本發(fā)明涉及石油、天然氣井壓裂技術(shù)領(lǐng)域，進一步的，涉及一種石英砂支撐劑生產(chǎn)方法及系統(tǒng)，尤其涉及一種壓裂用石英砂支撐劑的生產(chǎn)方法及方法。

背景技術(shù)：

隨著近年來油氣資源勘探開發(fā)快速發(fā)展，特別是頁巖氣、致密氣等非常規(guī)油氣資源的規(guī)模開發(fā)，壓裂技術(shù)廣泛應(yīng)用于非常規(guī)油氣井、叢式井增產(chǎn)作業(yè)。

天然石英砂因其具有較好的圓整度、抗酸、抗壓等特性，被廣泛的用作壓裂支撐劑使用?，F(xiàn)階段，用于壓裂支撐劑的天然石英砂主要以黃砂和白砂為主，分布于內(nèi)蒙、寧夏、新疆等地。特定的石英砂礦源能否作為壓裂支撐劑，首先要考慮其抗壓強度能否滿足要求，其次為圓球度、濁度等性質(zhì)。實踐中，石英砂抗破碎率等級為其天然特性，通常在礦源踏勘、篩選環(huán)節(jié)已進行過評價與論證，其生產(chǎn)、加工過程主要是降低石英砂濁度、提高純度，進一步進行干燥和篩選得到相應(yīng)的成品石英砂支撐劑。

現(xiàn)階段，天然石英砂開采、提純、烘干和篩分等生產(chǎn)、加工環(huán)節(jié)無標(biāo)準(zhǔn)的方法和設(shè)備，各地生產(chǎn)、加工出的產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品規(guī)格也不能滿足細分市場的需求，導(dǎo)致高品質(zhì)石英砂支撐劑供不應(yīng)求、價格水漲船高。

針對相關(guān)技術(shù)中生產(chǎn)出的石英砂支撐劑品質(zhì)較低，無法滿足使用要求的問題，目前尚未給出有效的解決方案。

由此，本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗與實踐，提出一種石英砂支撐劑生產(chǎn)方法及系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種石英砂支撐劑生產(chǎn)方法及系統(tǒng)，能夠應(yīng)用于石英砂礦源的規(guī)模開采和加工，生產(chǎn)出的石英砂支撐劑的產(chǎn)品質(zhì)量能夠滿足各類檢測標(biāo)準(zhǔn)和使用的要求，產(chǎn)品規(guī)格符合市場需求。

本發(fā)明的目的可采用下列技術(shù)方案來實現(xiàn)：

本發(fā)明提供了一種石英砂支撐劑生產(chǎn)方法，所述石英砂支撐劑生產(chǎn)方法包括如下步驟：

步驟s1：篩除原砂中的大顆粒雜質(zhì)和大量廢砂，得到所需粒徑范圍的毛砂；

步驟s2：分離去除所述毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)；

步驟s3：對所述毛砂進行烘干處理；

步驟s4：對烘干后的所述毛砂進行分級篩分，以去除所述毛砂中的少量廢砂，得到所需粒徑范圍的成品砂。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述步驟s1包括：

步驟s101：采用單層篩網(wǎng)去除所述原砂中的大顆粒雜質(zhì)及雜草植被；

步驟s102：對所述原砂進行初步烘干處理，以降低所述原砂中的含水率；

步驟s103：采用兩層篩網(wǎng)對烘干后的所述原砂進行篩選，去除所述原砂中的大量廢砂，以得到所需粒徑范圍的所述毛砂。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述步驟s2包括：

步驟s201：采用摩擦清洗機對所述毛砂進行初步清洗，將石英砂與雜質(zhì)以及泥土分散在水中；

步驟s202：采用螺旋洗砂機對所述毛砂進行二次清洗，以去除所述毛砂上的附著物；

步驟s203：采用水力旋流器去除所述毛砂中的小顆粒雜質(zhì)；

步驟s204：對所述毛砂進行脫水以及晾曬處理。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述步驟s4包括：

