CN107461547A - 一种山地用压裂供水管线快速收放装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种山地用压裂供水管线快速收放装置，由大管线收放系统和小管线收放系统两部分构成；所述小管线收放架包括四轮摩托、小管线收放架、电机、电池、小管线导向支架、动力传动副、管线收放传动总成；所述大管线收放系统包括牵引车、动力源、控制机构、大管线导向机构、大管线收放架、吊装机构。本发明通过在四轮摩托上设置多个管线存放架，并在后面牵引收放装置，能在最小的空间中设置较多的管线，且同时满足不同类型管线的铺设和回收，减少人员劳动强度，提高管线铺设效率。

Description

一种山地用压裂供水管线快速收放装置

技术领域

本发明涉及石油勘探开发技术领域，具体涉及一种用于山地或丘陵地带的煤层气\页岩气压裂的供水管线快速收放装置。

背景技术

随着油气田开发的日益发展，页岩气和煤层气等非常规天然气资源的开发也日益增加，其中，大规模清水压裂是改造页岩气藏的关键，经过水力压裂的页岩气藏才能实现产能提升，而目前平均每压裂一口单井所需的水量在0.76×10⁴～2.39×10⁴t，其中20％～85％压后滞留于井下，在目前页岩气开发最广泛的北美地区，其页岩气井地处平原地带，水力资源丰富，取水方便，但与北美相比，中国的页岩气开发的地质条件更加特殊，埋藏范围更深，地层年代更老，且中国页岩气多分布在四川、贵州、新疆、松辽等丘陵、山区地带，水资源匮乏，交通运输不便，为了满足取水的需求，目前多采用水罐车运输和管道输送两种方式，传统的水罐车运输水存在效率低、生产投入大、管理成本高的问题，且山区为了进行页岩气开发设置的公路普遍较窄，路基强度也有限，长期被重车碾压容易出现问题，难以满足大规模压裂的水量需求使用。也有的客户开始采用铺设软管，从几公里远的水源泵送水到井场，但铺设软管的方式目前多为前方皮卡车载管道，然后人工下放、搬运和铺设，对工人的体力消耗极大，且容易发生安全事故，也有部分采用工程车辆前端简单固定自制软管滚筒后倒退行驶来铺放软管，如授权号为CN205709587U的中国专利《履带式铺管收管机》，其所采用的履带车尺寸较大，对道路宽度要求较高，且只在车辆上方设有一个滚筒，由于滚筒的尺寸较大，再加上车辆本身的高度，导致道路的上方也不能有障碍物，否则会影响车辆通行，车辆本身重心较高，在转弯等过程中也需要慢速行驶，否则容易出现侧翻等事故。且履带车成本高昂，一旦发生问题，就地维修时间较长，维修成本较高，在山地使用限制较大。因此，寻找一种能解决上述问题的铺管车，对于山区压裂作业的效率会有很大的提升。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种山地用压裂供水管线快速收放装置，通过在四轮摩托上设置多个管线存放架，并在后面牵引收放装置，能在最小的空间中设置较多的管线，且同时满足不同类型管线的铺设和回收，减少人员劳动强度，提高管线铺设效率。

本发明的技术方案是：

一种山地用压裂供水管线快速收放装置，由大管线收放系统和小管线收放系统两部分构成；

所述小管线收放架包括四轮摩托、小管线收放架、电机、电池、小管线导向支架、动力传动副、管线收放传动总成；所述四轮摩托的挡泥板为加固加厚挡泥板，作为支撑板使用，分别为前挡泥板和后挡泥板，对下方的减震弹簧进行改造，使其尺寸和强度相对减少，在四轮摩托前方上部和后方上部分别设有小管线收放架；所述小管线收放架为两个独立的收放架，分别安装在的前挡泥板和后挡泥板上方，并位于四轮摩托的轮胎两侧，中间通过管线收放传动总成连接，管线收放传动总成通过动力传动副连接到设置于四轮摩托前挡泥板和后挡泥板下方的电机上，电机带动转动，四轮摩托减少了减震机构所需要的空间，将这部分空间用于放置电池，电池与电机连接；所述小管线导向支架旋转臂设置于挡泥板中间，可向左右旋转，小管线导向支架由导向轮组和导向支架旋转臂组成，导向轮组安装在导向支架旋转臂上，导向轮组由四个滚子构成，四个滚子两两固定在一个枝杈形支架上，枝杈形支架可向中间合拢，以此调节滚子的间距；所述四轮摩托座椅下方设有油箱，油箱分别连接前挡泥板和后挡泥板下方的电池；

