CN104806220A - 一种全液压驱动的压裂设备 - Google Patents

Abstract

一种全液压驱动的压裂设备，包括动力组和压裂泵，所述的动力组包括发动机组、分动箱组和液压泵组，所述的发动机组至少为两台发动机，所述的发动机组连接分动箱组，每台发动机连接一个分动箱，所述的分动箱组上安装有液压泵组，所述的每台分动箱上分别安装有三台液压泵，所述的液压泵组通过液压管路连接，两台或者多台液压泵进出管路合流后连接压裂泵,所述的压裂泵包括左泵头和右泵头两个泵头，所述的压裂泵上安装有三个并排设置的双向液压油缸，所述的液压油缸缸体左右两端设置有油口,采用双向油缸驱动对称分布的双泵头压裂泵，提高设备功率，增大设备排除流量，减小了设备重量和体积，吊装方便。

Description

一种全液压驱动的压裂设备

技术领域

本发明涉及压裂车技术领域，具体地说就是一种全液压驱动的压裂设备。

背景技术

在常规石油天然气资源日益减少的情况下，世界各国不得不寻找替代能源，如页岩气、页岩油、煤层气等非常规油气资源，而非常规石油天然气开采一个关键的技术就是压裂技术，压裂技术是利用高压泵组，将具有一定粘度的液体高速注入地层，当泵的注入速度大于地层的吸收速度时，底层就会产生破裂或者使原来的微小缝隙逐渐张开，形成一条或多条较大的缝隙，随着液体的不断注入，已形成的裂缝不断延伸，从而改善流体在地层中的渗流条件，增强地层渗透率，减少地下流体的流动阻力，增加油气的流动性，提高油气采收率及油气井的生产能力，达到增产增住的目的。

目前，常见的压裂车采用发动机、变速箱、传动轴的一拖一模式，驱动方式单一，通过发动机带动变速箱，再通过传动轴实现动力传递，由于压裂车长时间操作，工作过程受到较大载荷，对传动系统要求较高，一旦传动系统中的一种零件受损将会影响整个设备的运行，而且维修成本高。

另外，压裂设备中最重要的部分为压裂泵，高效率的压裂泵能够减少工作时间，提高工作效率，目前的压裂泵为单一泵头，压裂泵的液体排量有限，功率小，不能满足工作需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全液压驱动的压裂设备，缩小设备重量、体积，提高设备单机功率，增大设备排除流量。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种全液压驱动的压裂设备，包括动力组和压裂泵，所述的动力组包括发动机组、分动箱组和液压泵组，所述的发动机组至少为两台发动机，所述的发动机组连接分动箱组，每台发动机连接一个分动箱，所述的分动箱组上安装有液压泵组，所述的每台分动箱上分别安装有三台液压泵，所述的液压泵组通过液压管路连接，两台或者多台液压泵进出管路合流后连接压裂泵；

所述的压裂泵包括左泵头和右泵头两个泵头，所述的压裂泵上安装有三个并排设置的双向液压油缸，所述的双向液压油缸包括液压油缸缸体和液压油缸活塞杆，所述的液压油缸缸体左右两端设置有油口，所述的每个油口分别与液压管路连接，所述的液压油缸活塞杆两端通过铰接轴承分别与左泵头和右泵头上的柱塞铰接，所述的左泵头与右泵头之间设置有拉杆。

作为优化，所述的另一种压裂泵包括左泵头和右泵头两个泵头，所述的左泵头和右泵头内部设置有柱塞，所述的柱塞通过铰接轴承与液压油缸活塞杆铰接，所述的左泵头的右端和右泵头的左端内部设置有活塞，所述的左泵头和右泵头上设置有油口，所述的左泵头与右泵头之间设置有拉杆。

作为优化，所述的柱塞上安装有位置传感器，所述的位置传感器连接电控系统。

作为优化，所述的液压泵组上的每个液压泵内均安装有斜盘。

作为优化，所述的压裂设备上设置有散热器驱动系统，所述的散热器驱动系统连接散热装置。

作为优化，所述的拉杆两端通过螺栓与左泵头和右泵头连接。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的一种全液压驱动的压裂设备，采用双向油缸驱动对称分布的双泵头压裂泵，提高设备功率，增大设备排除流量，省去变速箱和传动轴，缩短了设备的前后距离，减小了设备重量和体积，吊装方便。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的压裂泵放大图；

图3为本发明的另一种压裂泵放大图；

图4为本发明的液压原理图；

其中，1动力组、2压裂泵、3发动机、4分动箱、5液压泵、6液压管路、7左泵头、8右泵头、9双向液压油缸、10液压油缸缸体、11液压油缸活塞杆、12油口、13柱塞、14拉杆、15散热器驱动系统、16液压泵控制系统。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种全液压驱动的压裂设备，包括动力组1和压裂泵2，动力组1包括发动机组、分动箱组和液压泵组，发动机组至少为两台发动机3，发动机组连接分动箱组，每台发动机3连接一个分动箱4，分动箱组上安装有液压泵组，每台分动箱4上分别安装有三台液压泵5，液压泵组通过液压管路6连接，两台或者多台液压泵5进出管路合流后连接压裂泵2；

