CN107816341A - 一种液压驱动模块化泵压裂橇 - Google Patents

一种液压驱动模块化泵压裂橇 Download PDF

Info

Publication number
CN107816341A
CN107816341A CN201711018728.7A CN201711018728A CN107816341A CN 107816341 A CN107816341 A CN 107816341A CN 201711018728 A CN201711018728 A CN 201711018728A CN 107816341 A CN107816341 A CN 107816341A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pump
sledge
hydraulic
power
fracturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711018728.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107816341B (zh
Inventor
雷静希
王来智
田应成
戴启平
张正祖
侯雯
李斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Petroleum Corp
Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
CNPC National Oil and Gas Drilling Equipment Engineering Technology Research Center Co Ltd
Original Assignee
Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Baoji Oilfield Machinery Co Ltd filed Critical Baoji Oilfield Machinery Co Ltd
Priority to CN201711018728.7A priority Critical patent/CN107816341B/zh
Publication of CN107816341A publication Critical patent/CN107816341A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107816341B publication Critical patent/CN107816341B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/25—Methods for stimulating production
    • E21B43/26—Methods for stimulating production by forming crevices or fractures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/06—Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for pumps

Abstract

本发明公开了一种液压驱动模块化泵压裂橇，包括动力橇和压裂泵橇，动力橇上设置有主发动机和辅助发动机，辅助发动机与液压系统I的液压泵传动连接，液压系统I的油路一路与散热器I驱动马达相连，另一路与主发动机上的启动马达相连；压裂泵橇上设置有变速箱，发动机通过传动轴与变速箱的输入端传动连接，变速箱的输出端依次通过万向轴、离合器传动连接有多个串联的转角箱，转角箱传动连接有串联的多个液压泵组，液压泵组传动连接有模块泵，多个模块泵在压裂泵橇的中下方并排设置，多个模块泵之间采用整体式连接框架连接，模块泵排出端共同连接有整体式输出块。解决了现有技术中存在的维护成本高的问题。

