CN110748330A - 一种变频一体电机驱动的电动混砂橇 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，它包括支撑剂输送装置（1）、液体添加剂输送装置（2）、干粉添加剂输送装置（3）、混合液体输送装置（4）、搅拌装置（5）、压裂液排出装置（6）、变频一体电机（8）和自动控制系统（10）；多个输送装置、搅拌装置（5）和压裂液排出装置（6）由多个变频一体电机（8）驱动，变频一体电机（8）均由自动控制系统（10）控制。多个输送装置将不同的物料输送到搅拌装置（5）内混合搅拌，压裂液排出装置（6）将搅拌好的压裂液排向压裂车。本发明克服了液压驱动与调速精度低、响应速度慢的问题，提高了施工精度，并且相对于电液控制混砂撬，省去了变频房，大大减少了设备的体积和重量。
Description
技术领域
本发明涉及一种石油天然气井场作业设备，特别是一种变频一体电机驱动的电动混砂橇。
背景技术
混砂橇（车）是压裂施工的核心装备，其功能是将外部提供的压裂液以自吸的方式吸入到混合罐内，并与压裂砂及多种不同种类的添加剂按照施工要求进行比例混合，然后以一定的压力输出到与其连接的压裂车。按照驱动方式可以分为柴油机驱动和电驱动，常规柴油机驱动混砂橇（车）采用柴油机将动力经传动系统传给各个油泵，分别驱动各机构中的油马达，从而驱动吸入供液泵、输砂绞龙、干添马达、液添泵、排出砂泵、搅拌罐马达、风扇等。该驱动方式存在着：结构复杂、传动效率低、控制精度低、响应速度慢、能耗高、噪音高、排放以及维护成本高等缺点。现有的电驱动混砂橇（车）一般采用变频器带动电机，再分别驱动供液泵、排出泵、输砂绞龙、干添马达等。不仅有效地克服了传统混砂橇（车）存在的缺点，而且充分利用了变频器优异的转速控制特性，提升了混砂橇（车）的自动化和信息化水平。但是该电驱方案需要一个VFD（变频驱动）房，用于安装开关柜、变频器以及冷却设备，造成设备的整体外形偏大、重量超重，不适应国内页岩气开发区块山多路窄的运输条件。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种控制精度高、占有空间小的混砂撬。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，它包括支撑剂输送装置、液体添加剂输送装置、干粉添加剂输送装置、混合液体输送装置、搅拌装置、压裂液排出装置、撬架和变频一体电机；所述搅拌装置包括搅拌罐、搅拌器和变频一体电机，所述支撑剂输送装置的出料口悬在搅拌罐上方，干粉添加剂输送装置通过支架固定于搅拌罐上方，所述液体添加剂输送装置和混合液体输送装置的出料口与搅拌罐的罐壁连接，所述压裂液排出装置的进料口与搅拌罐罐底连接，所述撬架为金属框架结构，支撑剂输送装置、液体添加剂输送装置、干粉添加剂输送装置、混合液体输送装置、搅拌装置和压裂液排出装置都固定于撬架上。
所述支撑剂输送装置包括多个螺旋输送机、支撑剂料斗和变频一体电机，所述螺旋输送机由撬架倾斜固定，螺旋输送机的出料口位于搅拌罐顶部，螺旋输送机的底部与支撑剂料斗连接，所述变频一体电机与螺旋输送机的旋转轴连接。
所述液体添加剂输送装置包括液添泵和变频一体电机，所述液添泵通过管道与搅拌罐的罐壁连接，所述液添泵与变频一体电机连接。
所述干粉添加剂输送装置包括多个螺旋输送机、干粉料斗和变频一体电机，所述螺旋输送机与干粉料斗底部连接，所述变频一体电机与螺旋输送机的旋转轴连接。
所述混合液体输送装置包括吸入泵、电动调节阀和变频一体电机，所述吸入泵通过管道与搅拌罐的罐壁连接，所述吸入泵与变频一体电机连接。
所述压裂液排出装置包括排出泵和变频一体电机，所述排出泵通过管道与搅拌罐的罐壁连接，所述排出泵与变频一体电机连接。
还包括配电系统和自动控制系统，所述配电系统和自动控制系统均设置于撬架上，配电系统和自动控制系统分别与多个变频一体电机电连接。
所述搅拌器通过撬架固定于搅拌罐上方，所述变频一体电机与搅拌器的转轴连接。
本发明具有以下优点：
与柴油机驱动混砂车相比，克服了液压驱动与调速精度低、响应速度慢的问题，提高了施工精度；采用变频一体电机取代柴油机驱动，传动效率高，更加节能环保。与现有电动混砂橇，变频器和电机纳入一体设计，减少了变频器以及开关柜等设备，从而省去了VFD（变频传动）房，大大减少了设备的体积和重量，而变频一体电机为风冷式，自带冷却风扇，省去了空调设计，设备结构简单、重量轻，有效地解决了国内油气开发现场面积小、运输不便的问题。
