体内设有搅拌装置，筒体包括外筒体11和内筒体12，外筒体11顶部设有顶板13，顶板13上设有进砂口28,外筒体11和内筒体12的侧壁之间设有进液腔体27。优选的，进液腔体27为封闭结构。外筒体11设有进液管2，进液管2与进液腔体27连通，在内筒体12的内壁设有多个射流管，射流管与进液腔体27连通，在筒体的底部设有出液管5，出液管5与内筒体12的底部连通，还设有至少一个压力流量补偿阀19，压力流量补偿阀19的进口与进液腔体27连通，压力流量补偿阀19的出口位于内筒体12内。由此结构，当进液管与一个液体泵，例如离心泵连接，离心泵采用变频电机驱动，流量范围为10
‑
20m3/min。当采用变频控制时，离心泵的转速下降，10 m3/min工况下液体输出流量和压力均下降，如果通路的截面保持不变，则射流管的射流压力降低，从而导致射流压力不足，难以达到混合效果，排出压力也不足。而当20m3/min工况下，输出压力增加，导致系统的工作压力波动较大，不利于下游泵的输送压力稳定。通过设置的压力流量补偿阀，在低流量工况下关闭，从而减小通路的截面，则射流管的射流压力相应增加。而压力流量补偿阀在高流量工况下开启，补偿通路的截面，射流管的射流压力保持不变，从而确保输出压力平稳。
[0023]优选的方案中，所述的压力流量补偿阀19中，阀芯193与弹簧191连接，以使进液腔体27来的液体具有足够的压力才能使阀芯193开启；压力流量补偿阀19被设置为在低流量工况下关闭，在高流量工况下本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种压力平衡的混合装置，其特征是：包括筒体，筒体内设有搅拌装置，筒体包括外筒体（11）和内筒体（12），外筒体（11）和内筒体（12）的侧壁之间设有进液腔体（27），外筒体（11）设有进液管（2），进液管（2）与进液腔体（27）连通，在内筒体（12）的内壁设有多个射流管，射流管与进液腔体（27）连通，在筒体的底部设有出液管（5），出液管（5）与内筒体（12）的底部连通，其特征是：还设有至少一个压力流量补偿阀（19），压力流量补偿阀（19）的进口与进液腔体（27）连通，压力流量补偿阀（19）的出口位于内筒体（12）内。2.根据权利要求1所述的一种压力平衡的混合装置，其特征是：所述的压力流量补偿阀（19）中，阀芯（193）与弹簧（191）连接，以使进液腔体（27）来的液体具有足够的压力才能使阀芯（193）开启；压力流量补偿阀（19）被设置为在低流量工况下关闭，在高流量工况下开启。3.根据权利要求1所述的一种压力平衡的混合装置，其特征是：进液管（2）与变频泵连通，变频泵设有低流量工况和高流量工况，高流量工况的进液压力大于低流量工况的进液压力；所述的压力流量补偿阀（19）被设置为在低流量工况下关闭，在高流量工况下开启。4.根据权利要求1所述的一种压力平衡的混合装置，其特征是：在筒体的顶部设有顶板（13），顶板（13）上设有进砂口（28），在进砂口（28）下方的内筒体（12）的内壁设有分散射流管（9），所述的分散射流管（9）沿圆周设有多个开口，多个开口指向进砂口（28）的水平投影位置。5.根据权利要求1所述的一种压力平衡的混合装置，其特征是：所述的射流管从上到下分为两排，上排射流管（10）朝下...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭平生，石权，刘灼，李莉莉，尹进，李龙杰，
申请(专利权)人：中石化石油机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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