所述大管线收放系统包括牵引车、动力源、控制机构、大管线导向机构、大管线收放架、吊装机构，所述牵引车为框架型的板车结构，主体由四边框架组成，中部为空腔结构，侧面设有两个轮子，前方下部设有一个转向轮，牵引车高度为四轮摩托的一半，牵引车设有牵引连接段，连接四轮摩托后部，使得板车整体保持水平；所述动力源和控制机构放置于牵引车前部，吊装机构安装在控制机构后方，所述大管线收放架安装在牵引车中部；所述大管线导向机构设置于牵引车后方，由两个相对的滚子组成。

进一步的，所述控制机构侧面设有两个绞磨牵引机构。通过动力源提供动力进行旋转，便于在人和车辆不能走到的地区进行管线回收和铺设。

进一步的，所述大管线收放架通过支架安装在牵引车上，所述支架为可变角度支架，上面设有调节盘。通过调节盘调节吊臂角度，使其能够调整大管线收放架的高度。

进一步的，所述吊装机构由两部分组成，下部是直立的立柱，上部为吊臂，吊臂与立柱之间设有调节盘。用于调节吊臂的角度和高度，使其能够到大管线收放架中部上方，便于起吊，并旋转到牵引车侧面。

进一步的，所述前挡泥板中部上方向前设有三个固定杆，中部的固定杆末端通过转轴连接导向支架旋转臂，另外两个固定杆末端上设有锁死装置，能固定住导向支架旋转臂。使其能够调整到不同角度并固定。可以分别为左右不同的小管线收放架提供服务。

本发明的有益效果是：

1、采用宽度远小于现有技术的四轮摩托作为载体，运输和铺设管线，同时可缠绕软管对路径的地形条件要求低，实现供液软管在公路、山间小道、平地、简单山地、浅水等环境的快速铺设、回收，收放速度是人工收放的数倍；

2、管线收放装置可实现页岩气压力供水管线收放自动化，大幅降低管线铺设、回收的人工劳动强度，节省管道收放作业的人工用量，降低管道铺设、回收的作业成本；

3、管线支架可拆卸，能在需要的时候更换新的管道，同时四轮摩托上设置多个收放架，化整为零，使得管道的重力分布更加均匀，不易发生侧翻现象，对山地地形适应性强；

4、能同时对两种大小不同规格的管线进行收放，同时满足对注水管线和配液管线铺设的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的主视图。

图中所示：

1四轮摩托、2前挡泥板、3后挡泥板、4动力传动副、5管线收放传动总成、6小管线收放架、7管线导向支架、71导向支架旋转臂、72导向轮组、8固定杆、9牵引车、10控制机构、11绞磨牵引机构、12吊装机构、13大管线收放架、14大管线导向机构、15转向轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种山地用压裂供水管线快速收放装置，由大管线收放系统和小管线收放系统两部分构成，所述小管线收放架6包括四轮摩托1、小管线收放架6、电机、电池、小管线导向支架7、动力传动副4、管线收放传动总成5；所述四轮摩托1的挡泥板为加固加厚挡泥板，作为支撑板使用，分别为前挡泥板2和后挡泥板3，对下方的减震弹簧进行改造，使其尺寸和强度相对减少，在四轮摩托1前方上部和后方上部分别设有小管线收放架6；所述小管线收放架6为两个独立的收放架，分别安装在的前挡泥板2和后挡泥板3上方，并位于四轮摩托1的轮胎两侧，中间通过管线收放传动总成5连接，管线收放传动总成5通过动力传动副4连接到设置于四轮摩托1前挡泥板2和后挡泥板3下方的电机上，电机带动转动，四轮摩托1减少了减震机构所需要的空间，将这部分空间用于放置电池，电池与电机连接；所述小管线导向支架7旋转臂设置于挡泥板中间，可向左右旋转，小管线导向支架7由导向轮组72和导向支架旋转臂71组成，导向轮组72安装在导向支架旋转臂71上，所述前挡泥板2中部上方向前设有三个固定杆8，中部的固定杆8末端通过转轴连接导向支架旋转臂71，另外两个固定杆8末端上设有锁死装置，能固定住导向支架旋转臂71，所述导向轮组72由四个滚子构成，四个滚子两两固定在一个枝杈形支架上，枝杈形支架可向中间合拢，以此调节滚子的间距；所述四轮摩托1座椅下方设有油箱，油箱分别连接前挡泥板2和后挡泥板3下方的电池；所述大管线收放系统包括牵引车9、动力源、控制机构10、大管线导向机构14、大管线收放架13、吊装机构12，所述牵引车9为框架型的板车结构，主体由四边框架组成，中部为空腔结构，侧面设有两个轮子，前方下部设有一个转向轮15，牵引车9高度为四轮摩托1的一半，牵引车9设有牵引连接段，连接四轮摩托1后部，使得板车整体保持水平；所述动力源和控制机构10放置于牵引车9前部，吊装机构12安装在控制机构10后方，所述大管线收放架13安装在牵引车9中部；所述大管线导向机构14设置于牵引车9后方，由两个相对的滚子组成；所述控制机构10侧面设有两个绞磨牵引机构11；所述大管线收放架13通过支架安装在牵引车9上，所述支架为可变角度支架，上面设有调节盘；所述吊装机构12由两部分组成，下部是直立的立柱，上部为吊臂，吊臂与立柱之间设有调节盘。