Description

一种液压驱动模块化泵压裂橇
技术领域
本发明属于石油、煤层气和页岩气设备技术领域，涉及一种液压驱动模块化泵压裂橇。
背景技术
压裂车作为储层压裂改造地面核心设备，其主要功能是吸入压裂液，经增压后排出并注入井底，对储层进行压裂改造。大型压裂车通常采用自走式车载结构，由底盘车和上装设备两部分组成。这种车载结构主要有以下特点及存在的问题：1)部件多、体积大、离地高，维护维修困难，整车尺寸大、质量重，属于超限车，压裂车道路运输性和通过性差；2)底盘车、发动机、变速箱、压裂泵等核心设备功率密度及可靠性要求高；3)作业过程中底盘车闲置，购置和后期维护成本高；4)工厂化连续压裂，压裂泵易损件寿命低，维护及冗余成本高。
如今，页岩气开发的对压裂装备的性能要求越来越高，而且随着国际油价走低，页岩气开采成本压力越来越大，使得压裂车压裂泵易损件寿命低和制造维护成本高的问题越来越突出。
发明内容
本发明的目的是提供一种液压驱动模块化泵压裂橇，解决了现有技术中存在的维护成本高的问题。
本发明所采用的技术方案是，一种液压驱动模块化泵压裂橇，包括动力橇和压裂泵橇，动力橇和压裂泵橇在使用状态通过销轴连接；
动力橇上设置有主发动机和辅助发动机，辅助发动机与液压系统I的液压泵连接，液压系统I的油路一路与散热器I驱动马达相连，另一路与主发动机上的启动马达相连；
压裂泵橇上设置有变速箱，发动机通过传动轴与变速箱的输入端传动连接，变速箱的输出端依次通过万向轴、离合器传动连接有多个串联的转角箱，转角箱传动连接有串联的多个液压泵组，液压泵组驱动模块泵，多个模块泵在压裂泵橇的中下方并排设置，多个模块泵之间采用整体式连接框架连接，模块泵排出端共同连接有整体式输出块，同时，压力泵橇上还设置有控制系统。
本发明的特点还在于，
动力橇和压裂泵橇上分别设置至少一个散热系统。
动力橇和压裂泵橇共同安装在公共底座上。
模块泵的下方设置有润滑油箱和液压油箱。
动力橇上设置有散热系统I，由辅助发动机提供动力，为主发动机的缸套水、中冷器和燃油系统、液压系统I提供冷却；压裂泵橇上设置有散热系统Ⅱ，压力泵橇上还设置有风扇泵，风扇泵为散热系统Ⅱ提供动力，为液压泵组的液压油及变速箱的润滑油提供冷却。
压裂泵橇上还设置有补油系统和高低压管汇系统。
本发明的有益效果是：结构布局合理、维护维修方便、道路运输性通过性好、购置成本和维护成本低。具体体现在以下几个方面：
1)本发明的压裂橇由动力橇和压裂泵橇两部分组成，可有效控制各橇的外部尺寸和重量；动力橇与压裂泵橇的动力通过传动轴连接，对中性要求低；并且两橇均设置有独立的散热系统，同时变速箱、转角箱和液压泵组均设置在压裂泵橇上可以有效减少橇间的液压管路、电气线路连接的工作量。
2)本发明的装置在工作时，直接将动力橇和压裂泵橇放置于公共底座之上，使得操作和维修安全方便。
3)本发明的装置在运输时，其两个运输单元分两次进行运输，其中动力橇是一个运输单元，压裂泵橇是另一运输单元，不会导致出现超限车，道路运输性和通过性好。
4)本发明的装置在某个模块泵发生故障时，可以通过控制程序使该模块泵停止工作，但同时整个压裂橇仍可以继续工作，具有自冗余功能。
5)本发明的装置没有专用底盘车，运输橇的车可一车多用，这就大大降低了用户购置成本和后期维护成本。另液压驱动模块化泵可独立控制运行、按需组合成所需功率泵组，冲程长、冲次低的特点可提高泵的使用寿命，这种形式亦能取代传统压裂车一贯使用的进口变速箱和大功率泵，使整体设备成本大幅降低。
附图说明
图1是本发明一种液压驱动模块化泵压裂橇的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1的左视图；
图4是本发明一种液压驱动模块化泵压裂橇散热系统示意图；
图5是本发明一种液压驱动模块化泵压裂橇的传动路线示意图。
图中，1.动力橇，2.散热器I，3.主发动机，4.辅助发动机，5.变速箱，6.压裂泵橇，7.万向轴，8.离合器，9.模块泵，10.散热器II，11.连接框架，12.风扇泵，13.补油系统，14.控制系统，15.液压系统II，16.液压油箱，17.润滑油箱，18.液压系统I，19.液压泵，20.传动轴，21.转角箱，22.液压泵组，23.散热系统I，24.散热系统II，25.销轴，26.联轴器，27.公共底座，28.输出块。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明是一种液压驱动模块化泵压裂橇，如图1、图2、图3所示，包括动力橇1和压裂泵橇6，动力橇1和压裂泵橇6底座均设置有V型连接耳板，通过销轴25连接。动力橇1前端设置有立式散热器I2，中间设置有主发动机3，后端设置有辅助发动机4和液压系统I18。辅助发动机4与液压系统I18的液压泵通过联轴器和固定法兰直接连接，液压系统I18一路驱动散热器I2，另一路用于主发动机3的启动。主发动机3通过传动轴20与压裂泵橇6的变速箱5连接，变速箱5通过万向轴7和离合器8将动力传递至四个由联轴器26串联的十字转角箱21，十字转角箱21分别驱动由8个液压泵组成的液压泵组22，液压泵组22驱动8个并排分布的模块泵9实现压裂泵的吸入和排出功能。在模块泵9的下方设置有润滑油箱17和液压油箱16，在压裂泵橇6的上部设置有散热系统Ⅱ24，散热系统Ⅱ24包括多个分布式设置的散热器II10，由风扇泵12驱动，为压裂泵橇6上液压油和润滑油进行散热，同时压裂泵橇6上还设置有补油系统13、控制系统14和高低压管汇系统。
本发明的一种液压驱动模块化泵压裂橇，其模块泵9之间采用整体式连接框11连接，模块泵9两端采用整体式输出块28将模块泵9排出端相连。
本发明的一种液压驱动模块化泵压裂橇的动力橇1和压裂泵橇6均为标准集装箱尺寸和标准接口，可采用标准集装箱运输车进行运输。
如图5所示，本发明的一种液压驱动模块化泵压裂橇的工作原理是：工作前，将公共底座27放置于平整地面上，后分别将动力橇1和压裂泵橇6通过集装箱接口连接在公共底座27上，并通过销轴25将两橇连接。工作时，通过电动马达启动辅助发动机4，驱动液压系统I18，启动主发动机3，使主发动机3开始工作，启动完成后，辅助发动机4继续工作，液压系统I18驱动散热器I2的马达，作为动力橇1散热系统动力源，使主发动机3更多的动力输出到压裂泵橇6，散热器I2为主发动机3的缸套水、中冷器和燃油系统、液压系统I18提供冷却。主发动机3通过传动轴20与压裂泵橇6的变速箱5连接，变速箱5通过万向轴7和离合器8将动力传递至四个由联轴器26串联的十字转角箱21，并驱动8组液压泵组22组成的液压系统II15，8组液压泵22分别驱动8个并排分布的模块泵9实现压裂泵的吸入和排出功能，模块泵9是指申请号为201510697481.0，发明名称为：采用长冲程模块化液压驱动压裂泵中所说的采用长冲程模块化液压驱动压裂泵。控制系统14包括仪表显示和程序控制，可实现对主发动机3的输出功率和转速的控制，实现对液压系统II15的各液压泵及各模块泵9的独立调速和换向功能，以提供一定的输出功率和排量满足不同的作业需求，当检测到某个模块泵9发生故障时，可通过程序控制切断该模块泵9的工作，整个压裂橇可以继续工作，具有自冗余功能。最后一个十字转角箱21的尾端安装的风扇泵12用以驱动散热系统II24，散热系统II24由多个小散热器组成，由马达驱动，为液压系统II15液压油及变速箱5的润滑油提供冷却。
本发明的一种液压驱动模块化泵压裂橇方案，整橇采用动力橇和压裂泵橇布置相互独立的分体式橇装结构，可分两部分进行运输，减少底盘车购置和维护成本；通过液压传动代替液力传动，规避大功率变速箱长期依赖进口的现状；采用模块泵提高易损件使用寿命，降低使用维护成本。

