《可拆卸式自动加砂砂罐、组合式砂罐及实现方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《可拆卸式自动加砂砂罐、组合式砂罐及实现方法.pdf（16页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103144867 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103144867 A *CN103144867A* (21)申请号 201310114816.2 (22)申请日 2013.04.03 B65D 88/26(2006.01) B65D 90/00(2006.01) B65D 90/12(2006.01) B65G 67/06(2006.01) B65G 65/30(2006.01) (71)申请人 汤树林 地址 457000 河南省濮阳市华龙区胜利东路 井下向阳小区 25 栋 2 单元 9 号 (72)发明人 汤树林 (74)专利代理机构 成都。
2、顶峰专利事务所 ( 普通 合伙 ) 51224 代理人 李崧岩 (54) 发明名称 可拆卸式自动加砂砂罐、 组合式砂罐及实现 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种可拆卸式自动加砂砂罐， 主要解决了现有砂罐运输不便且加砂作业人工成 本高、 效率低等问题。 可拆卸式自动加砂砂罐包括 由至下而上依次可拆卸式连接的底座、 漏砂罐和 储砂罐组合构成的砂罐本体， 设置在储砂罐上端 的自动上砂机构， 设置在底座内并与漏砂罐连通、 用于运输砂的传送器， 以及为自动上砂机构和传 送器提供动力的动力系统 ； 其中， 底座、 漏砂罐和 储砂罐均为可拆卸式结构， 且在储砂罐内还设有 靠近自动上砂机构并用于划开砂包的。
3、划刀。本发 明还提供了由两个可拆卸式自动加砂砂罐构成的 组合式砂罐以及可拆卸式自动加砂砂罐的实现方 法。本发明不仅运输效率高、 成本低， 而且自动化 程度和施工效率均远大于现有技术。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 (10)申请公布号 CN 103144867 A CN 103144867 A *CN103144867A* 1/2 页 2 1. 可拆卸式自动加砂砂罐， 其特征在于， 包括由至下而上依次可拆卸式连接的底座 （1） 、 漏砂罐 （2） 和储砂罐。
4、 （3） 组合构成的砂罐本体， 设置在储砂罐 （3） 上端的自动上砂机构 （5） ， 设置在底座 （1） 内并与漏砂罐 （2） 连通、 用于运输砂的传送器 （4） ， 以及为自动上砂机 构 （5） 和传送器 （4） 提供动力的动力系统 ； 其中， 底座 （1） 、 漏砂罐 （2） 和储砂罐 （3） 均为可 拆卸式结构， 且在所述储砂罐 （3） 内还设有靠近自动上砂机构并用于划开砂包的划刀 （6） 。 2. 根据权利要求 1 所述的可拆卸式自动加砂砂罐， 其特征在于， 所述自动上砂机构 （5） 包括通过连接架 （51） 固定在所述储砂罐 （3） 上端且倾斜设置的滑轨 （52） ， 设置在滑轨 （。
5、52） 上、 用于吊装砂包及加砂的加砂机构， 以及滑动连接于滑轨 （52） 上并与加砂机构配合使用、 用于带动砂包从滑轨 （52） 较高端运动至较低端的滑动装置 ； 其中， 滑轨 （52） 较高端延伸至 砂罐本体的外部。 3. 根据权利要求 2 所述的可拆卸式自动加砂砂罐， 其特征在于， 所述加砂机构包括设 置在滑轨 （52） 较低端的卷扬机 （53） ， 设置在滑轨 （52） 较高端且正对于卷扬机 （53） 的第一 滑轮 （54） ， 一端连接于卷扬机 （53） 上、 另一端绕过第一滑轮 （54） 与滑动装置连接并用于连 接砂包的钢绳 （58） ， 以及与钢绳 （58） 连接、 用于固定砂包。