压裂泵2包括左泵头7和右泵头8两个泵头，压裂泵2上安装有三个并排设置的双向液压油缸9，双向液压油缸9包括液压油缸缸体10和液压油缸活塞杆11，液压油缸缸体10左右两端设置有油口12，每个油口12分别与液压管路6连接，液压油缸活塞杆11两端通过铰接轴承分别与左泵头7和右泵头8上的柱塞13铰接，左泵头7与右 泵头8之间设置有拉杆14。

当液压泵给油缸供油时，则液压油推动油缸左右运动，带动压裂泵柱塞运动，从而实现压裂液的吸入与排出，两端泵头通过拉杆拉紧，保证作业过程中压裂泵的相对位置不变。

如图3所示，压裂泵2包括左泵头7和右泵头8两个泵头，左泵头7和右泵头8内部设置有柱塞13，柱塞13通过铰接轴承与液压油缸活塞杆11铰接，左泵头7的右端和右泵头8的左端内部设置有活塞，左泵头7和右泵头8上设置有油口12，左泵头7与右泵头8之间设置有拉杆14。

左泵头的右端、右泵头的左端内有液压油缸的活塞，构成了液压油缸，当液压泵通过油口供给液压油时，推动活塞，活塞带动液压油缸活塞杆，液压油缸活塞杆推动柱塞运动，从而实现压裂液的吸入与排出，两端泵头通过拉杆拉紧，保证作业过程中压裂泵的相对位置不变。

如图4所示，压裂设备上设置有散热器驱动系统15，散热器驱动系统15连接散热装置。

工作原理：该压裂设备由发动机通过分动箱带动多台液压泵，通过液压管线分别与相对应的双向液压油缸相连接，双向液压油缸两端油缸杆通过铰接轴承与新型压裂泵相连，柱塞上装有位置传感器，实时将柱塞位置反馈给电控系统进行分析，电控系统根据反馈来安排液压泵斜盘摆角，来决定液压缸运动的快慢与换向，来实现左右柱塞泵不同柱塞的分别运动与吸排动作，左右柱塞行程较普通柱塞行程加大，通过双向油缸的左右运动来完成柱塞泵的左吸右排或左排右吸。

本发明采用双向油缸驱动对称分布的双泵头压裂泵，提高设备功率，增大设备排除流量，省去变速箱和传动轴，缩短了设备的前后距离，减小了设备重量和体积，吊装方便。

上述具体实施方式仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本发明权利要求书的一种运输车且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本发明的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种全液压驱动的压裂设备，包括动力组（1）和压裂泵（2），其特征在于：所述的动力组（1）包括发动机组、分动箱组和液压泵组，所述的发动机组至少为两台发动机（3），所述的发动机组连接分动箱组，每台发动机（3）连接一个分动箱（4），所述的分动箱组上安装有液压泵组，所述的每台分动箱（4）上分别安装有三台液压泵（5），所述的液压泵组通过液压管路（6）连接，两台或者多台液压泵（5）进出管路合流后连接压裂泵（2）；

所述的压裂泵（2）包括左泵头（7）和右泵头（8）两个泵头，所述的压裂泵（2）上安装有三个并排设置的双向液压油缸（9），所述的双向液压油缸（9）包括液压油缸缸体（10）和液压油缸活塞杆（11），所述的液压油缸缸体（10）左右两端设置有油口（12），所述的每个油口（12）分别与液压管路（6）连接，所述的液压油缸活塞杆（11）两端通过铰接轴承分别与左泵头（7）和右泵头（8）上的柱塞（13）铰接，所述的左泵头（7）与右泵头（8）之间设置有拉杆（14）。

2.根据权利要求1所述的一种全液压驱动的压裂设备，其特征在于：所述的另一种压裂泵（2）包括左泵头（7）和右泵头（8）两个泵头，所述的左泵头（7）和右泵头（8）内部设置有柱塞（13），所述的柱塞（13）通过铰接轴承与液压油缸活塞杆（11）铰接，所述的左泵头（7）的右端和右泵头（8）的左端内部设置有活塞，所述的左泵头（7）和右泵头（8）上设置有油口（12），所述的左泵头（7）与右泵头（8）之间设置有拉杆（14）。

3.根据权利要求1或2所述的一种全液压驱动的压裂设备，其特征在于：所述的柱塞（13）上安装有位置传感器，所述的位置传感器连接电控系统。

4.根据权利要求3所述的一种全液压驱动的压裂设备，其特征在于：所述的液压泵组上的每个液压泵（5）内均安装有斜盘。

5.根据权利要求3所述的一种全液压驱动的压裂设备，其特征在于：所述的压裂设备上设置有散热器驱动系统（15），所述的散热器驱动系统（15）连接散热装置。

6.根据权利要求3所述的一种全液压驱动的压裂设备，其特征在于：所述的拉杆（14）两端通过螺栓与左泵头（7）和右泵头（8）连接。