CN110397585B - 一种循环降温式压裂设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种循环降温式压裂设备，属于油气压裂技术领域，包括底座、设置在底座上的柱塞泵，底座上位于柱塞泵两侧设置有竖直杆，竖直杆上位于柱塞泵的上方设置有顶板，顶板上正对柱塞泵的一侧设置有储水袋，顶板上设置有驱动机构，顶板的顶部设置有储水箱，储水袋靠近边缘的上端处通过输水管与储水箱连通，输水管上设置有第一水泵，底座的内部中空设置，底座的上侧壁上开设有用于对底座内灌注冰块的灌注口，储水袋远离输水管且靠近边缘的下端处通过出水管与底座内部连通，底座上设置有抽送装置，本发明具有让柱塞泵的降温散热效果更佳的优点。
Description
技术领域
本发明涉及油气压裂技术领域，尤其涉及一种循环降温式压裂设备。
背景技术
在石油领域，压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使油气层形成裂缝的一种方法，又称水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝，改善油在地下的流动环境，使油井产量增加，对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。
而压裂设备是压裂作业的主要设备，主要用于页岩气、煤层气等油气田深井、中深井、浅井的各种压裂作业，该设备能进行单机和联机作业，作用是向井内注入高压、大排量压裂液，并将地层压开，把支撑剂挤入裂缝，主要包括底盘车、台上发动机、变速箱、柱塞泵、散热器和控制系统。
而柱塞泵作为压裂设备中必不可少的一部分，在整个采油过程中起到举足轻重的作用，但由于在采油过程中，柱塞泵长时间运行状况下极易发生过度发热的现象，虽然有散热器对压裂设备整个进行散热，但柱塞泵的发热程度过高时，散热器对柱塞泵能够起到的降温作用就相对甚小，进而导致柱塞泵运行不顺畅，很容易产生故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种循环降温式压裂设备，具有让柱塞泵的降温散热效果更佳的优点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种循环降温式压裂设备，包括底座、设置在底座上的柱塞泵，所述底座上位于柱塞泵两侧设置有竖直杆，所述竖直杆上位于柱塞泵的上方设置有顶板，所述顶板上正对柱塞泵的一侧设置有储水袋，所述顶板上设置有用于将储水袋驱动使得储水袋与柱塞泵的表面相贴合的驱动机构，所述顶板的顶部设置有储水箱，所述储水袋靠近边缘的上端处通过输水管与储水箱连通，所述输水管上设置有第一水泵，所述底座的内部中空设置，所述底座的上侧壁上开设有用于对底座内灌注冰块的灌注口，所述储水袋远离输水管且靠近边缘的下端处通过出水管与底座内部连通，所述底座上设置有用于将底座内的冰水重新抽入储水箱内的抽送装置。
实施上述技术方案，启动驱动机构，使得顶板上的储水袋逐渐靠近并贴合在柱塞泵上，然后启动第一水泵，使得储水箱内的凉水通过输水管进入到储水袋内，凉水在储水袋内后与柱塞泵表面抵触，让凉水对柱塞泵的表面进行降温，凉水吸收热量后变为热水再从出水管流到底座内，及时地将柱塞泵表面的热量带走，在灌注口处往底座内注入冰块，冰块进入到底座内部后与从热水混合，将热水的温度降低再次变为冷水，通过抽送装置再次把底座内的冷水抽至储水箱内，从而形成一个循环水，通过循环水不断地将柱塞泵表面的热量带走，对柱塞泵表面进行及时进行降温，从而让柱塞泵的降温散热效果更佳。
进一步，所述储水袋由聚酯薄膜制成。
实施上述技术方案，聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成厚片，再经双向拉伸制成的薄膜材料。它是一种无色透明、有光泽的薄膜，机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好。因此将聚酯薄膜制成储水袋，能够让储水袋装水与柱塞泵贴合后耐受性更好，使用寿命更长。