6、的自锁固定机构 ； 所述划刀 （6） 设 置在所述储砂罐 （3） 靠近第一滑轮 （54） 一端的内侧壁。 4. 根据权利要求 3 所述的可拆卸式自动加砂砂罐， 其特征在于， 所述滑动装置包括滑 动连接于滑轨 （52） 上的滑车 （55） ， 设置于滑车 （55） 上的限位通孔 （56） ， 以及通过连接轮 （57） 与滑车 （55） 固定连接并正对于限位通孔 （56） 的第二滑轮 ； 所述钢绳 （58） 绕过第一滑 轮 （54） 的一端绕过第二滑轮并穿过限位通孔 （56） 。 5. 根据权利要求 4 所述的可拆卸式自动加砂砂罐， 其特征在于， 所述自锁固定机构包 括设置在钢绳 （58） 端部并。
7、用于连接砂包的活动离合机构 （7） ， 以及安装在所述限位通孔 （56） 内并与活动离合机构 （7） 匹配的锁紧机构。 6. 根据权利要求 5 所述的可拆卸式自动加砂砂罐， 其特征在于， 所述活动离合机构 （7） 包括与钢绳 （58） 连接且具有滑动腔的外壳， 设置在该外壳滑动腔内且上端端部呈锥体结 构、 下端延伸至外壳外部的滑舌 （71） ， 至少两个以滑舌 （71） 为中心呈圆周均匀分布并通过 固定销固定在外壳上、 且可相对于外壳转动的卡件体 （72） ， 以及套接在滑舌 （71） 上且一端 固定在滑动腔底部的第一弹簧 （73） ； 其中， 卡件体 （72） 的下端外侧设有锯齿状凸体 （7。
8、4） ， 与该锯齿状凸体 （74） 对应的内侧设有用于顶开卡件体 （72） 的第二弹簧 （75） ； 所述锁紧机构包括位于所述限位通孔 （56） 上端的固定件 （81） ， 以及与该固定件 （81） 固为一体结构、 且外径与限位通孔 （56） 匹配的锁紧圆环 （82） ； 其中， 所述锁紧圆环 （82） 的 内壁设有与所述锯齿状凸体 （74） 匹配的锯齿状凹槽 （83） 。 7.根据权利要求4至6任一项所述的可拆卸式自动加砂砂罐， 其特征在于， 还包括两个 对称设置于滑车 （55） 两侧的回拉机构， 该回拉机构包括固定在滑轨 （52） 上并与所述第一 滑轮 （54） 位于同端的第三滑轮 （9）。
9、 ， 固定在滑轨 （52） 上并与所述卷扬机 （53） 位于同端且正 对于第三滑轮 （9） 的第三弹簧 （10） ， 以及一端与第三弹簧 （10） 连接、 另一端绕过第三滑轮 （9） 与滑车 （55） 连接的钢缆线 （12） 。 8.一种组合式砂罐， 其特征在于， 包括至少两个如权利要求1至7任一项所述的可拆卸 式自动加砂砂罐。 9.如权利要求1至7所述的可拆卸式自动加砂砂罐的实现方法， 其特征在于， 包括以下 权 利 要 求 书 CN 103144867 A 2 2/2 页 3 步骤 ： （1） 活动离合机构连接在砂包上， 卷扬机收缩， 拉动砂包上升 ； （2） 活动离合机构上升至锁紧机构的。
10、位置后， 与锁紧机构相互卡紧， 使得砂包与滑车同 步运动 ； （3） 卷扬机反向释放钢绳， 滑车和砂包在重力的作用下， 沿倾斜的滑轨由滑轨的较高端 自动向较低端移动， 与此同时， 滑车带动砂包向储砂罐内移动 ； （4） 砂包移动至储砂罐内设有划刀的位置处时， 划刀直接将砂包划开， 砂包内的砂下落 至漏砂罐中， 然后由传送器将砂输送至施工现场 ； （5） 砂包在砂下落完后， 回拉机构拉动滑车滑至滑轨较高端， 与此同时， 活动离合机构 脱离锁紧机构， 卷扬机释放钢绳， 砂包回落至地面。 10. 根据权利要求 9 所述的可拆卸式自动加砂砂罐的实现方法， 其特征在于， 所述步骤 （2） 中活动离合机构。
11、与锁紧机构相互卡紧的具体过程如下 ： （1） 初始状态下， 第一弹簧向上弹起并向滑舌施力， 滑舌上移， 其上端顶住卡件体上端， 卡件体上端受力并向外移动， 下端向内移动并压缩第二弹簧， 卡件体呈收缩状态 ； （2） 活动离合机构连接上砂包后， 滑舌在砂包的重力作用下向下滑动并压缩第一弹簧， 第二弹簧弹起顶开卡件体下端， 使其向外移动， 卡件体上端向内移动， 使得卡件体呈张开状 态 ； （3） 活动离合机构移动至锁紧机构中的锁紧圆环内后， 卡件体被锁紧圆环内壁压缩， 卡 件体收缩， 其下端压缩第二弹簧 ； （4） 当卡件体下端的锯齿状凸体移动至与其匹配的锯齿状凹槽时， 第二弹簧弹起并顶 开卡件体。