采用本发明进行山地铺管作业，当只需要铺设单根小水管时，根据所需长度，选择安装一到四个小管线收放架6到四轮摩托1前挡泥板2和后挡泥板3的侧面，然后开始铺管作业，选择其中所用的任意一根小管线，调整动力传动副4，使其离开此小管线收放架6的管线收放传动总成5，解除锁死状态，可以自由转动，随着四轮摩托1的前行，管线自动在地上铺设，当所用的小管线收放架6上的管线用完后，调整动力传动副4到相邻的另一个小管线收放架6的管线收放传动总成5上，使其可以自由转动，并连接好前一段小水管和当前的小水管之间的由壬接头，以此类推，可以使用四个小管线收放架6依次作业，如果管线长度依然不够，由于小管线收放架6尺寸较小，可以通过人工的方式直接拆卸并更换新的一组小管线收放架6上去，便于现场作业，所更换的新的小管线收放架6，可以通过小型运输工具(如摩托车等)送到四轮摩托1处，方便快捷高效。

当需要同时铺设多个管线时，可以调整动力传动副4，使左右相对应的两部分小管线收放架6所用的齿轮啮合，同时解除两个小管线收放架6的锁定，进行多管线的铺设作业。

当需要同时铺设大小不同的两根水管管线的时候，将牵引车9通过牵引连接段连接到四轮摩托1后方，将大管线收放架13和小管线收放架6均解除锁定，开启四轮摩托1前进，此时大管线收放架13和小管线收放架6均自行铺设，当大管线收放架13上的大水管用完后，可以通过小型运输工具(如小型皮卡车)将新大管线收放架13运输到牵引车9所在地，通过控制机构10操作吊装机构12，将用完的大管线收放架13起吊到路边，然后将新的大管线收放架13吊到安装位置，重新固定连接，并连接好前一段大水管与新一段大水管的由壬接头，继续铺管作业。

大管线收放系统下面的转向轮15，可以在转弯的时候提供转动，避免只有两个轮子转向不便的问题。

当需要回收小水管管线时，将小水管管线的由壬接头放入小管线收放架6中部的四角区域内，使其卡在里面，并且调整小管线导向支架7到所需方向的固定杆8上加以固定，小水管需要通过小管线导向支架7的导向轮组72，确保回收过程中小水管内的参与液体能被滚子挤出，且滚子间距可调整，能适应不同厚度和不同尺寸的小水管；然后开启动力传动副4使其旋转回收小水管，同时四轮摩托1向小水管所在方向匀速前行，速度与小水管回收速度一致，以减少小水管在地面摩擦带来的损失。

当需要回收大水管管线时，步骤与回收小水管管线相同，通过控制机构10操作大管线收放架13旋转，使管线自动回收到大管线收放架13上，并通过大管线导向机构14完成管内残液的清除。