进一步，所述驱动机构包括设置在顶板上的驱动气缸，所述驱动气缸在储水袋两侧的顶板板面上各设置有一个且同步运转，所述驱动气缸的活塞杆竖直向下延伸，所述储水袋的两侧分别与两个驱动气缸的活塞杆相连接。
实施上述技术方案，启动驱动气缸，使得两个驱动气缸的活塞杆伸出，由于储水袋与驱动气缸的活塞杆连接，因此驱动气缸活塞杆的伸长能够带动储水袋与柱塞泵表面贴合；而让驱动气缸的活塞杆回缩之后，能够带动储水袋脱离柱塞泵表面，达到驱动储水袋移动较为方便的效果。
进一步，所述储水袋的周向设置有一圈连接外环，所述连接外环上设置有供驱动气缸的活塞杆插入的套筒，所述套筒的外壁上螺纹穿设有抵紧螺栓。
实施上述技术方案，将驱动气缸的活塞杆插入到套筒内后，拧动位于套筒上的抵紧螺栓，使得抵紧螺栓的一端穿过套筒的侧壁并与驱动气缸的活塞杆抵触，进而实现把驱动气缸的活塞杆与储水袋的连接环进行连接，达到连接方便的效果。
进一步，所述连接外环通过水性覆膜胶水与储水袋相连接。
实施上述技术方案，水性覆膜胶与传统胶水相比，采用进口原料制成，具有高固体含量、低粘度、工艺适用性好、粘合力强、无毒等优点,水性覆膜胶具备环保无污染，令防水的优质性能使其受到消费者的广泛信赖，因此，连接外环通过水性覆膜胶水与储水袋相连接，能够让粘合效果更好且污染更小。
进一步，所述输水管以及出水管均为风琴管。
实施上述技术方案，由于风琴管本身具有较好的延展性，因此使得输水管以及出水管能够适应储水袋的上下移动而进行延展和收缩，让输水管以及出水管不易损坏。
进一步，所述抽送装置包括吸入管、吸出管以及第二水泵，所述第二水泵设置在所述顶板上，所述吸入管的一端与第二水泵的吸入口端连通、另一端穿过底座的顶壁且插入底座内部，所述吸出管的一端与第二水泵的吸出口端连通、另一端穿过储水箱的顶壁且插入储水箱内。
实施上述技术方案，启动第二水泵，让第二水泵通过吸入管把底座内的冰水吸入，并从吸出管排入到储水箱内，进而实现底座内的冰水重新进入到储水箱内，达到抽送冰水较为方便的效果。
进一步，所述底座内设置有笼型网罩，所述输水管位于底座内的一端位于所述笼型网罩内。
实施上述技术方案，笼型网罩的设置使得水中混杂的一些大颗粒杂质能够被过滤掉，让水中的杂质含量更少。
进一步，所述底座的顶壁上嵌设有多个排风扇。
实施上述技术方案，排风扇的设置能够让处于底座内的热水的热量散发得更快，从而让底座内的水降温的效果更好。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
一、启动驱动机构，使得顶板上的储水袋逐渐靠近并贴合在柱塞泵上，然后启动第一水泵，使得储水箱内的凉水通过输水管进入到储水袋内，凉水在储水袋内后与柱塞泵表面抵触，让凉水对柱塞泵的表面进行降温，凉水吸收热量后变为热水再从出水管流到底座内，及时地将柱塞泵表面的热量带走，在灌注口处往底座内注入冰块，冰块进入到底座内部后与从热水混合，将热水的温度降低再次变为冷水，通过抽送装置再次把底座内的冷水抽至储水箱内，从而形成一个循环水，通过循环水不断地将柱塞泵表面的热量带走，对柱塞泵表面进行及时进行降温，从而让柱塞泵的降温散热效果更佳;
二、笼型网罩的设置使得水中混杂的一些大颗粒杂质能够被过滤掉，让水中的杂质含量更少；
三、排风扇的设置能够让处于底座内的热水的热量散发得更快，从而让底座内的水降温的效果更好。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是本发明实施例的用于展示底座内部的部分剖视图。
附图标记：1、底座；11、竖直杆；12、顶板；13、储水箱；14、输水管；15、第一水泵；16、灌注口；17、驱动气缸；18、笼型网罩；19、排风扇；2、柱塞泵；3、储水袋；31、连接外环；32、套筒；321、抵紧螺栓；33、出水管；4、抽送装置；41、吸入管；42、吸出管；43、第二水泵。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明实施例的技术方案进行描述。
如图1、2所示，一种循环降温式压裂设备，包括底座1、设置在底座1上的柱塞泵2，底座1上位于柱塞泵2两侧设置有竖直杆11，竖直杆11竖直向上延伸且竖直杆11的一端端部与底座1相连接，竖直杆11上位于柱塞泵2的上方设置有顶板12，即顶板12设置在两侧的竖直杆11的顶部之间且位于柱塞泵2的上方，顶板12上正对柱塞泵2的一侧(即顶板12正对地面的一个板面)设置有储水袋3，储水袋3由聚酯薄膜制成。