12、， 其下端向外移动， 上端向内移动， 卡件体呈张开状态， 锯齿状凸体和锯齿状凹槽 相互卡紧。 权 利 要 求 书 CN 103144867 A 3 1/7 页 4 可拆卸式自动加砂砂罐、 组合式砂罐及实现方法 技术领域 0001 本发明属于油气田开发压裂、 试气 （油） 作业施工领域， 具体的说， 是涉及一种可 拆卸式自动加砂砂罐、 组合式砂罐及实现方法。 背景技术 0002 目前， 在油气田压裂、 试气 （油） 作业施工中， 加砂压裂是一种重要方式。传统加砂 所采用的砂罐体积笨重、 高大， 运输一个砂罐至少需要十一辆车方可运至施工现场， 不便于 拆卸运输。此外， 基于传统砂罐的加砂作业还存着。
13、以下缺陷 ： 一、 机械自动化程度和加砂效率较低 上砂过程中， 吊车操作人员全程参与， 需要吊车二十四小时在施工现场吊砂包， 工作强 度非常大 ； 打开砂包完全靠人工操作， 需要至少两人 （划包工） 在砂罐顶端用刀将砂包划开， 人工成本高 ； 二、 存着极大的安全隐患 吊车位于地面， 吊车操作员在地面施工， 其视野狭窄， 难以观察到砂罐顶端划包工的状 况， 容易造成吊装的砂包碰撞到划包工， 导致划包工受伤的安全事故。 0003 因此， 如何研发一种方便现场安装、 机械自动化程度高、 施工成本低的砂罐， 就成 为了本领域技术人员的重点开发内容。 发明内容 0004 本发明的目的在于克服上述缺陷，。
14、 提供一种便于运输且自动化程度高的可拆卸式 自动加砂砂罐。 0005 为了实现上述目的， 本发明采用的技术方案如下 ： 可拆卸式自动加砂砂罐， 包括由至下而上依次可拆卸式连接的底座、 漏砂罐和储砂罐 组合构成的砂罐本体， 设置在储砂罐上端的自动上砂机构， 设置在底座内并与漏砂罐连通、 用于运输砂的传送器， 以及为自动上砂机构和传送器提供动力的动力系统 ； 其中， 底座、 漏 砂罐和储砂罐均为可拆卸式结构， 且在所述储砂罐内还设有靠近自动上砂机构并用于划开 砂包的划刀。 0006 具体的说， 所述自动上砂机构包括通过连接架固定在所述储砂罐上端且倾斜设置 的滑轨， 设置在滑轨上、 用于吊装砂包及加。
15、砂的加砂机构， 以及滑动连接于滑轨上并与加砂 机构配合使用、 用于带动砂包从滑轨较高端运动至较低端的滑动装置 ； 其中， 滑轨较高端延 伸至砂罐本体的外部。 0007 进一步的， 所述加砂机构包括设置在滑轨较低端的卷扬机， 设置在滑轨较高端且 正对于卷扬机的第一滑轮， 以及一端连接于卷扬机上、 另一端绕过第一滑轮与滑动装置连 接并用于连接砂包的钢绳， 以及与钢绳连接并用于固定砂包的自锁固定机构 ； 所述划刀设 置在所述储砂罐靠近第一滑轮一端的内侧壁。 0008 同时， 所述滑动装置包括滑动连接于滑轨上的滑车， 设置于滑车上的限位通孔， 通 说 明 书 CN 103144867 A 4 2/7 。
16、页 5 过连接轮与滑车固定连接并正对于限位通孔的第二滑轮 ； 所述钢绳绕过第一滑轮的一端绕 过第二滑轮并穿过限位通孔。 0009 再进一步的， 所述自锁固定机构包括设置在钢绳端部并用于连接砂包的活动离合 机构， 以及安装在所述限位通孔内并与活动离合机构匹配的锁紧机构。 0010 其中， 所述活动离合机构包括与钢绳连接且具有滑动腔的外壳， 设置在该外壳滑 动腔内且上端端部呈锥体结构、 下端延伸至外壳外部的滑舌， 至少两个以滑舌为中心呈圆 周均匀分布并通过固定销固定在外壳上、 且可相对于外壳转动的卡件体， 以及套接在滑舌 上且一端固定在滑动腔底部的第一弹簧 ； 其中， 卡件体的下端外侧设有锯齿状凸。
17、体， 与该锯 齿状凸体对应的内侧设有用于顶开卡件体的第二弹簧 ； 所述锁紧机构包括位于所述限位通孔上端且直径大于限位通孔的固定件， 以及与该固 定件固为一体结构、 且外径与限位通孔匹配的锁紧圆环 ； 其中， 所述锁紧圆环的内壁设有与 所述锯齿状凸体匹配的锯齿状凹槽。 0011 为了提高本设备的自动化程度， 在上述结构的基础上， 还包括回拉机构， 为了平覆 滑车左右两侧的受力， 回拉机构为两个并对称设置于滑车两侧 ； 具体的说， 该回拉机构包括 固定在滑轨上并与所述第一滑轮位于同端的第三滑轮， 固定在滑轨上并与所述卷扬机位于 同端且正对于第三滑轮的第三弹簧， 以及一端与第三弹簧连接、 另一端绕过。
