螺旋输砂装置宽幅调整精确输送技术分析

针对现有螺旋输砂装置输砂量范围窄,不能满足压裂施工时对小砂量到大砂量精确输送要求的问题,对螺旋输砂装置进行了新的改进设计及技术分析。设计中,采用组合螺旋输砂装置,通过三筒螺旋输砂简装置的组合,改变绞龙螺距和输砂筒内结构尺寸设计时,选取中间绞龙直径比两边绞龙要小,两边绞龙直径相同,3个输砂外筒直径相同。输送小砂量时采用中间绞龙,输送大砂量时采用两边及中间组合的输砂绞龙,从根本上解决了螺旋输砂装置精确输送的问题。该技术方案可行。

基于离散有限元仿真技术的螺旋输砂装置研究

螺旋输砂装置是混砂车的重要组成部件,主要用来输送支撑剂。为了研究混砂车螺旋输砂装置结构参数与输砂量之间的函数关系,以及螺旋输砂装置的动态性能,有必要对其进行数学建模及性能预测。采用离散单元方法对支撑剂砂粒堆积角进行模拟仿真并与试验测试结果进行对比,标定了压裂支撑砂粒的物性参数。在标定物性参数的基础上,研究了不同结构参数和转速下螺旋输砂装置的输砂性能和动态性能。研究结果表明:随着颗粒-颗粒的静摩擦因数和动摩擦因数的增大,堆积角度呈增大趋势,且颗粒-颗粒的动摩擦因数比静摩擦因数影响大;填充率与转速基本呈线性关系,且随着转速的增大而减小;在保证螺旋叶片结构强度的前提下,合理优化螺旋叶片螺距是保证平稳输砂性能的关键。所得结果可为螺旋输砂装置结构优化和控制器开发提供理论和模型依据。