Claims (6)

1.一种液压驱动模块化泵压裂橇，其特征在于，包括动力橇(1)和压裂泵橇(6)，所述动力橇(1)和压裂泵橇(6)在使用状态通过销轴(25)连接；
所述动力橇(1)上设置有主发动机(3)和辅助发动机(4)，所述辅助发动机(4)与液压系统I(18)的液压泵传动连接，所述液压系统I(18)的油路一路与散热器I(2)驱动马达相连，另一路与主发动机(3)上的启动马达相连；
所述压裂泵橇(6)上设置有变速箱(5)，所述发动机(3)通过传动轴(20)与变速箱(5)的输入端传动连接，所述变速箱(5)的输出端依次通过万向轴(7)、离合器(8)传动连接有多个串联的转角箱(21)，所述转角箱(21)传动连接有串联的多个液压泵组(22)，所述液压泵组(22)传动连接有模块泵(9)，多个所述模块泵(9)在压裂泵橇(6)的中下方并排设置，多个所述模块泵(9)之间采用整体式连接框架(11)连接，所述模块泵(9)排出端共同连接有整体式输出块(28)，同时，压力泵橇(6)上还设置有控制系统(14)。
2.根据权利要求1所述的一种液压驱动模块化泵压裂橇，其特征在于，所述动力橇(1)和压裂泵橇(6)上分别设置至少一个散热系统。
3.根据权利要求1所述的一种液压驱动模块化泵压裂橇，其特征在于，所述动力橇(1)和压裂泵橇(6)共同安装在公共底座(27)上。
4.根据权利要求1所述的一种液压驱动模块化泵压裂橇，其特征在于，所述模块泵(9)的下方设置有润滑油箱(17)和液压油箱(16)。
5.根据权利要求1所述的一种液压驱动模块化泵压裂橇，其特征在于，所述动力橇(1)上设置有散热系统I(23)，由辅助发动机(4)提供动力，为主发动机(3)的缸套水、中冷器和燃油系统、液压系统I(18)提供冷却；所述压裂泵橇(6)上设置有散热系统Ⅱ(24)，所述压力泵橇(6)上还设置有风扇泵(12)，所述风扇泵(12)为散热系统Ⅱ(24)提供动力，为液压泵组(22)的液压油及变速箱(5)的润滑油提供冷却。
6.根据权利要求1所述的一种液压驱动模块化泵压裂橇，其特征在于，所述压裂泵橇(6)上还设置有补油系统(13)和高低压管汇系统。
CN201711018728.7A 2017-10-26 2017-10-26 一种液压驱动模块化泵压裂橇 Active CN107816341B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711018728.7A CN107816341B (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种液压驱动模块化泵压裂橇