18、第三滑轮与滑 车连接的钢缆线。 0012 为了扩大本发明适用范围， 使其能同时存储两种砂或两种以上砂， 本发明还提供 了一种组合式砂罐， 其包括至少两个如上所述的可拆卸式自动加砂砂罐。 与此同时， 在相邻 的两个储砂罐之间设有用于阻隔两个储砂罐中砂的隔板。 0013 本发明还提供了可拆卸式自动加砂砂罐的实现方法， 包括以下步骤 ： 上砂过程 （1） 活动离合机构连接在砂包上， 卷扬机收缩， 拉动砂包上升 ； （2） 活动离合机构上升至锁紧机构的位置后， 与锁紧机构相互卡紧， 使得砂包与滑车同 步运动 ； （3） 卷扬机反向释放钢绳， 滑车利用自身重力、 滑轨的倾斜角度自动向滑轨较低端移 动， 。
19、与此同时， 滑车带动砂包向储砂罐内移动 ； （4） 砂包移动至储砂罐内设有划刀的位置处时， 划刀直接将砂包划开， 砂包内的砂下落 至漏砂罐中， 然后由传送器将砂输送至施工现场 ； 上砂完成后的砂包回落过程 砂包在砂下落完后， 回拉机构拉动滑车滑至滑轨较高端， 与此同时， 活动离合机构脱离 锁紧机构， 卷扬机释放钢绳， 砂包回落至地面。 0014 其中， 上砂过程的步骤 （2） 中活动离合机构与锁紧机构相互卡紧的具体过程如 下 ： （1） 初始状态下， 第一弹簧向上弹起并向滑舌施力， 滑舌上移， 其上端顶住卡件体上端， 卡件体上端受力并向外移动， 下端向内移动并压缩第二弹簧， 卡件体呈收缩状态 。
20、； （2） 活动离合机构连接上砂包后， 滑舌在砂包的重力作用下向下滑动并压缩第一弹簧， 第二弹簧弹起顶开卡件体下端， 使其向外移动， 卡件体上端向内移动， 使得卡件体呈张开状 态 ； 具体的说， 卡体件上端不再受滑舌的压力， 卡体件下端受第二弹簧的弹力， 卡体件绕固 说 明 书 CN 103144867 A 5 3/7 页 6 定销旋转， 使得卡体件上端向内移动、 卡体件下端向外移动至张开状态 ； （3） 活动离合机构移动至锁紧机构中的锁紧圆环内后， 卡件体被锁紧圆环内壁压缩， 卡 件体收缩， 其下端压缩第二弹簧 ； （4） 当卡件体下端的锯齿状凸体移动至与其匹配的锯齿状凹槽时， 第二弹簧弹起。
21、并顶 开卡件体， 其下端向外移动， 上端向内移动， 卡件体呈张开状态， 锯齿状凸体和锯齿状凹槽 相互卡紧。 0015 反之， 则为活动离合机构与锁紧机构的脱离过程。 0016 本发明的设计思路 ： 由传统一体式的砂罐改进为可拆卸式结构， 将砂罐本体分割 为底座、 漏砂罐和储砂罐三部分， 应用时， 三部分拆分运输至现场安装， 提高运输效率， 降低 运输成本 ； 与此同时， 在砂罐本体上、 下两端分别安装自动上砂机构和传送器， 实现上砂过 程和砂包回落过程的自动化控制。 0017 与现有技术相比， 本发明的有益效果在于 ： （1） 本发明设计巧妙、 结构合理， 且自动化程度高， 极大降低了人工成本。
22、， 相较于现有技 术而言， 其不仅具备新颖性和创造性， 而且具有非常高的市场竞争力和经济价值， 为其大范 围的推广应用， 奠定了坚实的基础。 0018 （2） 本发明将整个砂罐的罐体设计为可拆卸式结构， 运输时， 将砂罐罐体拆分为若 干独立的板并装车， 同时， 将自动上砂机构单独装车， 仅需两辆运输车即可将上述部件运输 至现场， 不仅运输效率高， 而且运输费用仅为传统砂罐运输费用的 20左右， 大大地降低了 运输成本 ； 拆分后的砂罐和自动上砂机构运输至施工现场后， 进行组合安装即可构成完整 的砂罐， 实现非常方便。 0019 （3） 在可拆卸式结构砂罐的基础上， 本发明还增设了自动上砂机构、。
23、 划刀和传送器 用于构成自动加砂系统， 其中， 自动上砂机构通过卷扬机、 滑车和钢缆线配合使用， 用于吊 装砂包并将砂包吊装至砂罐的最上端， 上砂作业的机械自动化高， 取代了现有采用吊车吊 装砂包的上砂方式， 一方面， 提高了上砂作业的效率， 另一方面， 减少了吊车的使用费、 降低 了人工成本。 0020 （4） 本发明在储砂罐靠近第一滑轮的内侧设有划刀， 砂包经滑车运输至储砂罐内， 主动触碰划刀， 由划刀将砂包划开， 进行漏砂作业， 从而有效地克服了现有技术中需要划包 工对砂包进行人工划破， 划包效率低、 人工成本高、 存在极大的安全隐患的缺陷。 0021 （5） 本发明在底部设有与漏砂罐连。