步驟s401：一級篩分，采用三層篩網(wǎng)組合對所述毛砂進行篩分，得到不同粒徑范圍的毛砂，同時去除所述毛砂中的少量廢砂；

步驟s402：二級篩分，分別采用不同的單層篩網(wǎng)對步驟s401中不同粒徑范圍的所述毛砂進行篩分，篩選出所需粒徑范圍的石英砂即為多種粒徑范圍的成品砂。

本發(fā)明提供了一種石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，所述石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)包括篩除原砂中大顆粒雜質(zhì)和大量廢砂的預(yù)處理裝置、分離去除毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)的提純裝置以及對毛砂進行烘干并分級篩分去除毛砂中的少量廢砂的烘干篩選裝置，其中：

所述預(yù)處理裝置位于石英砂礦源所在地，用于對礦源地的原砂進行預(yù)處理，原砂預(yù)處理后的毛砂通過車輛運輸至所述提純裝置中進行進一步提純處理；所述提純裝置用于對毛砂進行提純加工，加工提純后的毛砂通過鏟車運輸至所述的烘干篩選裝置中進行烘干和多級篩分處理后得到成品砂。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述預(yù)處理裝置包括篩選除雜器、初級烘干爐和初級振動篩，所述篩選除雜器的入料口即為所述預(yù)處理裝置的輸入口，所述篩選除雜器的出料口與所述初級烘干爐的入料口連接，所述初級烘干爐的出料口與所述初級振動篩的入料口連接，所述初級振動篩的出料口即為所述預(yù)處理裝置的輸出口。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述提純裝置包括第一清洗機、第二清洗機、砂漿池、水力旋流器和脫水振動篩，所述第一清洗機的入料口即為所述提純裝置的輸入口，所述第一清洗機的出料口與所述第二清洗機的入料口連接，所述第二清洗機的出料口與所述砂漿池的入料口連接，所述砂漿池的出料口與所述水力旋流器的入料口連接，所述水力旋流器的出料口與所述脫水振動篩的入料口連接，所述脫水振動篩的出料口即為所述提純裝置的輸出口；

所述脫水振動篩的排水口與所述砂漿池的進水口連接。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述第一清洗機為摩擦清洗機，所述第二清洗機為螺旋洗砂機。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)還包括循環(huán)水處理裝置，所述循環(huán)水處理裝置包括絮凝沉淀器、壓濾機和清水罐，所述第二清洗機的排水口和所述水力旋流器的排水口分別與所述絮凝沉淀器的進水口連接，所述絮凝沉淀器的出水口分別與所述壓濾機的進水口和所述清水罐的進水口連接，所述壓濾機的出水口與所述清水罐的進水口連接，所述清水罐的出水口分別與所述第一清洗機的進水口、所述第二清洗機的進水口和所述砂漿池的進水口連接。

在本發(fā)明的一較佳實施方式中，所述烘干篩選裝置包括流化床、一級篩分設(shè)備和多個二級篩分設(shè)備，所述流化床的入料口即為所述烘干篩選裝置的輸入口，所述流化床的出料口與所述一級篩分設(shè)備的入料口連接，所述一級篩分設(shè)備的出料口分別與各所述二級篩分設(shè)備的入料口連接，各所述二級篩分設(shè)備的出料口即為所述烘干篩選裝置的輸出口。

由上所述，本發(fā)明的石英砂支撐劑生產(chǎn)方法及系統(tǒng)的特點及優(yōu)點是：通過預(yù)處理裝置對石英砂礦源地的原砂進行預(yù)處理，以去除原砂中的大顆粒雜質(zhì)、雜草植被和大量廢砂，從而得到所需粒徑范圍的毛砂；再通過提純裝置對毛砂進行多級擦洗、沖洗，分級除去毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)；通過烘干篩選裝置對毛砂進行深度烘干處理，再通過兩級篩分去除廢砂，獲得多種粒徑范圍的成品砂(即：石英砂支撐劑)，完成滿足要求的石英砂支撐劑的生產(chǎn)，大大提高了石英砂支撐劑中石英砂的純度，降低石英砂支撐劑的濁度，可同時滿足多種規(guī)格石英砂產(chǎn)品的要求；另外，整個生產(chǎn)過程具有較強的通用性，適用于規(guī)模生產(chǎn)的工藝流程，可用于大批量石英砂支撐劑的建產(chǎn)和生成，本石英砂支撐劑的生產(chǎn)方法能夠保證高品質(zhì)石英砂支撐劑的生產(chǎn)和加工，可作為石英砂支撐劑的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化進行推廣。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本發(fā)明做示意性說明和解釋，并不限定本發(fā)明的范圍。

