[发明专利]加砂装置及方法

权利要求书

1.一种加砂装置的加砂方法，其特征在于，该加砂方法应用于加砂装置，所述加砂装置包括：

壳体，所述壳体呈圆筒状，所述壳体的两端分别设有入液口和出液口，所述壳体的侧壁上设有入砂口；

内套筒，所述内套筒设置于所述壳体的内部，与所述壳体同轴设置且可在所述壳体内部转动，所述内套筒的侧壁上设有开窗，所述内套筒在所述壳体内部转动时，所述开窗能够与所述入砂口对准或错开；

一对叶轮，所述一对叶轮设置于所述壳体中且分别位于所述壳体的两端，所述一对叶轮通过传动轴传动连接；

传动装置，所述传动装置分别与所述一对叶轮和所述内套筒连接，所述传动装置在所述一对叶轮的驱动下带动所述内套筒转动；

所述传动装置包括至少一对行星齿轮组件，所述至少一对行星齿轮组件位于所述一对叶轮之间，每对所述行星齿轮组件中的一个行星齿轮组件靠近所述壳体的一端，另一个行星齿轮组件靠近所述壳体的另一端；每个所述行星齿轮组件通过所述传动轴与所述叶轮传动连接，且与所述内套筒传动连接；

每个所述行星齿轮组件包括主齿轮及多个小齿轮，所述主齿轮与所述传动轴连接，所述多个小齿轮环绕所述主齿轮设置且与所述主齿轮啮合传动，所述多个小齿轮的齿轮轴连接于所述内套筒；

所述传动装置包括多对行星齿轮组件，各对行星齿轮组件的主齿轮与小齿轮之间的传动比不同，各对行星齿轮组件的小齿轮一一对应且同轴；

所述方法包括如下步骤：

1）由入液口向壳体中泵入压裂液，使压裂液推动叶轮旋转，进而带动内套筒旋转；

2）由入砂口向壳体中泵入支撑剂；

3）支撑剂与压裂液在壳体中混合成携砂液，由出液口排出。

2.根据权利要求1所述的加砂装置的加砂方法，其特征在于，所述传动轴上设有键槽，所述主齿轮通过可拆卸地设于所述键槽内的键与所述传动轴传动连接。

3.根据权利要求1所述的加砂装置的加砂方法，其特征在于，所述叶轮包括内环、外环及多个叶片，所述外环套设于所述内环的外侧且与所述内环同轴，所述多个叶片沿所述外环的径向连接于所述内环与所述外环之间，所述内环套设于所述传动轴上且与所述传动轴相连接，所述外环通过轴承连接于所述壳体的内壁。

4.根据权利要求1所述的加砂装置的加砂方法，其特征在于，所述开窗的面积占所述内套筒的侧壁面积的30%~70%。

5.根据权利要求1所述的加砂装置的加砂方法，其特征在于，所述传动装置包括至少一对行星齿轮组件，所述至少一对行星齿轮组件位于所述一对叶轮之间，每对所述行星齿轮组件中的一个行星齿轮组件靠近所述壳体的一端，另一个行星齿轮组件靠近所述壳体的另一端；每个所述行星齿轮组件通过所述传动轴与所述叶轮传动连接，且与所述内套筒传动连接；

所述加砂方法还包括：在所述步骤1）之前设置安装所述加砂装置，包括：

确定压裂方案的施工参数；

根据施工参数，确定内套筒的开窗比例，将具有所述开窗比例的内套筒安装于壳体中；

根据施工参数，确定行星齿轮组件的传动比，将具有所述传动比的行星齿轮组件连接于传动轴；

将入液口、入砂口及出液口与对应的管线连接。

6.根据权利要求5所述的加砂装置的加砂方法，其特征在于，所述施工参数包括：所需排量、脉冲加砂频率及脉冲周期内加砂时长比例。