CN106337678A - 双泵电动混砂撬 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双泵电动混砂撬，其包括：闭式泵装置，与闭式泵装置连通的管路系统，用于控制闭式泵装置和管路系统的电控系统，用于为管路系统提供气动力的小型气源系统，用于安装小型气源系统的操作平台，用于给压裂液添加液体化学添加剂的液添系统，用于安装闭式泵装置、管路系统、电控系统、操作平台和添液系统的撬架，本发明结构紧凑，双泵配置，实现一备一用的要求。
Description
技术领域
本发明涉及石油钻采设备领域，特别涉及一种压裂石工用的双泵电动混砂撬。
背景技术
混砂装备作为压裂车组的核心设备，广泛应用于石油天然气增产施工过程中。传统柴油机驱动混砂装备（包含混砂车、混砂半挂车、混砂撬）有以下问题。
传统混砂装备大多为柴油机及液压驱动，或者电液混合驱动；这两种驱动形式都无法彻底摆脱液压驱动。而液压驱动成本较高、故障率相对电驱动来说较高。另外，在响应速度及控制精度方面，电驱动相比于液压驱动更具优势。
申请号为201410393182.3的《一种闭式泵电动混砂撬》专利，涉及到的电动混砂撬，是一种单泵结构混砂撬，只有一台混合排液泵。现场压裂施工过程中，对于混砂设备的配置，一般是用一台，备一台。但是，很多用户从设备购置成本、井场占地等多方面考虑，希望能用一台混砂设备，就能达到一备一用的目的，单泵结构混砂撬，显然不能满足这批用户的实际需求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中所存在的上述不足，提供一种能节省占地空间，达到一备一用目的的双泵电动混砂撬。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案。
双泵电动混砂撬，其特征在于，包括：
撬架，所述撬架分为两层，分别为上层和下层，所述撬架用于安装混砂撬的各系统和装置，所述撬架为金属框架结构；
闭式泵装置，所述闭式泵装置与所述撬架的下层固定连接，所述闭式泵用于混砂，即用于将支撑剂及其他添加剂与基液均匀混合，并以压裂泵需要的压力排出；
管路系统，所述管路系统与所述撬架的下层固定连接，并与所述闭式泵装置连通，所述管路系统用于压裂基液的吸入，以及混合后压裂液的排出，为所述闭式泵装置输送压裂基液，并为所述闭式泵装置排出混合压裂液；
操作平台，所述操作平台与所述撬架的下层固定连接；
小型气源系统，所述小型气源系统固定安装在所述操作平台上，所述小型气源系统与所述管路系统连通，为所述管路系统提供气源；
添液系统，所述添液系统与所述撬架的上层或下层固定连接，且所述添液系统与所述闭式泵装置或所述管路系统连通，往所述闭式泵装置或管路系统中添加液体添加剂；
电控系统，所述电控系统固定安装在所述撬架的上层，与所述闭式泵装置、管路系统、小型气源系统和添液系统连接并控制所述闭式泵装置、管路系统、小型气源系统和添液系统作业。
作为本发明的优选方案，所述闭式泵装置由与所述撬架下层固定连接的泵基座、与所述泵基座固定连接的泵体、与所述泵基座固定连接的第一进液口、与所述泵基座固定连接的第一排液口、与所述泵体固定连接的对夹式闸板阀、与所述对夹式闸板阀固定连接的进料斗及定位支架、与所述进料斗及定位支架固定连接的驱动变频电机组成，所述驱动变频电机和所述对夹式闸板阀由所述电控系统控制运行，所述驱动变频电机的电机轴端部安装有叶轮并伸入所述泵体内进行混液作业，其转速可在较大范围内连续可调，满足不同排量下的压裂进液要求，所述进料斗及定位支架用于加入支撑剂。
作为本发明的优选方案，所述管路系统由第二进液口、进液管路、进液助吸泵、进液计量装置、排液计量装置、排液管路及第二排液口组成，所述第二进液口的数量为2个，所述第二排液口的数量为2个，所述进液管路分别与所述第二进液口、进液计量装置和进液助吸泵连接，所述排液管路分别与所述第二排液口和排液计量装置连接，两个所述第二进液口与进液计量装置之间的所述进液管路上分别安装有气动阀三和气动阀四，所述气动阀三和所述气动阀四不会同时处于打开状态，两个所述第二排液口与排液计量装置之间的所述排液管路上分别安装有气动阀一和气动阀二, 所述气动阀一和所述气动阀二不会同时处于打开状态，压裂基液可由2个所述第二进液口中的任意一个进入管路系统，同样的混合后的压裂基液也可由2个所述第二排液口中的任意一个排出所述管路系统，此种设计方案可以满足不同的井场布置方案，使得设备的布置更加灵活方便。