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711018728.7A CN107816341B (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种液压驱动模块化泵压裂橇

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107816341A true CN107816341A (zh) 2018-03-20
CN107816341B CN107816341B (zh) 2019-09-24

Family

ID=61603371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711018728.7A Active CN107816341B (zh) 2017-10-26 2017-10-26 一种液压驱动模块化泵压裂橇

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107816341B (zh)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109296533A (zh) * 2018-12-05 2019-02-01 威海天宇新材料科技有限公司 水环式真空泵
CN112127863A (zh) * 2020-09-22 2020-12-25 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 一体式变频压裂橇
CN113006757A (zh) * 2021-02-25 2021-06-22 三一石油智能装备有限公司 电驱压裂橇系统中辅助电机设备控制方法、装置及压裂橇
CN114718537A (zh) * 2021-01-05 2022-07-08 中国石油天然气集团有限公司 压裂设备
WO2022222518A1 (zh) * 2021-04-20 2022-10-27 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 压裂设备及其控制方法、压裂系统
CN115288653A (zh) * 2021-01-26 2022-11-04 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 压裂设备
WO2023087528A1 (zh) * 2021-11-18 2023-05-25 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 涡轮压裂设备和涡轮压裂井场
US11680474B2 (en) 2019-06-13 2023-06-20 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system
US11746636B2 (en) 2019-10-30 2023-09-05 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system
WO2024036440A1 (zh) * 2022-08-15 2024-02-22 山东瑞美油气装备技术创新中心有限公司 移动式压裂橇、压裂井场及压裂橇的维保方法
US11970928B1 (en) * 2019-09-20 2024-04-30 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing device

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060260331A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-23 Frac Source Inc. Transportable pumping unit and method of fracturing formations
CN201461291U (zh) * 2009-07-27 2010-05-12 河南省煤层气开发利用有限公司 煤矿井下压裂柱塞泵泵组
CN203702117U (zh) * 2014-01-28 2014-07-09 四川宏华石油设备有限公司 大功率压裂泵橇
CN203823431U (zh) * 2014-03-06 2014-09-10 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种适用于极寒地区的直燃式液氮橇
CN204703800U (zh) * 2015-02-10 2015-10-14 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种动力与控制单元橇及其连续油管作业橇组
CN205349315U (zh) * 2015-12-31 2016-06-29 山东科瑞机械制造有限公司 小型橇装压裂设备
CN205876289U (zh) * 2016-08-19 2017-01-11 三一石油智能装备有限公司 一种液压传动型压裂撬
US20170089189A1 (en) * 2014-06-16 2017-03-30 Lord Corporation Active torsional dampter for rotating shafts

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060260331A1 (en) * 2005-05-11 2006-11-23 Frac Source Inc. Transportable pumping unit and method of fracturing formations
CN201461291U (zh) * 2009-07-27 2010-05-12 河南省煤层气开发利用有限公司 煤矿井下压裂柱塞泵泵组
CN203702117U (zh) * 2014-01-28 2014-07-09 四川宏华石油设备有限公司 大功率压裂泵橇
CN203823431U (zh) * 2014-03-06 2014-09-10 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种适用于极寒地区的直燃式液氮橇
US20170089189A1 (en) * 2014-06-16 2017-03-30 Lord Corporation Active torsional dampter for rotating shafts
CN204703800U (zh) * 2015-02-10 2015-10-14 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 一种动力与控制单元橇及其连续油管作业橇组
CN205349315U (zh) * 2015-12-31 2016-06-29 山东科瑞机械制造有限公司 小型橇装压裂设备
CN205876289U (zh) * 2016-08-19 2017-01-11 三一石油智能装备有限公司 一种液压传动型压裂撬