聚酯薄膜是以聚对苯二甲酸乙二醇酯为原料，采用挤出法制成厚片，再经双向拉伸制成的薄膜材料。它是一种无色透明、有光泽的薄膜，机械性能优良，刚性、硬度及韧性高，耐穿刺，耐摩擦，耐高温和低温，耐化学药品性、耐油性、气密性和保香性良好。因此将聚酯薄膜制成储水袋3，能够让储水袋3装水与柱塞泵2贴合后耐受性更好，使用寿命更长。
如图1、2所示，顶板12上设置有驱动机构，驱动机构用于驱动储水袋3在竖直方向移动进而使得储水袋3与柱塞泵2的表面相贴合，驱动机构为设置在顶板12上的驱动气缸17，驱动气缸17在储水袋3两侧的顶板12板面上各设置有一个，且两个驱动气缸17同步运转，驱动气缸17的活塞杆竖直向下延伸，储水袋3的两侧分别与两个驱动气缸17的活塞杆相连接；具体地，储水袋3的周向设置有一圈连接外环31，连接外环31通过水性覆膜胶水与储水袋3相连接，连接外环31上设置有套筒32，套筒32能供驱动气缸17的活塞杆插入，套筒32的外壁上螺纹穿设有抵紧螺栓321;将驱动气缸17的活塞杆插入到套筒32内后，拧动位于套筒32上的抵紧螺栓321，使得抵紧螺栓321的一端穿过套筒32的侧壁并与驱动气缸17的活塞杆抵触，进而实现把驱动气缸17的活塞杆与储水袋3的连接环进行连接，达到连接且拆卸方便的效果，在不对柱塞泵2进行降温时，可以实现把储水袋3拆卸下来。
启动驱动气缸17，使得两个驱动气缸17的活塞杆伸出，由于储水袋3与驱动气缸17的活塞杆连接，因此驱动气缸17活塞杆的伸长能够带动储水袋3与柱塞泵2表面贴合，储水袋3与柱塞泵2表面贴合后，储水袋3内的冷水能够与柱塞泵2的表面接触，从而对柱塞泵2的表面进行降温；而让驱动气缸17的活塞杆回缩之后，能够带动储水袋3脱离柱塞泵2表面，达到驱动储水袋3移动较为方便的效果；并且由于柱塞泵2的表面并不规则，用储水袋3装冷水对柱塞泵2进行降温的原因就是因为储水袋3能够在贴合于柱塞泵2表面后通过自身的形状变化让储水袋3更好地与柱塞泵2表面贴合。
如图1、2所示，顶板12的顶部设置有储水箱13，储水袋3靠近边缘的上端处通过输水管14与储水箱13连通，输水管14上设置有第一水泵15，即第一水泵15放置在顶板12上，输水管14一端与储水袋3连通、另一端与储水箱13连通；底座1的内部中空设置，底座1的上侧壁上开设有灌注口16，灌注口16用于对底座1内灌注冰块(在实际使用中，可在灌注口16铰接设置一个封闭盖，用于将灌注口16进行封闭，阻止外界的杂质颗粒从灌注口16处进入到底座1内)，储水袋3远离输水管14且靠近边缘的下端处通过出水管33与底座1内部连通，即输水管14连通设置在储水袋3一侧的上方、出水管33连通设置在储水袋3另一侧的下方，让水通过输水管14进入储水袋3后能迅速再从出水管33流到底座1内。
储水袋3贴合柱塞泵2上后，启动第一水泵15，使得储水箱13内的凉水通过输水管14进入到储水袋3内，凉水在储水袋3内后与柱塞泵2表面抵触，让凉水对柱塞泵2的表面进行降温，凉水吸收热量后变为热水再从出水管33流到底座1内，及时地将柱塞泵2表面的热量带走，即储水箱13、输水管14、储水袋3以及出水管33形成一个换热结构，通过水在储水袋3内的流动将柱塞泵2表面的热量带走，进而实现降温散热。
如图1、2所示，输水管14以及出水管33均为风琴管；由于风琴管本身具有较好的延展性，因此使得输水管14以及出水管33能够适应储水袋3的上下移动而进行延展和收缩，让输水管14以及出水管33不易损坏。
如图1、2所示，底座1上设置有抽送装置4，抽送装置4用于将底座1内的冰水重新抽入储水箱13内；抽送装置4的设置使得储水箱13、输水管14、第一水泵15、储水袋3、出水管33以及底座1形成一个循环水机构，让储水箱13内的冷水在储水袋3内时通过热交换把柱塞泵2表面的热量带动后变成热水流到底座1内，通过底座1内的冰块让热水再次变成冷水，重新进入到储水箱13内。
如图1、2所示，抽送装置4包括吸入管41、吸出管42以及第二水泵43，第二水泵43设置在顶板12上，吸入管41的一端与第二水泵43的吸入口端连通、另一端穿过底座1的顶壁且插入底座1内部，吸出管42的一端与第二水泵43的吸出口端连通、另一端穿过储水箱13的顶壁且插入储水箱13内。