作为本发明的优选方案，所述进液计量装置包括两个进液计量器，分别为大进液计量器和小进液计量器，所述进液计量装置还包括分别安装在所述大进液计量器两边的阀门六和阀门八以及分别安装在所述小进液计量器两边的阀门五和阀门七，当所述阀门六和阀门八打开时则所述阀门五和阀门七关闭，所述阀门六和阀门八关闭时所述阀门五和阀门七打开，所述排液计量装置包括两个排液计量器，分别为大排液计量器和小排液计量器，所述排液计量器还包括分别安装在所述大排液计量器两边的阀门二和阀门三以及分别安装在所述小排液计量器两边的阀门一和阀门四，当所述阀门二和阀门三打开时则所述阀门一和阀门四关闭，所述阀门二和阀门三关闭时则所述阀门一和阀门四打开，阀门五和阀门七与阀门一和阀门四同时打开或闭合，阀门六和阀门八与阀门二和阀门三同时打开或闭合，所述阀门一至阀门八根据压裂基液的量的大小由所述电控系统控制其打开或闭合，当压裂基液的量大时，所述阀门二、阀门三、阀门六和阀门八打开而所述阀门一、阀门四、阀门五和阀门七关闭，当压裂基液的量小时，所述阀门一、阀门四、阀门五和阀门七打开而所述阀门二、阀门三、阀门六和阀门八关闭。
作为本发明的优选方案，所述闭式泵装置的数量为2个，所述进液计量装置与2个所述闭式泵装置之间分别连接有阀门十和阀门十二，所述排液计量装置与2个所述闭式泵装置之间分别连接有阀门九和阀门十一，所述阀门九和阀门十同时打开或者关闭，所述阀门十一和阀门十二同时打开或者闭合，所述管路系统中的压裂基液进入2个所述闭式泵装置中的任意一个或者2个进行混合，具体如何进入由所述阀门十和阀门十二控制，所述阀门十和阀门十二的打开和关闭由所述电控系统控制，同样的，具体2个所述闭式泵装置中的压裂混合液进入所述管路系统由阀门九和阀门十一控制，所述阀门九和阀门十一的打开和关闭由所述电控系统控制，根据要求所述电控系统控制所述阀门九和阀门十一中的任意一个打开或者两个全部打开。
作为本发明的优选方案，所述操作平台用于安装所述小型气源系统为所述小型气源系统提供操作支撑，所述操作平台可进行翻转，当工作时所述操作平台向上翻转并固定，当不工作时所述操作平台下翻并固定。
作为本发明的优选方案，所述小型气源系统与所述管路系统连接，为所述管路系统中的气动阀门提供动力，并为冲洗所述管路系统提供气动力。
所述闭式泵装置和管路系统是混砂撬的主体系统，2个所述闭式泵装置的设置保证了所述闭式泵装置一备一用的要求，2个所述闭式泵装置之间的切换通过阀门即可实现，一般情况下只需要使用一台所述闭式泵装置，当在用的所述闭式泵装置出现故障时可快速启动另外一台所述闭式泵装置进行作业，在特殊情况下也可以同时启动2个所述闭式泵装置进行作业。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1、双泵配置，实现一备一用的要求，特殊情况下可以双泵同时启用；
2、进液口和排液口的布置方式，能够满足用户所有进液和排液位置的要求；
3、进液计量装置和排液计量装置的设计，保证了在小流量时压裂基液经过小通径的流量计，提高测量精度，在大流量时压裂基液经过大通径的流量计，保证流动畅通。
附图说明：
图1是本发明的立体图；
图2为本发明闭式泵装置立体图；
图3为本发明管路系统图；
图4为本发明管路系统进液计量装置图；
图5为本发明管路系统排液计量装置图。
图中标记：1-闭式泵装置，11-驱动变频电机，12-进料斗及定位支架，13-对夹式闸板阀，14-泵体，15-泵基座，16-第一进液口，17-第一排液口，2-管路系统，21-第二进液口，22-进液管路，23-进液助吸泵，24-进液计量装置，241-大进液计量器，242-小进液计量器，25-排液计量装置，251-大排液计量器，252-小排液计量器，26-排液管路，27-第二排液口，3-电控系统，4-小型气源系统，5-操作平台，6-添液系统，7-撬架，A-气动阀一，B-气动阀二，C-气动阀三，D-气动阀四，E-阀门一，F-阀门二，G-阀门三，H-阀门四，I-阀门五，J-阀门六，K-阀门七，L-阀门八，M-阀门九，N-阀门十，O-阀门十一，P-阀门十二。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