24、通的传送器， 砂包内的砂漏至漏砂罐后， 再经漏 砂罐流入传送器内， 由传送器将砂运输至相应的施工现场， 该传送器与自动上砂机构、 划刀 相配合应用， 构成完整的上砂漏砂运输砂的全程自动化运行作业， 不仅提高了施工效 率、 降低了人工成本， 而且增加了施工的安全性、 保证施工人员的人身安全。 0022 （6） 本发明中自动上砂机构通过钢缆线连接砂包， 同时， 通过自锁固定机构将砂包 与滑车的相对位置固定， 使砂包在滑向砂罐时与滑车保持同步运动 ； 自锁固定机构中的活 动离合机构和锁紧机构的结构简单， 设计非常巧妙， 锯齿状凸体和凹槽相互卡紧和脱离的 状态切换， 不仅实现方便， 而且二者卡紧连接牢。
25、固可靠， 一方面， 有效地确保了砂包与滑车 的同步运动， 使得砂包能顺利滑至储砂罐内被划刀划开并顺利漏砂 ； 另一方面， 避免了砂包 吊装至砂罐上端后意外脱落的问题。 0023 （7） 本发明中滑轨设计为倾斜结构， 砂包吊至砂罐顶部并位于滑轨较高端， 此时无 说 明 书 CN 103144867 A 6 4/7 页 7 需动力驱动， 即可依靠砂包自重使砂包滑向滑轨的较低端， 即砂包滑向储砂罐并被划刀划 开进行漏砂直至漏砂完成的这一阶段， 整个设备没有动力驱动， 降低了能耗， 节能环保。 0024 （8） 漏砂完成后， 砂包的回收过程主要通过设置在滑轨上的第三弹簧、 第三滑轮和 钢缆线完成， 第。
26、三弹簧在砂包滑向滑轨较低端时被拉伸变形， 砂包内砂漏完后， 砂包重量减 小， 当第三弹簧的恢复力大于砂包和滑车的总重力时， 第三弹簧通过第三滑轮和钢缆线将 砂包和滑车拉回至滑轨的较高端， 砂包自动回落， 完成一个加砂作业的步骤， 同时， 准备下 一个加砂作业， 实现了加砂自动循环作业， 方便了操作、 提高了施工效率。 附图说明 0025 图 1 为本发明的立体结构示意图。 0026 图 2 为本发明中自动上砂机构的立体结构示意图。 0027 图 3 为本发明中漏砂罐与传送器的连接示意图。 0028 图 4 为本发明中滑动装置和加砂机构的位置关系图。 0029 图 5 为本发明 - 上砂过程原理。
27、示意图。 0030 图 6 为本发明中自动上砂机构和回拉机构的俯视图。 0031 图 7 为本发明中活动离合机构的内部结构示意图。 0032 图 8 为本发明中自动上砂机构和回拉机构的立体示意图。 0033 图 9 为本发明中锁紧机构的结构示意图。 0034 上述附图中， 附图标记对应的名称为 ： 1- 底座， 2- 漏砂罐， 3- 储砂罐， 4- 传送器， 5-自动上砂机构， 6-划刀， 7-活动离合机构， 8-砂包， 9-第三滑轮， 10-第三弹簧， 11-底盘， 12- 钢缆线 ； 51- 连接架， 52- 滑轨， 53- 卷扬机， 54- 第一滑轮， 55- 滑车， 56- 限位通孔，。
28、 57- 连接轮， 58- 钢绳 ； 71- 滑舌， 72- 卡件体， 73- 第一弹簧， 74- 锯齿状凸体， 75- 第二弹簧 ； 81- 固定件， 82- 锁紧圆环 ,83- 锯齿状凹槽。 具体实施方式 0035 下面结合附图对本发明作进一步说明。 本发明的实施方式包括但不限于下列实施 例。 实施例 0036 如图 1 所示， 本实施例提供了一种可拆卸式自动加砂砂罐， 为了方便运输、 减少运 输成本， 其砂罐本体采用可拆卸式结构 ； 与此同时， 通过自动上砂机构 5 实现砂包的自动划 包、 漏砂， 再由传送器 4 运输至施工现场， 实现整个加砂作业的自动化、 高效化， 有效地克服 了现有。
29、技术的缺陷， 可拆卸式结构设计和基于该结构的自动上砂机构其新颖性不言而语， 且在同领域或相近领域的技术中， 本发明极具创造性和实用性。 0037 为了使得本领域技术人员对本发明中各零部件的结构以及各零部件之间的连接 关系和位置关系有更清晰的认识和了解， 下面结合附图对本发明进行详细说明 ： 如图 1 是本发明的整体结构示意图， 为了附图的清晰可辨， 图 1 中未将回拉机构列出。 说 明 书 CN 103144867 A 7 5/7 页 8 本发明主要包括砂罐本体、 自动上砂机构、 传送器和动力系统四部分 ； 其中， 动力系统为整 台设备提供动力支持， 其属于现有成熟技术， 它为设备提供动力的实。