启动第二水泵43，让第二水泵43通过吸入管41把底座1内的冰水吸入，并从吸出管42排入到储水箱13内，进而实现底座1内的冰水重新进入到储水箱13内，达到抽送冰水较为方便的效果。
如图1、2所示，底座1内设置有笼型网罩18，输水管14位于底座1内的一端位于笼型网罩18内，笼型网罩18的设置使得水中混杂的一些大颗粒杂质能够被过滤掉，让水中的杂质含量更少。
如图1、2所示，底座1的顶壁上嵌设有多个排风扇19(嵌设的含义是在底座1的顶壁上开设一个与排风扇19相适配的孔，排风扇19便安装在这个孔内)，排风扇19的设置能够让处于底座1内的热水的热量散发得更快，从而让底座1内的水降温的效果更好。
具体工作过程：启动驱动气缸17让驱动气缸17的活塞杆伸长，使得顶板12上的储水袋3逐渐靠近并贴合在柱塞泵2上，然后启动第一水泵15，使得储水箱13内的凉水通过输水管14进入到储水袋3内，凉水在储水袋3内后与柱塞泵2表面抵触，让凉水对柱塞泵2的表面进行降温，凉水吸收热量后变为热水再从出水管33流到底座1内，及时地将柱塞泵2表面的热量带走，在灌注口16处往底座1内注入冰块，冰块进入到底座1内部后与从热水混合，将热水的温度降低再次变为冷水，通过抽送装置4再次把底座1内的冷水抽至储水箱13内，从而形成一个循环水，通过循环水不断地将柱塞泵2表面的热量带走，对柱塞泵2表面进行及时进行降温，从而让柱塞泵2的降温散热效果更佳。
Claims (6)
1.一种循环降温式压裂设备，其特征在于，包括底座(1)、设置在底座(1)上的柱塞泵(2)，所述底座(1)上位于柱塞泵(2)两侧设置有竖直杆(11)，所述竖直杆(11)上位于柱塞泵(2)的上方设置有顶板(12)，所述顶板(12)上正对柱塞泵(2)的一侧设置有储水袋(3)，所述顶板(12)上设置有用于将储水袋(3)驱动使得储水袋(3)与柱塞泵(2)的表面相贴合的驱动机构，所述顶板(12)的顶部设置有储水箱(13)，所述储水袋(3)靠近边缘的上端处通过输水管(14)与储水箱(13)连通，所述输水管(14)上设置有第一水泵(15)，所述底座(1)的内部中空设置，所述底座(1)的上侧壁上开设有用于对底座(1)内灌注冰块的灌注口(16)，所述储水袋(3)远离输水管(14)且靠近边缘的下端处通过出水管(33)与底座(1)内部连通，所述底座(1)上设置有用于将底座(1)内的冰水重新抽入储水箱(13)内的抽送装置(4)，所述驱动机构包括设置在顶板(12)上的驱动气缸(17)，所述驱动气缸(17)在储水袋(3)两侧的顶板(12)板面上各设置有一个且同步运转，所述驱动气缸(17)的活塞杆竖直向下延伸，所述储水袋(3)的两侧分别与两个驱动气缸(17)的活塞杆相连接；所述储水袋(3)的周向设置有一圈连接外环(31)，所述连接外环(31)上设置有供驱动气缸(17)的活塞杆插入的套筒(32)，所述套筒(32)的外壁上螺纹穿设有抵紧螺栓(321)；所述底座(1)内设置有笼型网罩(18)，所述输水管(14)位于底座(1)内的一端位于所述笼型网罩(18)内。
2.根据权利要求1所述的一种循环降温式压裂设备，其特征在于，所述储水袋(3)由聚酯薄膜制成。
3.根据权利要求1所述的一种循环降温式压裂设备，其特征在于，所述连接外环(31)通过水性覆膜胶水与储水袋(3)相连接。
4.根据权利要求1所述的一种循环降温式压裂设备，其特征在于，所述输水管(14)以及出水管(33)均为风琴管。
5.根据权利要求1所述的一种循环降温式压裂设备，其特征在于，所述抽送装置(4)包括吸入管(41)、吸出管(42)以及第二水泵(43)，所述第二水泵(43)设置在所述顶板(12)上，所述吸入管(41)的一端与第二水泵(43)的吸入口端连通、另一端穿过底座(1)的顶壁且插入底座(1)内部，所述吸出管(42)的一端与第二水泵(43)的吸出口端连通、另一端穿过储水箱(13)的顶壁且插入储水箱(13)内。
6.根据权利要求1所述的一种循环降温式压裂设备，其特征在于，所述底座(1)的顶壁上嵌设有多个排风扇(19)。
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