如图1所示，双泵电动混砂撬，其包括闭式泵装置1，与闭式泵装置1连通的管路系统2，用于控制闭式泵装置1和管路系统2的电控系统3，用于为管路系统2提供气动力的小型气源系统4，用于安装小型气源系统4的操作平台5，用于给闭式泵装置1添液的添液系统6，用于安装闭式泵装置1、管路系统2、电控系统3、操作平台5和添液系统6的撬架7，闭式泵装置1的数量为2个，撬架7分为两层，分别为上层和下层，撬架7用于安装混砂撬的各系统和装置，本实施例中撬架7为金属框架结构，操作平台5与撬架7的下层固定连接，小型气源系统4固定安装在操作平台5上，小型气源系统4与管路系统2连通，为管路系统2提供气源，在本实施例中添液系统6与撬架7的上层固定连接，且添液系统6与闭式泵装置1连通为闭式泵装置1添加干添药剂、液添药剂及压裂纤维等，在其它实施例中添液系统6可与管路系统3连通，直接往管路系统3中添加液体添加剂，电控系统3固定安装在撬架7的上层，与闭式泵装置1、管路系统2、小型气源系统4和添液系统6连接并控制闭式泵装置1、管路系统2、小型气源系统4和添液系统作业6，操作平台5用于安装小型气源系统4为小型气源系统4提供操作支撑，操作平台5可进行翻转，当工作时操作平台5向上翻转并固定，当不工作时操作平台5下翻并固定，小型气源系统4与管路系统2连接，为管路系统2中的气动阀门提供动力，并为冲洗管路系统2提供气动力。
参见图1和图2，闭式泵装置1安装在撬架7的下层，闭式泵装置1由独立的驱动变频电机提供动力，在其内部进行混砂，闭式泵装置1由与撬架7下层固定连接的泵基座15、与泵基座15固定连接的泵体14、与泵基座15固定连接的第一进液口16、与泵基座15固定连接的第一排液口17、与泵体14固定连接的对夹式闸板阀13、与对夹式闸板阀13固定连接的进料斗及定位支架12、与进料斗及定位支架12固定连接的驱动变频电机11组成，驱动变频电机11和对夹式闸板阀13由电控系统3控制运行，驱动变频电机11的电机轴端部安装有叶轮并伸入泵体14内进行混液作业，其转速可在较大范围内连续可调，满足不同排量下的压裂进液要求，进料斗及定位支架12用于加入支撑剂。
参见图1、图3、图4和图5，管路系统2与撬架7的下层固定连接，并与闭式泵装置1连通，管路系统2用于压裂基液的吸入，以及混合后压裂液的排出，为闭式泵装置1输送压裂基液，并为闭式泵装置1排出混合压裂液，管路系统2由第二进液口21、进液管路22、进液助吸泵23、进液计量装置24、排液计量装置25、排液管路26及第二排液口27组成，第二进液口21的数量为2个，第二排液口27的数量为2个，进液管路22分别与第二进液口21、进液计量装置24和进液助吸泵23连接，排液管路26分别与第二排液口27和排液计量装置25连接，两个第二进液口21与进液计量装置24之间的进液管路22上分别安装有气动阀三C和气动阀四D，气动阀三C和气动阀四D不会同时处于打开状态，两个第二排液口27与排液计量装置25之间的排液管路26上分别安装有气动阀一A和气动阀二B, 气动阀一A和气动阀二B不会同时处于打开状态，压裂基液可由2个第二进液口21中的任意一个进入管路系统2，同样的混合后的压裂基液也可由2个第二排液口27中的任意一个排出管路系统2，此种设计方案可以满足不同的井场布置方案，使得设备的布置更加灵活方便,进液计量装置24包括两个进液计量器，分别为大进液计量器241和小进液计量器242，进液计量装置24还包括分别安装在大进液计量器241两边的阀门六J和阀门八L以及分别安装在小进液计量器242两边的阀门五I和阀门七K，当阀门六J和阀门八L打开时则阀门五I和阀门七K关闭，阀门六J和阀门八L关闭时阀门五I和阀门七K打开，排液计量装置25包括两个排液计量器，分别为大排液计量器251和小排液计量器252，排液计量器25还包括分别安装在大排液计量器251两边的阀门二F和阀门三G以及分别安装在小排液计量器252两边的阀门一E和阀门四H，当阀门二F和阀门三G打开时则阀门一E和阀门四H关闭，阀门二F和阀门三G关闭时则阀门一E和阀门四H打开，阀门五I和阀门七K与阀门一E和阀门四H同时打开或闭合，阀门六J和阀门八L与阀门二F和阀门三G同时打开或闭合，阀门一E至阀门八L根据压裂基液的量的大小由电控系统3控制其打开或闭合，当压裂基液的量大时，阀门二F、阀门三G、阀门六J和阀门八L打开而