当所需要铺设和回收的管线需要途径部分四轮摩托1也无法行驶的区域时，采用传统的人工方式铺设管线，当需要回收管线的时候，通过设置于牵引车9上的绞磨牵引机构11，对管线直接进行旋转回收。

本发明所提供的山地用压裂供水管线快速收放装置，能通过目前所用铺管车辆所穿行的任何区域，同时其稳定性更好，能同时铺设管径相同和管径不同的多个管线，并且在回收过程中更加简洁方便，能自动排除管内残液，相比于目前其他的管线收放装置，其排液所用的滚子间距可以调整，能适应更多厚度的管线，采用可以调整方向的小管线导向支架7，能分别满足左右两侧的小管线收放架6，减少空间浪费；对四轮摩托1前挡泥板2和后挡泥板3下方的减震机构进行改变，减少部分减震功能，将其用于放置电池和电机，因为在铺管作业和收管作业中所需速度较慢，无需快速行驶，因此对减震性要求不高，无需原先的高强度减震。

采用本发明所提供的山地用压裂供水管线快速收放装置，其宽度小于现有技术所提供的所有山地压裂供水管线收放装置，比起履带类型的其他车辆，采用四轮摩托能达到更多崎岖地带，且速度更快，转弯也更加方便。

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，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种山地用压裂供水管线快速收放装置，其特征在于，由大管线收放系统和小管线收放系统两部分构成；

所述小管线收放架包括四轮摩托、小管线收放架、电机、电池、小管线导向支架、动力传动副、管线收放传动总成；所述四轮摩托的挡泥板为加固加厚挡泥板，作为支撑板使用，分别为前挡泥板和后挡泥板，对下方的减震弹簧进行改造，使其尺寸和强度相对减少，在四轮摩托前方上部和后方上部分别设有小管线收放架；所述小管线收放架为两个独立的收放架，分别安装在的前挡泥板和后挡泥板上方，并位于四轮摩托的轮胎两侧，中间通过管线收放传动总成连接，管线收放传动总成通过动力传动副连接到设置于四轮摩托前挡泥板和后挡泥板下方的电机上，电机带动转动，四轮摩托减少了减震机构所需要的空间，将这部分空间用于放置电池，电池与电机连接；所述小管线导向支架旋转臂设置于挡泥板中间，可向左右旋转，小管线导向支架由导向轮组和导向支架旋转臂组成，导向轮组安装在导向支架旋转臂上，导向轮组由四个滚子构成，四个滚子两两固定在一个枝杈形支架上，枝杈形支架可向中间合拢，以此调节滚子的间距；所述四轮摩托座椅下方设有油箱，油箱分别连接前挡泥板和后挡泥板下方的电池；

所述大管线收放系统包括牵引车、动力源、控制机构、大管线导向机构、大管线收放架、吊装机构，所述牵引车为框架型的板车结构，主体由四边框架组成，中部为空腔结构，侧面设有两个轮子，前方下部设有一个转向轮，牵引车高度为四轮摩托的一半，牵引车设有牵引连接段，连接四轮摩托后部，使得板车整体保持水平；所述动力源和控制机构放置于牵引车前部，吊装机构安装在控制机构后方，所述大管线收放架安装在牵引车中部；所述大管线导向机构设置于牵引车后方，由两个相对的滚子组成。

2.根据权利要求1所述的一种山地用压裂供水管线快速收放装置，其特征在于，所述控制机构侧面设有两个绞磨牵引机构。

3.根据权利要求1所述的一种山地用压裂供水管线快速收放装置，其特征在于，所述大管线收放架通过支架安装在牵引车上，所述支架为可变角度支架，上面设有调节盘。

4.根据权利要求1所述的一种山地用压裂供水管线快速收放装置，其特征在于，所述吊装机构由两部分组成，下部是直立的立柱，上部为吊臂，吊臂与立柱之间设有调节盘。

5.根据权利要求1所述的一种山地用压裂供水管线快速收放装置，其特征在于，所述前挡泥板中部上方向前设有三个固定杆，中部的固定杆末端通过转轴连接导向支架旋转臂，另外两个固定杆末端上设有锁死装置，能固定住导向支架旋转臂。