其中：

圖1：為本發(fā)明石英砂支撐劑生產(chǎn)方法的流程圖。

圖2：為本發(fā)明石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

本發(fā)明中的附圖標(biāo)號為：

1、預(yù)處理裝置；101、篩選除雜器；

102、初級烘干爐；103、初級振動篩；

2、提純裝置；201、第一清洗機；

202、第二清洗機；203、砂漿池；

204、水力旋流器；205、脫水振動篩；

3、烘干篩選裝置；301、流化床；

302、一級篩分設(shè)備；303、二級篩分設(shè)備；

4、循環(huán)水處理裝置；401、絮凝沉淀器；

402、壓濾機；403、清水罐。

具體實施方式

為了對本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

實施方式一

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種石英砂支撐劑生產(chǎn)方法，該石英砂支撐劑生產(chǎn)方法包括如下步驟：

步驟s1：篩除原砂(即：天然石英砂)中的大顆粒雜質(zhì)(即：大粒徑的碎石、雜草以及其他植被)和大量廢砂，得到所需粒徑范圍的毛砂；

進一步的，如圖1所示，步驟s1包括：

步驟s101：采用單層篩網(wǎng)去除原砂中的大顆粒雜質(zhì)(即：大粒徑的碎石和雜草)，其中大顆粒雜質(zhì)的粒徑范圍為大于10目；

步驟s102：對去除大顆粒雜質(zhì)后的原砂進行初步烘干處理，以降低原砂中的含水率至6％以下，能夠有效避免后續(xù)篩分設(shè)備中的篩網(wǎng)被堵塞；

步驟s103：采用兩層篩網(wǎng)對烘干后的原砂進行篩選，去除原砂中的大量廢砂(其中，大量廢砂的粒徑范圍為大于16目以及小于150目)，以得到所需粒徑范圍的毛砂。

步驟s2：對毛砂進行提純處理，采用濕法提純以分離去除毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)；

進一步的，如圖1所示，步驟s2包括：

步驟s201：采用摩擦清洗機對毛砂進行初步清洗；

具體的，將毛砂與水按照1：1的比例混合進行摩擦清洗，使石英砂與雜質(zhì)和泥土等附著物在水中分散開；

步驟s202：采用螺旋洗砂機對毛砂進行螺旋清洗，以去除毛砂上的附著物(即：漂浮物以及毛砂表面粘附的雜質(zhì)和泥土)；

步驟s203：采用水力旋流器204，通過水力分級的方式去除毛砂中的密度接近的雜質(zhì)和小顆粒石英砂，從而得到純度較高的毛砂(該毛砂為濕毛砂)；

步驟s204：采用脫水振動篩對毛砂進行脫水處理，并采用自然晾曬的方式去除毛砂中游離的水分。

步驟s3：采用高溫空氣對毛砂進行烘干處理，以達到深度烘干的效果，使毛砂中的含水量小于3％；

步驟s4：對深度烘干后的毛砂進行分級篩分，以去除毛砂中的少量廢砂，得到所需粒徑范圍的成品砂；

進一步的，如圖1所示，步驟s4包括：

步驟s401：一級篩分，采用三層篩網(wǎng)組合形成的一級篩分設(shè)備302對毛砂進行篩分，得到不同粒徑范圍的毛砂，同時去除毛砂中的少量廢砂；

具體的，一級篩分設(shè)備302對毛砂進行第一級篩選，一級篩分設(shè)備302采用四層篩網(wǎng)，分別為20目篩網(wǎng)、40目篩網(wǎng)、70目篩網(wǎng)和140目篩網(wǎng)的組合，從而將毛砂篩分成粒徑分別為20目以上、20目至40目、40目至70目、70目至140目以及140目以上的石英砂，其中：大于20目以及小于140目的石英砂集中收集為少量廢砂，進行去除。

步驟s402：二級篩分，采用多個二級篩分設(shè)備303(不同的單層篩網(wǎng))對步驟s401中不同粒徑范圍的毛砂進行篩分，篩選出所需粒徑范圍的石英砂即為多種粒徑范圍的成品砂。