阀门一E、阀门四H、阀门五I和阀门七K关闭，当压裂基液的量小时，阀门一E、阀门四H、阀门五I和阀门七K打开而阀门二F、阀门三G、阀门六J和阀门八L关闭,，进液计量装置24与2个闭式泵装置1之间分别连接有阀门十N和阀门十二P，排液计量装置25与2个闭式泵装置1之间分别连接有阀门九M和阀门十一O，所述阀门九M和阀门十N同时打开或者关闭，所述阀门十一O和阀门十二P同时打开或者闭合，管路系统2中的压裂基液进入2个闭式泵装置1中的任意一个或者2个进行混合，具体如何进入由阀门十N和阀门十二P控制，阀门十N和阀门十二P的打开和关闭由电控系统3控制，同样的，具体2个闭式泵装置1中的压裂混合液进入管路系统2由阀门九M和阀门十一O控制，所述阀门九M和阀门十一O的打开和关闭由电控系统3控制，根据要求电控系统3控制所述阀门九M和阀门十一O中的任意一个打开或者两个全部打开。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.双泵电动混砂撬，其特征在于，包括：
撬架，所述撬架分为两层，分别为上层和下层；
闭式泵装置，所述闭式泵装置与所述撬架的下层固定连接；
管路系统，所述管路系统与所述撬架的下层固定连接，并与所述闭式泵装置连通；
操作平台，所述操作平台与所述撬架的下层固定连接；
小型气源系统，所述小型气源系统固定安装在所述操作平台上；
添液系统，所述添液系统与所述撬架的上层或下层固定连接；
电控系统，所述电控系统固定安装在所述撬架的上层，用来控制所述闭式泵装置、管路系统、小型气源系统和添液系统。
2.根据权利要求1所述的双泵电动混砂撬，其特征在于：所述闭式泵装置由与所述撬架下层固定连接的泵基座、与所述泵基座固定连接的泵体、与所述泵基座固定连接的第一进液口、与所述泵基座固定连接的第一排液口、与所述泵体固定连接的对夹式闸板阀、与所述对夹式闸板阀固定连接的进料斗及定位支架、与所述进料斗及定位支架固定连接的驱动变频电机组成，所述驱动变频电机和所述对夹式闸板阀由所述电控系统控制运行。
3.根据权利要求1所述的双泵电动混砂撬，其特征在于：所述管路系统由第二进液口、进液管路、进液助吸泵、进液计量装置、排液计量装置、排液管路及第二排液口组成，所述第二进液口的数量为2个，所述第二排液口的数量为2个，所述进液管路分别与所述第二进液口、进液计量装置和进液助吸泵连接，所述排液管路分别与所述第二排液口和排液计量装置连接，两个所述第二进液口与进液计量装置之间的所述进液管路上分别安装有气动阀三和气动阀四，所述气动阀三和所述气动阀四不会同时处于打开状态，两个所述排液口与排液计量装置之间的所述排液管路上分别安装有气动阀一和气动阀二, 所述气动阀一和所述气动阀二不会同时处于打开状态。
4.根据权利要求3所述的双泵电动混砂撬，其特征在于：所述进液计量装置包括两个进液计量器，分别为大进液计量器和小进液计量器，所述进液计量装置还包括分别安装在所述大进液计量器两边的阀门六和阀门八以及分别安装在所述小进液计量器两边的阀门五和阀门七，当所述阀门六和阀门八打开时则所述阀门五和阀门七关闭，所述阀门六和阀门八关闭时所述阀门五和阀门七打开，所述排液计量装置包括两个排液计量器，分别为大排液计量器和小排液计量器，所述排液计量器还包括分别安装在所述大排液计量器两边的阀门二和阀门三以及分别安装在所述小排液计量器两边的阀门一和阀门四，当所述阀门二和阀门三打开时则所述阀门一和阀门四关闭，所述阀门二和阀门三关闭时则所述阀门一和阀门四打开，阀门五和阀门七与阀门一和阀门四同时打开或闭合，阀门六和阀门八与阀门二和阀门三同时打开或闭合。
5.根据权利要求4所述的双泵电动混砂撬，其特征在于：所述闭式泵装置的数量为2个，所述进液计量装置与2个所述闭式泵装置之间分别连接有阀门十和阀门十二，所述排液计量装置与2个所述闭式泵装置之间分别连接有阀门九和阀门十一，所述阀门九和阀门十同时打开或者关闭，所述阀门十一和阀门十二同时打开或者闭合。
6.根据权利要求1所述的双泵电动混砂撬，其特征在于：所述操作平台可进行翻转。
7.根据权利要求3所述的双泵电动混砂撬，其特征在于：所述小型气源系统与所述管路系统连接，为所述管路系统中的气动阀门提供动力，并为冲洗所述管路系统提供气动力。
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