30、现方式也有很多种， 因 此， 图 1 中也未画出， 本实施例也不作详细说明 ； 但是， 并不影响本领域技术人员对本技术 的整体理解。 0038 砂罐本体， 它包括由至下而上依次可拆卸式连接的底座 1、 漏砂罐 2 和储砂罐 3 组 合构成。 0039 底座 1 位于整个设备的最底部， 其为可拆式连接的钢架结构， 形状是一个长方体 或正方体结构， 主要用于支撑整个砂罐的重量， 传送器 4 设置在底座 1 内部。为了更好的实 现本实施例， 在底座 1 下部还可设置面积大于底座 1 且与底座 1 同轴的底盘 11， 底盘 11 由 三块独立组件拼接构成。 0040 传送器， 本实施例中传送器为长方体。
31、通道结构， 传送器倾斜设置， 较高端为输入端 并与漏砂罐连接， 较低端为输出端， 砂可靠自重在传送器内流动， 为了进一步保证砂的输送 效果， 传送器底部设有传送带， 用于带动砂运输。 0041 底座1上方为漏砂罐2， 漏砂罐2的外部结构与底座1一致， 同样为可拆卸式结构， 它主要由漏砂漏斗构成， 并通过电控平板阀控制漏砂速度， 其下端与传送器 4 连通， 如图 3 所示 ； 砂落入漏砂罐 2 后则通过漏砂漏斗流入到传送器， 然后由传送器运输至施工现场 ； 本 实施例中， 一个漏砂罐 2 包括两个并列设置的漏砂漏斗， 其目的在于与上方滑车带动砂包 的滑动轨迹相匹配， 保证砂包内的砂完全落入漏砂漏。
32、斗内。 0042 漏砂罐 2 上方为储砂罐 3， 储砂罐 3 主要由外部的侧板首尾依次可拆卸式连接构 成， 其结构与底座一样， 储砂罐 3 的空间大于漏砂罐 2， 砂包内砂下落先经过储砂罐 3， 然后 再落入漏砂罐 2 的漏砂漏斗中， 为了更好的实现本实施例， 在漏砂罐中可安装用于过滤、 选 择合适的砂砾的筛漏 ； 进一步地， 为了实现自动划开砂包的目的， 如图 9 所示， 本实例在储 砂罐靠近上方自动上砂机构的侧壁内设有划刀6， 该划刀6位于砂包8向储砂罐内滑动的运 动轨迹上， 砂包 8 滑至划刀 6 的位置后， 就自动被划刀划开， 开始漏砂。 0043 需要说明的是， 上述底座、 漏砂罐、。
33、 储砂罐三个部件的外部结构相匹配， 其中的可 拆卸式连接或可拆卸式结构的实现方式属于现有已知技术， 因此， 在此不做赘述。 0044 自动上砂机构位于整个砂罐本体的最上端， 并通过固定钢结构固定在储砂罐的上 方 ； 如图 2、 4 所示， 自动上砂机构 5 主要包括滑轨 52、 加砂机构、 滑动装置三部分。 0045 滑轨， 为滑动装置提供运动路线和支撑， 本实施例中滑轨为矩形框架结构， 其通过 连接架 51 固定在储砂罐 3 上端， 滑轨两侧内壁均设有用于滑动凹槽， 滑轨倾斜设置， 其前 后两端存在高度差， 为了方便描述， 本实施例将滑轨较高端命名为首端， 其较低端命名为尾 端， 为了便于将。
34、地面砂包吊至整个砂罐顶部， 滑轨的首端延伸至砂罐本体的外部。 0046 加砂机构， 它包括设置在滑轨52尾端的卷扬机53， 设置在滑轨52首端且正对于卷 扬机 53 的第一滑轮 54， 以及一端连接于卷扬机 53 上、 另一端绕过第一滑轮 54 与滑动装置 连接并用于连接砂包的钢绳， 加砂机构主要用于将砂包从地面吊至砂罐顶部， 然后由滑车 通过加沙机构带动砂包与其同步运动， 其工作过程通过卷扬机收缩钢绳实现。 0047 滑动装置， 与加砂机构配合使用， 其包括滑动连接于滑轨 52 上的滑车 55， 设置于 滑车 55 上的限位通孔 56， 以及通过连接轮 57 与滑车 55 固定连接并正对于限。