具體的，通過多個二級篩分設(shè)備303對毛砂進行第二級篩選，二級篩分設(shè)備303采用多個單層篩網(wǎng)，分別為30目篩網(wǎng)、50目篩網(wǎng)和100目篩網(wǎng)，對一級篩分設(shè)備302篩分出的粒徑為20目至40目、40目至70目以及70目至140目范圍內(nèi)的石英砂再次進行篩選，從而篩分出粒徑為20目至30目、30目至40目、40目至50目、50目至70目、70目至100目以及100目至140目的石英砂(即：多種粒徑范圍的成品砂)，進而可根據(jù)市場和技術(shù)要求任意組合相應(yīng)的石英砂產(chǎn)品。

本發(fā)明的石英砂支撐劑生產(chǎn)方法的特點及優(yōu)點是：

該石英砂支撐劑生產(chǎn)方法，首先，對原砂進行預(yù)處理，以去除石英砂礦源地的原砂中的大顆粒雜質(zhì)、雜草植被和大量廢砂，從而得到所需粒徑范圍的毛砂；再對毛砂進行多級擦洗、沖洗，分級出去毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)；之后對毛砂進行深度烘干處理，再經(jīng)過一級篩分設(shè)備去除毛砂中的少量廢砂；最后，再通過多個二級篩分設(shè)備303對毛砂進行篩選，從而獲得多種粒徑范圍的成品砂，完成滿足要求的石英砂支撐劑的生產(chǎn)，大大提高了石英砂支撐劑中石英砂的純度，降低石英砂支撐劑的濁度，可同時滿足多種規(guī)格石英砂產(chǎn)品的要求；整個生產(chǎn)過程具有較強的通用性，適用于規(guī)模生產(chǎn)的工藝流程，可用于大批量石英砂支撐劑的建產(chǎn)和生成，本石英砂支撐劑的生產(chǎn)方法能夠保證高品質(zhì)石英砂支撐劑的生產(chǎn)和加工，可作為石英砂支撐劑的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化進行推廣。

實施方式二

如圖2所示，本發(fā)明提供了一種石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，該石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)包括預(yù)處理裝置1、提純裝置2和烘干篩選裝置3，預(yù)處理裝置1位于石英砂礦源所在地，預(yù)處理裝置1的輸入口與原砂供應(yīng)裝置連接，用于對礦源地的原砂進行預(yù)處理，預(yù)處理裝置1輸出的毛砂通過車輛運輸至提純裝置2的輸入口，通過提純裝置2對毛砂進行進一步提純處理，提純裝置2輸出的毛砂通過鏟車運輸至烘干篩選裝置3的輸入口，通過烘干篩選裝置3對毛砂進行烘干和多級篩分處理后得到成品砂，烘干篩選裝置3的輸出口與成品砂收集裝置連接。

通過預(yù)處理裝置1篩除原砂中大顆粒雜質(zhì)(粒徑大于10目的碎石以及雜草)和大量廢砂(粒徑大于16目以及粒徑小于150)，同時進行初步烘干，便于運輸?shù)耐瑫r降低運輸成本；通過提純裝置2分離毛砂中附著物(漂浮物和泥土)和小顆粒雜質(zhì)，通過烘干篩選裝置3對毛砂進行烘干和多級篩分去除毛砂中的少量廢砂(粒徑小于20目以及粒徑大于140目)。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，如圖2所示，預(yù)處理裝置1包括篩選除雜器101、初級烘干爐102和初級振動篩103，篩選除雜器101的入料口即為預(yù)處理裝置1的輸入口，篩選除雜器101的出料口與初級烘干爐102的入料口連接，初級烘干爐102的出料口與初級振動篩103的入料口連接，初級振動篩103的出料口即為預(yù)處理裝置1的輸出口。通過篩選除雜器101去除原砂中的大顆粒雜質(zhì)(即：大粒徑的碎石和雜草)，通過初級烘干爐102對原砂進行初步烘干處理，以降低原砂中的含水率至6％以下，通過初級振動篩103去除原砂中的大量廢砂，所篩分出的大顆粒雜質(zhì)以及大量廢砂進行就近回填處理。

