[实用新型]一种高压气流加砂装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压气流加砂装置。

背景技术

气力输送是指利用高压气流的能量在管道内沿气流方向输送颗粒状物料的技术。然而，气力输送时气流速度高，携带的固体颗粒不断撞击管壁，很容易造成磨损。研究携带固体颗粒的气固两相流对管壁造成的冲蚀程度，可以为气力输送的设计和操作参数的选择提供依据。涉及气固两相流冲蚀的不仅仅是气力输送，气体钻井技术因其钻速快、成本低和对储层伤害小的显著特点在现场得到推广，气体作为钻井液承担着井眼净化和携带岩屑上返的任务。然而，高压气体在环空中携带岩屑上返的过程是一个不断膨胀的过程，气流速度迅速增加，高达几十米/秒，甚至超过一百米/秒，如此高速的携砂气流对钻柱、钻具及地面设备都造成了严重的冲蚀。因此，研究此类携砂气流的冲蚀特性可为气体钻井的安全运行提供参考。

为了能够实验研究携砂气流的冲蚀特性，就需要人为地加砂至输气管道中，而将砂持续加入到高压气流仍是有待解决的难题。现有的加砂装置大都是在常压或低压下，依靠重力实现加砂，无法运用于高压气流的加砂。因此，设计一种能够持续一段时间往高压气流加砂的加砂装置是开展气固两相流冲蚀实验研究的前提。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是针对现有加砂装置的不足，提供一种结构简单，成本低廉，性能可靠的高压气流加砂装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高压气流加砂装置由箱体、文丘里管、吸砂管、加砂漏斗、分砂板组成。所述的箱体为六块钢板焊接而成的长方体，箱体前侧面右下角有一长条计量视窗。箱体上表面安有压力表，上表面中部安有一加砂漏斗，加砂漏斗下部设有加砂阀门。箱体内正对加砂漏斗的下方焊接有两块呈八字形的分砂板。在箱体中部、分砂板下方有一根水平穿过箱体的文丘里管，文丘里管喉部接有一根垂直向下的吸砂管。箱体外的文丘里管两端分别安有进气阀门和出气阀门。

其中，所述的加砂漏斗、文丘里管与箱体之间均使用焊接密封处理；所述的两块分砂板之间的夹角α为90°～120°。

本实用新型由于采用以上技术方案，具有以下优点：

1、本实用新型利用文丘里管喉部产生的低压吸取箱内砂粒，能在一段时间内持续将砂粒掺入气流。

2、本实用新型采用焊接一体化构造，可搬运别处重复使用，节约了成本。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为图1的A-A剖视图

图3为文丘里管与吸砂管示意图

其中：1、箱体；2、文丘里管；3、加砂漏斗；4、分砂板；5、进气阀门；6、出气阀门；7、加砂阀门；8、吸砂管；9、计量视窗；10、压力表。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施作进一步描述。

本实用新型涉及一种高压气流加砂装置，由箱体1、文丘里管2、吸砂管8、加砂漏斗3、分砂板4组成。如图1所示，所述的箱体1为六块钢板焊接而成的长方体，箱体1前侧面右下角有一长条计量视窗9。箱体1上表面安有压力表10，上表面中部安有一加砂漏斗3，加砂漏斗3下部设有加砂阀门7。如图2所示，箱体1内正对加砂漏斗3的下方焊接有两块呈八字形的分砂板4。在箱体1中部、分砂板4下方有一根水平穿过箱体1的文丘里管2，如图3所示，文丘里管2喉部接有一根垂直向下的吸砂管8。箱体1外的文丘里管2两端分别安有进气阀门5和出气阀门6。

所述的加砂漏斗3、文丘里管2与箱体1之间均使用焊接密封处理。如图2所示，所述的两块分砂板之间的夹角α为90°～120°。

具体实施例：

一种高压气流加砂装置的文丘里管2入口段与上游高压输气管线相连，出口段与下游送气管道相接。工作时，首先关闭文丘里管2上的进气阀门5和出气阀门6，打开加砂漏斗3的加砂阀门7。从加砂漏斗3加入砂粒，从计量视窗9观测箱体1内的加砂量，待砂粒达到一定高度后关闭加砂阀门7。然后，打开进气阀门5，将上游高压气流引入，高压气流经文丘里管2喉部的吸砂管8进入箱体1，使得箱体1内的气压逐渐升高。通过压力表10可以观测箱体1内的气体压强，待压强升高到与上游进气压强相同时，打开出气阀门6。此时，箱内气压与文丘里管2入口气压相等，而文丘里管2喉部具有降压作用，从而使得喉部压强低于箱内气压，形成压差，使得砂粒在压差作用下经吸砂管8吸入文丘里管2。砂粒掺入气流后，形成掺砂气流，从文丘里管2出口流出。