35、位通孔 56 的 第二滑轮 ； 加砂机构中的钢绳先绕过第一滑轮 54 的一端， 然后再绕过第二滑轮穿过限位通 说 明 书 CN 103144867 A 8 6/7 页 9 孔 56 并延伸至限位通孔的下端， 如图 4 所示， 钢绳的下端则用于连接砂包 8。其中， 滑车的 两侧各设有两个轱辘， 轱辘内置于滑轨内侧的凹槽内， 砂包被加砂机构吊至砂罐顶部后， 通 过自锁固定机构固定， 与滑车保持相对静止， 然后在砂包和滑车的自重下， 由滑车带动砂包 从滑轨的首端滑至尾端。 0048 砂包吊至砂罐顶部后， 其与滑车之间的固定非常重要， 为了保证二者之间的固定 效果， 本实施例在上述结构的基础上还设有自。
36、锁固定机构， 该自锁固定机构包含于加砂机 构内， 如图 7、 8 所示， 该自锁固定机构包括设置在钢绳 58 端部并用于连接砂包的活动离合 机构7， 以及安装在所述限位通孔56内并与活动离合机构7匹配的锁紧机构， 锁紧机构和活 动离合机构相互卡紧后， 砂包与滑车保持同步运动。 0049 具体的说， 如图 7 所示， 活动离合机构 7 包括与钢绳 58 连接且具有滑动腔的外壳， 设置在该外壳滑动腔内且上端端部呈锥体结构、 下端延伸至外壳外部的滑舌 71， 至少两个 以滑舌 71 为中心呈圆周均匀分布并通过固定销固定在外壳上、 且可相对于外壳转动的卡 件体72， 以及套接在滑舌71上且一端固定在滑。
37、动腔底部的第一弹簧73 ； 其中， 卡件体72的 下端外侧设有锯齿状凸体 74， 与该锯齿状凸体 74 对应的内侧设有用于顶开卡件体 72 的第 二弹簧 75。 0050 如图 9 所示， 锁紧机构包括位于限位通孔 56 上端且直径大于限位通孔 56 的固定 件 81， 以及与该固定件 81 固为一体结构、 且外径与限位通孔 56 匹配的锁紧圆环 82 ； 其中， 固定件 81 的内切圆直径大于限位通孔， 而固定件则无固定形状， 其可为规则的圆盘形， 也 可为不规则的其它形状 ； 所述锁紧圆环 82 的内壁设有与所述锯齿状凸体 74 匹配的锯齿状 凹槽 83。 0051 活动离合机构和锁紧机构。
38、通过以下步骤实现卡紧自锁 ： 一、 初始状态下， 第一弹簧 向上弹起并向滑舌施力， 滑舌上移， 其上端顶住卡件体上端， 卡件体上端受力并向外移动， 下端向内移动并压缩第二弹簧， 卡件体呈收缩状态 ； 二、 活动离合机构连接上砂包后， 滑舌 在砂包的重力作用下向下滑动并压缩第一弹簧， 第二弹簧弹起顶开卡件体下端， 使其向外 移动， 卡件体上端向内移动 , 使得卡件体呈张开状态 ； 具体的说， 卡体件上端不再受滑舌的 压力， 卡体件下端受第二弹簧的弹力， 卡体件绕固定销旋转， 使得卡体件上端向内移动、 卡 体件下端向外移动至张开状态 ； 三、 活动离合机构移动至锁紧机构中的锁紧圆环内后， 卡件 体。
39、被锁紧圆环内壁压缩， 卡件体收缩， 其下端压缩第二弹簧 ； 四、 当卡件体下端的锯齿状凸 体移动至与其匹配的锯齿状凹槽时， 第二弹簧弹起并顶开卡件体， 其下端向外移动， 上端向 内移动， 卡件体呈张开状态， 锯齿状凸体和锯齿状凹槽相互卡紧。 0052 漏砂完成后还需将砂包回拉至滑轨首端， 然后活动离合机构和锁紧机构脱离， 砂 包回落至地面， 以便于循环加砂作业 ； 其中， 砂包回落至地面的方式有两种 ： 一、 靠自重自 动回落至地面 ； 二、 当砂包重力较轻， 而无法自动回落至地面时， 则手动拉回地面 ； 实现砂 包回落的方式有多种， 上述仅举例说明了两种砂包的回落实现方式， 应当注意的是， 。
40、上述两 种方式不应当限制本发明的保护范围。 为了实现上述目的， 本实施例还设有回拉机构， 为了 平覆滑车左右两侧的受力， 回拉机构为两个并对称设置于滑车两侧， 如图 6、 8 所示， 该回拉 机构由固定在滑轨 52 上并与所述第一滑轮 54 位于同端的第三滑轮 9， 固定在滑轨 52 上并 与所述卷扬机 53 位于同端且正对于第三滑轮 9 的第三弹簧 10， 以及一端与第三弹簧 10 连 接、 另一端绕过第三滑 9 与滑车 55 连接的钢缆线 12。需要说明的是， 本实施例将钢绳 58 和 说 明 书 CN 103144867 A 9 7/7 页 10 钢缆线 12 分别取名是为了方便本领域技。