進一步的，初級烘干爐102可為但不限于三筒烘干爐。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，如圖2所示，提純裝置2包括第一清洗機201、第二清洗機202、砂漿池203、水力旋流器204和脫水振動篩205，第一清洗機201的入料口即為提純裝置2的輸入口，第一清洗機201的出料口與第二清洗機202的入料口連接，第二清洗機202的出料口與砂漿池203的入料口連接，砂漿池203的出料口與水力旋流器204的入料口連接，水力旋流器204的出料口與脫水振動篩205的入料口連接，脫水振動篩205的出料口即為提純裝置2的輸出口；脫水振動篩205的排水口與砂漿池203的進水口連接。通過第一清洗機201將毛砂與水按照1：1的比例混合進行摩擦清洗，使石英砂與雜質(zhì)和泥土等附著物在水中分散開，形成砂漿；通過第二清洗機202對毛砂進行螺旋清洗，以去除毛砂上的附著物(即：漂浮物以及毛砂表面粘附的雜質(zhì)和泥土)；通過砂漿池203對毛砂與水按1:3的比例進行混合；通過水力旋流器204利用水力分級的方式去除毛砂中的密度接近的雜質(zhì)和小顆粒石英砂，從而得到純度較高的毛砂(該毛砂為濕毛砂)；通過脫水振動篩205對毛砂進行脫水處理，脫水后的濕毛砂進行堆放晾曬。

進一步的，第一清洗機201可為但不限于摩擦清洗機，第二清洗機202可為但不限于螺旋洗砂機。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，如圖2所示，石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)還包括循環(huán)水處理裝置4，循環(huán)水處理裝置4包括絮凝沉淀器401、壓濾機402和清水罐403，第二清洗機202的排水口和水力旋流器204的排水口分別與絮凝沉淀器401的進水口連接，絮凝沉淀器401的出水口分別與壓濾機402的進水口和清水罐403的進水口連接，壓濾機402的出水口與清水罐403的進水口連接，清水罐403的出水口分別與第一清洗機201的進水口、第二清洗機202的進水口和砂漿池203的進水口連接。第二清洗機202以及水力旋流器204排出的污水均輸送至絮凝沉淀器401進行絮凝沉淀，沉淀后的雜質(zhì)通過壓濾機402進行過濾，所得清水輸送至清水罐403內(nèi)進行存儲，清水罐403內(nèi)的清水可分別用于向第一清洗機201、第二清洗機202和砂漿池203內(nèi)進行供水，過濾所得沉淀為廢砂(以砂餅形式存在)可直接就近回填。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，如圖2所示，烘干篩選裝置3包括流化床301、一級篩分設(shè)備302和多個二級篩分設(shè)備303，流化床301的入料口即為烘干篩選裝置3的輸入口，流化床301的出料口與一級篩分設(shè)備302的入料口連接，一級篩分設(shè)備302的出料口分別與各二級篩分設(shè)備303的入料口連接，各二級篩分設(shè)備303的出料口即為烘干篩選裝置3的輸出口。通過流化床301對毛砂進行干燥處理，使毛砂中的含水量小于3％；通過一級篩分設(shè)備302對毛砂進行篩分，以去除毛砂中的少量廢砂；通過多個二級篩分設(shè)備303對毛砂進行篩分，從而篩選出不同粒徑范圍的成品砂。

進一步的，如圖2所示，多個二級篩分設(shè)備303分別采用30目篩網(wǎng)、50目篩網(wǎng)以及100目篩網(wǎng)，以對粒徑為20目至40目、40目至70目以及70目至140目范圍內(nèi)的石英砂進行篩選，從而篩分出粒徑為20目至30目、30目至40目、40目至50目、50目至70目、70目至100目以及100目至140目的石英砂。

進一步，一級篩分設(shè)備302和二級篩分設(shè)備303可為但不限于搖擺振動篩。

以下為本發(fā)明的石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)的具體工藝流程，其以百萬噸級壓裂石英砂支撐劑生產(chǎn)工藝步驟為例進行說明，目的為生產(chǎn)20目至140目間的各類規(guī)格壓裂石英砂支撐劑產(chǎn)品：