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109296533A (zh) * 2018-12-05 2019-02-01 威海天宇新材料科技有限公司 水环式真空泵
US11680474B2 (en) 2019-06-13 2023-06-20 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system
US11970928B1 (en) * 2019-09-20 2024-04-30 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing device
US11746636B2 (en) 2019-10-30 2023-09-05 Yantai Jereh Petroleum Equipment & Technologies Co., Ltd. Fracturing apparatus and control method thereof, fracturing system
CN112127863A (zh) * 2020-09-22 2020-12-25 中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司 一体式变频压裂橇
CN114718537A (zh) * 2021-01-05 2022-07-08 中国石油天然气集团有限公司 压裂设备
CN115288652A (zh) * 2021-01-26 2022-11-04 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 压裂设备
CN115288653A (zh) * 2021-01-26 2022-11-04 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 压裂设备
CN115288653B (zh) * 2021-01-26 2023-11-24 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 压裂设备
CN113006757A (zh) * 2021-02-25 2021-06-22 三一石油智能装备有限公司 电驱压裂橇系统中辅助电机设备控制方法、装置及压裂橇
WO2022222518A1 (zh) * 2021-04-20 2022-10-27 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 压裂设备及其控制方法、压裂系统
WO2023087528A1 (zh) * 2021-11-18 2023-05-25 烟台杰瑞石油装备技术有限公司 涡轮压裂设备和涡轮压裂井场
WO2024036440A1 (zh) * 2022-08-15 2024-02-22 山东瑞美油气装备技术创新中心有限公司 移动式压裂橇、压裂井场及压裂橇的维保方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN107816341B (zh) 2019-09-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107816341B (zh) 一种液压驱动模块化泵压裂橇
CN210598945U (zh) 一种利用涡轮发动机驱动柱塞泵的水力压裂系统
CN210598946U (zh) 一种电驱压裂的井场系统
CN210598943U (zh) 一种涡轮压裂半挂车
CN211201919U (zh) 一种涡轮压裂设备
WO2021056174A1 (zh) 一种电驱压裂的井场系统
CN202935216U (zh) 涡轮发动机驱动的压裂泵车
CN110485983A (zh) 一种涡轮压裂半挂车
CN202827276U (zh) 一种对称布置全自动控制智能型双机双泵固井半挂车
CN102602323A (zh) 涡轮发动机驱动的压裂泵车
CN203697966U (zh) 一种环卫车全功率取力底盘
CN111155961B (zh) 一种电驱动固井水泥车
CN104453825B (zh) 一种模块化压裂泵组
CN103742382B (zh) 压裂泵传动系统及压裂车
CN114033348B (zh) 涡轮压裂设备
CN103754108A (zh) 压裂车及压裂设备组
CN201566484U (zh) 车用全功率多输出分动箱传动装置
CN217670218U (zh) 电驱动改造装置及搅拌车
CN203822279U (zh) 压裂车及压裂设备组
CN211969622U (zh) 一种压裂拖车
CN215720620U (zh) 一种压裂车
CN214330589U (zh) 一体式电动固井车
CN112943205A (zh) 一种集混砂、压裂功能于一体的多功能设备
WO2021081797A1 (zh) 一种变频一体机的电驱压裂半挂车
CN213654811U (zh) 一种全液压驱动的多功能固井泵车

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201231

Address after: 721002 No.2 Dongfeng Road, Jintai District, Baoji City, Shaanxi Province

Patentee after: Baoji Oilfield Machinery Co.,Ltd.

Patentee after: CHINA NATIONAL PETROLEUM Corp.

Patentee after: CNPC national oil and gas drilling equipment Engineering Technology Research Center Co., Ltd

Address before: 721002 No.2 Dongfeng Road, Jintai District, Baoji City, Shaanxi Province

Patentee before: Baoji Oilfield Machinery Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right