41、术人员区分， 二者实际上可同时为钢绳或钢缆线， 抑或是其它用于滑动连接的线绳。 0053 回拉机构的工作原理是 ： 滑车带动砂包从滑轨首端滑至尾端的过程中， 第三弹簧 受力被拉伸， 此时， 第三弹簧的拉伸回复力小于滑车和砂包的总重量， 砂包中砂在滑动过程 中不断漏掉， 第三弹簧不断被拉伸， 当砂包内砂漏完后， 砂包和滑车的总重量小于第三弹簧 的拉伸回复力， 第三弹簧通过第三滑轮和钢缆线将砂包和滑车拉回至滑轨的首端 ； 与此同 时， 砂包内砂漏完后， 重量减轻， 因此， 活动离合机构中第一弹簧的回复力大于空砂包的重 力， 第一弹簧弹起， 带动滑舌向上运动， 滑设顶部顶住卡件体的上端， 卡件体上端。
42、受力向外 运动， 其下端向内运动， 使得卡件体呈收缩状态， 活动离合机构从锁紧机构中脱离， 砂包靠 自动回落至地面。由此反复即可实现循环加砂作业， 极大地提高了施工效率。 0054 在油气田压裂、 试气 （油） 作业施工中， 加砂往往需要用到两种不同的砂， 因此， 本 实施例在上述可拆卸式自动加砂砂罐的基础上， 还提供了一种组合式砂罐， 该组合式砂罐 由两个可拆卸式自动加砂砂罐组合构成， 两个相邻储砂罐和漏砂罐相互独立， 互不影响 ； 在 另一种实施方案中， 两个相邻储砂罐和漏砂罐可相互连通， 进一步的， 为避免两种砂相互影 响， 在该实施方案的基础上， 还可在相邻的两个储砂罐和漏砂罐之间可安。
43、装可拆卸式挡板， 且二者共用一个挡板。值得说明的是， 本实施例中仅举例说明了当需要两种砂进行加砂作 业时， 组合式砂罐的设置方式， 当需要三种、 四种甚至更多不同种类的砂时， 只需对应增加 与砂种类相适应的可拆卸式自动加砂砂罐即可， 对上述的设置也应当在本发明的保护范围 内。 0055 本发明的工作过程主要包括上砂、 漏砂和回拉三个过程 ： 上砂及漏砂的步骤如下 ： 一、 活动离合机构连接在砂包上， 卷扬机收缩， 拉动砂包上升 ； 二、 活动离合机构上升至锁紧机构的位置后， 与锁紧机构相互卡紧， 使得砂包与滑车同 步运动 ； 三、 卷扬机反向释放钢绳， 滑车利用自身重力、 滑轨的倾斜角度自动向。
44、滑轨较低端移 动， 与此同时， 滑车带动砂包向储砂罐内移动 ； 四、 砂包移动至储砂罐内设有划刀的位置处时， 划刀直接将砂包划开， 砂包内的砂下落 至漏砂罐中， 然后由传送器将砂输送至施工现场。 0056 砂包漏砂完成后的回拉过程 ： 砂包内砂下落完后， 回拉机构拉动滑车滑至滑轨较 高端， 与此同时， 活动离合机构脱离锁紧机构， 卷扬机释放钢绳， 砂包回落至地面。 0057 以上所述， 仅是本发明的较佳实施例而已， 并非对本发明作任何形式上的限制， 虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上， 然而并非用以限定本发明， 任何熟悉本专业的技术人 员， 在不脱离本发明技术方案范围内当可用上述揭示的技术内容。
45、作出些许变动或修饰等同 变化的等效实施例。 0058 按照上述实施例， 便可很好地实现本发明。 值得说明的是， 基于上述设计原理的前 提下， 为解决同样的技术问题， 即使在本发明所公开的结构基础上做出的一些无实质性的 改动或润色， 所采用的技术方案的实质仍然与本发明一样， 故其也应当在本发明的保护范 围内。 说 明 书 CN 103144867 A 10 1/6 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 103144867 A 11 2/6 页 12 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 103144867 A 12 3/6 页 13 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 103144867 A 13 4/6 页 14 图 6 说 明 书 附 图 CN 103144867 A 14 5/6 页 15 图 7 说 明 书 附 图 CN 103144867 A 15 6/6 页 16 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 103144867 A 16 。