一、天然石英砂預(yù)處理：即通過篩除天然石英砂礦源中的大粒徑碎石以及雜草，再進行初步烘干和篩選去除雜質(zhì)和廢砂，從而得到一定粒徑范圍的毛砂。

上述的天然石英砂預(yù)處理通過將天然石英砂輸送至篩選除雜器101進行除雜操作，設(shè)置5目和10目的篩網(wǎng)，除去石英砂中的雜草、植被及大粒徑雜質(zhì)，可有效防止下游烘干設(shè)備以及篩分設(shè)備的堵塞。石英砂所除去的雜草、植被及大粒徑雜質(zhì)后由稱重皮帶輸送至初級烘干爐102進行干燥，以將石英砂的含水率降至6％以下，有效控制了石英砂中所含水分，進一步避免了由于下游篩分設(shè)備的篩網(wǎng)上附著石英砂而造成堵塞的情況。

上述的天然石英砂預(yù)處理過程中，經(jīng)烘干處理后的石英砂中含水率低、較為分散，再由初級振動篩103進行篩選(初級振動篩103設(shè)置16目和150目的篩網(wǎng))，篩分去除16目以上及150目以下的廢砂就地掩埋，篩選出的16目至150目的石英砂由翻斗車運輸至提純裝置2進行加工處理。在該過程中理論上應(yīng)選用20目和140目篩網(wǎng)，而實際操作過程中由于篩網(wǎng)制造有偏差，同時石英砂檢測標(biāo)準(zhǔn)中產(chǎn)品規(guī)格粒徑含量在90％以上即為合格，因此選用16目和150目篩網(wǎng)進行初篩可以提高毛砂的出砂率。

二、毛砂提純處理：即通過對毛砂進行多級擦洗、以及分級除去泥土和雜質(zhì)，提高石英砂純度。毛砂提純加工過程中將毛砂由稱重皮帶輸運至摩擦清洗機中，將毛砂與清水以1:1的比例進行混合攪拌擦洗，通過清水將石英砂以及雜質(zhì)和泥土等附著物分散開來，同時提高了砂漿的懸浮性能；摩擦清洗機內(nèi)石英砂與水混合擦洗后形成的砂漿溢流而出，進入至螺旋洗砂機內(nèi)，在螺旋洗砂機的上方設(shè)置有噴淋裝置，從而可對翻轉(zhuǎn)向上的石英砂進行噴水沖洗，去除石英砂上附著的泥土等雜質(zhì)，螺旋洗砂機與噴淋裝置能夠有效除去砂漿中的泥土附著物以及漂浮物，清洗后的石英砂已較為干凈，但仍然攜帶了少量密度相近的小粒徑雜質(zhì)；經(jīng)螺旋洗砂機清洗后的毛砂進入砂漿池203內(nèi)，在砂漿池203內(nèi)毛砂與水以1:3的比例進行混合，形成稀砂漿，大大提高砂漿的懸浮能力和分散度，再由砂漿泵注入水力旋流器204內(nèi)進行粒徑分級，石英砂由水力旋流器204的底部排出，小粒徑的雜質(zhì)、小粒徑的石英砂和大量的水由水力旋流器204的頂部排出；在進行毛砂提純加工后，經(jīng)擦洗、沖洗和水力分級后的毛砂通過脫水振動篩進行脫水，脫水后由皮帶傳輸至堆場晾曬。

三、毛砂烘干及組合篩選，經(jīng)過脫水和自然晾曬瀝去游離水分的石英砂需要進行進一步處理，通過將石英砂輸送至流化床301進行深度干燥，再進行兩級組合篩選從而得到滿足粒徑要求的石英砂支撐劑產(chǎn)品。毛砂烘干及組合篩選過程中，毛砂由鏟車推送至斗倉，經(jīng)控制閥和給料機均勻給料控制給砂量，再由稱重皮帶輸運至流化床301進行深度干燥，通常成品石英砂支撐劑的含水率控制在3％以內(nèi)即為合格，選用流化床301可將石英砂支撐劑的含水率控制在1％以內(nèi)。

上述的毛砂烘干及組合篩選，經(jīng)烘干的毛砂由斗提機提升至一級篩分設(shè)備302中進行篩分，經(jīng)一級篩分設(shè)備302篩選出20目以上、20目至40目、40目至70目、70目至140目以及140目以下的石英砂，其中20目以上和140目以下石英砂混合后外運填埋，20目至40目、40目至70目以及70目至140目的石英砂分別進入選用30目篩網(wǎng)、50目篩網(wǎng)和100目篩網(wǎng)的二級篩分設(shè)備303中進行篩分，最后得到20目至30目、30目至40目、40目至50目、50目至70目、70目至100目以及100目至140目的石英砂產(chǎn)品。在實際售賣和使用過程中，石英砂支撐劑產(chǎn)品需求多以20目至40目、40目至70目、70目至140目以及30目至50目為主，進而可根據(jù)實際需求進行組合篩選得到相應(yīng)的石英砂支撐劑產(chǎn)品。

本發(fā)明的石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)的特點及優(yōu)點是：

一、該石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)與現(xiàn)有壓裂石英砂支撐劑技術(shù)相比，更加全面、綜合，特別是對高品質(zhì)石英砂支撐劑的生產(chǎn)、加工的各個環(huán)節(jié)，可作為石英砂支撐劑生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化進行推廣。

二、該石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)具有更好的通用性，適用于規(guī)模生產(chǎn)的工藝流程，可作為年產(chǎn)百萬噸級石英砂支撐劑生產(chǎn)工藝包指導(dǎo)壓裂石英砂支撐劑建產(chǎn)與生產(chǎn)。

三、該石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)不同于國內(nèi)現(xiàn)有小型石英砂生產(chǎn)裝置，其采用的預(yù)處理裝置1、提純裝置2以及烘干篩選裝置3，能大幅度提高石英砂純度、降低濁度，同時其產(chǎn)品滿足各類技術(shù)規(guī)格石英砂產(chǎn)品的要求。

四、該石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)置有循環(huán)水處理裝置4，可對生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的廢水進行收集和凈化，并對經(jīng)凈化后的清水進行循環(huán)使用，節(jié)約成本，有利于資源的循環(huán)使用。

以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實施方式，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護的范圍。

技術(shù)特征：

1.一種石英砂支撐劑生產(chǎn)方法，其特征在于，所述石英砂支撐劑生產(chǎn)方法包括如下步驟：

步驟s1：篩除原砂中的大顆粒雜質(zhì)和大量廢砂，得到所需粒徑范圍的毛砂；

步驟s2：分離去除所述毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)；

步驟s3：對所述毛砂進行烘干處理；

步驟s4：對烘干后的所述毛砂進行分級篩分，以去除所述毛砂中的少量廢砂，得到所需粒徑范圍的成品砂。

2.如權(quán)利要求1所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s1包括：

步驟s101：采用單層篩網(wǎng)去除所述原砂中的大顆粒雜質(zhì)及雜草植被；

步驟s102：對所述原砂進行初步烘干處理，以降低所述原砂中的含水率；

步驟s103：采用兩層篩網(wǎng)對烘干后的所述原砂進行篩選，去除所述原砂中的大量廢砂，以得到所需粒徑范圍的所述毛砂。

3.如權(quán)利要求1所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s2包括：

步驟s201：采用摩擦清洗機對所述毛砂進行初步清洗，將石英砂與雜質(zhì)以及泥土分散在水中；

步驟s202：采用螺旋洗砂機對所述毛砂進行二次清洗，以去除所述毛砂上的附著物；

步驟s203：采用水力旋流器(204)去除所述毛砂中的小顆粒雜質(zhì)；

步驟s204：對所述毛砂進行脫水以及晾曬處理。

4.如權(quán)利要求1所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)方法，其特征在于，所述步驟s4包括：

步驟s401：一級篩分，采用三層篩網(wǎng)組合對所述毛砂進行篩分，得到不同粒徑范圍的毛砂，同時去除所述毛砂中的少量廢砂；

步驟s402：二級篩分，分別采用不同的單層篩網(wǎng)對步驟s401中不同粒徑范圍的所述毛砂進行篩分，篩選出所需粒徑范圍的石英砂即為多種粒徑范圍的成品砂。

5.一種石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)包括篩除原砂中大顆粒雜質(zhì)和大量廢砂的預(yù)處理裝置(1)、分離去除毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)的提純裝置(2)以及對毛砂進行烘干并分級篩分去除毛砂中的少量廢砂的烘干篩選裝置(3)，其中：

所述預(yù)處理裝置(1)位于石英砂礦源所在地，用于對礦源地的原砂進行預(yù)處理，原砂預(yù)處理后的毛砂通過車輛運輸至所述提純裝置(2)中進行進一步提純處理；所述提純裝置(2)用于對毛砂進行提純加工，加工提純后的毛砂通過鏟車運輸至所述的烘干篩選裝置(3)中進行烘干和多級篩分處理后得到成品砂。

6.如權(quán)利要求5所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處理裝置(1)包括篩選除雜器(101)、初級烘干爐(102)和初級振動篩(103)，所述篩選除雜器(101)的入料口即為所述預(yù)處理裝置(1)的輸入口，所述篩選除雜器(101)的出料口與所述初級烘干爐(102)的入料口連接，所述初級烘干爐(102)的出料口與所述初級振動篩(103)的入料口連接，所述初級振動篩(103)的出料口即為所述預(yù)處理裝置(1)的輸出口。

7.如權(quán)利要求5所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述提純裝置(2)包括第一清洗機(201)、第二清洗機(202)、砂漿池(203)、水力旋流器(204)和脫水振動篩(205)，所述第一清洗機(201)的入料口即為所述提純裝置(2)的輸入口，所述第一清洗機(201)的出料口與所述第二清洗機(202)的入料口連接，所述第二清洗機(202)的出料口與所述砂漿池(203)的入料口連接，所述砂漿池(203)的出料口與所述水力旋流器(204)的入料口連接，所述水力旋流器(204)的出料口與所述脫水振動篩(205)的入料口連接，所述脫水振動篩(205)的出料口即為所述提純裝置(2)的輸出口；

所述脫水振動篩(205)的排水口與所述砂漿池(203)的進水口連接。

8.如權(quán)利要求7所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一清洗機(201)為摩擦清洗機，所述第二清洗機(202)為螺旋洗砂機。

9.如權(quán)利要求7所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)還包括循環(huán)水處理裝置(4)，所述循環(huán)水處理裝置(4)包括絮凝沉淀器(401)、壓濾機(402)和清水罐(403)，所述第二清洗機(202)的排水口和所述水力旋流器(204)的排水口分別與所述絮凝沉淀器(401)的進水口連接，所述絮凝沉淀器(401)的出水口分別與所述壓濾機(402)的進水口和所述清水罐(403)的進水口連接，所述壓濾機(402)的出水口與所述清水罐(403)的進水口連接，所述清水罐(403)的出水口分別與所述第一清洗機(201)的進水口、所述第二清洗機(202)的進水口和所述砂漿池(203)的進水口連接。

10.如權(quán)利要求5所述的石英砂支撐劑生產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述烘干篩選裝置(3)包括流化床(301)、一級篩分設(shè)備(302)和多個二級篩分設(shè)備(303)，所述流化床(301)的入料口即為所述烘干篩選裝置(3)的輸入口，所述流化床(301)的出料口與所述一級篩分設(shè)備(302)的入料口連接，所述一級篩分設(shè)備(302)的出料口分別與各所述二級篩分設(shè)備(303)的入料口連接，各所述二級篩分設(shè)備(303)的出料口即為所述烘干篩選裝置(3)的輸出口。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明為一種石英砂支撐劑生產(chǎn)方法及系統(tǒng)，該石英砂支撐劑生產(chǎn)方法包括，步驟S1：篩除原砂中的大顆粒雜質(zhì)和大量廢砂，得到所需粒徑范圍的毛砂；步驟S2：分離去除毛砂中的附著物和小顆粒雜質(zhì)；步驟S3：對毛砂進行烘干處理；步驟S4：對烘干后的毛砂進行分級篩分，以去除毛砂中的少量廢砂，得到所需粒徑范圍的成品砂。本發(fā)明解決了生產(chǎn)出的石英砂支撐劑品質(zhì)較低，無法滿足使用要求的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：寧銅;張福祥;熊林;李志斌

受保護的技術(shù)使用者：洲際海峽能源科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.02.23

技術(shù)公布日：2021.06.18