附图说明
图1 为本发明的主视图；
图2 为本发明的俯视图；
图中：1-支撑剂输送装置，2-液体添加剂输送装置，3-干粉添加剂输送装置，4-混合液体输送装置，5-搅拌装置，6-压裂液排出装置，7-撬架，8-变频一体电机，9-配电系统，10-自动控制系统，101-螺旋输送机，102-支撑剂料斗，201-液添泵，301-螺旋输送机，302-干粉料斗，401-吸入泵，501-搅拌罐。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，它包括支撑剂输送装置1、液体添加剂输送装置2、干粉添加剂输送装置3、混合液体输送装置4、搅拌装置5、压裂液排出装置6、撬架7和变频一体电机8；所述搅拌装置5包括搅拌罐501、搅拌器和变频一体电机8，所述支撑剂输送装置1的出料口悬在搅拌罐501上方，干粉添加剂输送装置3通过支架固定于搅拌罐501上方，所述液体添加剂输送装置2和混合液体输送装置4的出料口与搅拌罐501的罐壁连接，所述压裂液排出装置6的进料口与搅拌罐501罐底连接，所述撬架7为金属框架结构，支撑剂输送装置1、液体添加剂输送装置2、干粉添加剂输送装置3、混合液体输送装置4、搅拌装置5和压裂液排出装置6都通过螺栓固定于撬架7上。液体添加剂输送装置2和混合液体输送装置4的出料口设置有阀门，用于防止搅拌时物料回流，压裂液排出装置6的进料口设置有阀门，用于防止未混合完全的物料流出。
所述支撑剂输送装置1包括多个螺旋输送机101、支撑剂料斗102和变频一体电机8，所述螺旋输送机101由撬架7倾斜固定，螺旋输送机101的出料口位于搅拌罐501顶部，螺旋输送机101的底部与支撑剂料斗102连接，所述变频一体电机8与螺旋输送机101的旋转轴连接。
所述液体添加剂输送装置2包括液添泵201和变频一体电机8，所述液添泵201通过管道与搅拌罐501的罐壁连接，所述液添泵201与变频一体电机8连接。
所述干粉添加剂输送装置3包括多个螺旋输送机301、干粉料斗302和变频一体电机8，所述螺旋输送机301与干粉料斗302底部连接，所述变频一体电机8与螺旋输送机301的旋转轴连接。
所述混合液体输送装置4包括吸入泵401、电动调节阀402和变频一体电机8，所述吸入泵401通过管道与搅拌罐501的罐壁连接，所述吸入泵401与变频一体电机8连接。
所述压裂液排出装置6包括排出泵601和变频一体电机8，所述排出泵601通过管道与搅拌罐501的罐壁连接，所述排出泵601与变频一体电机8连接。
还包括配电系统9和自动控制系统10，所述配电系统9和自动控制系统10均设置于撬架7上，配电系统9和自动控制系统10分别与多个变频一体电机8电连接。所述自动控制系统10可以按照设定的参数自动控制变频一体电机8，实现供液、支撑剂、液添、干添以及排出的自动控制，同时上述系统均可以通过选择开关或通过操作台上的旋钮控制对应的变频一体电机8，实现手动控制。
所述搅拌器通过撬架7固定于搅拌罐501上方，所述变频一体电机8与搅拌器的转轴连接。搅拌器501内设置有液位监控器，液位监控器与自动控制系统10电连接。
本发明的工作过程如下：
通过自动控制系统10操控支撑剂输送装置1、液体添加剂输送装置2、干粉添加剂输送装置3和混合液体输送装置4向搅拌罐501内输送物料，自动控制系统10根据工作人员输入的数据自动计算出各个输送装置的输送量，从而控制各个输送装置上的变频一体电机8的工作时间来控制物料的实际输送量，并通过液位监控器调节物料的实际加入量。液体添加剂输送装置2和混合液体输送装置4输送完毕后关闭对应出料口与搅拌罐501连接管道上的阀门。控制搅拌装置5对物料进行搅拌，自动控制系统10根据加入物料的数量计算搅拌时间，搅拌完毕后打开压裂液排出装置6进料口与搅拌罐501连接管道上的阀门，通过自动控制系统10启动压裂液排出装置6排出混合好的压裂液。
Claims (8)
1.一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：它包括支撑剂输送装置（1）、液体添加剂输送装置（2）、干粉添加剂输送装置（3）、混合液体输送装置（4）、搅拌装置（5）、压裂液排出装置（6）、撬架（7）和变频一体电机（8）；所述搅拌装置（5）包括搅拌罐（501）、搅拌器和变频一体电机（8），所述支撑剂输送装置（1）的出料口悬在搅拌罐（501）上方，干粉添加剂输送装置（3）通过支架固定于搅拌罐（501）上方，所述液体添加剂输送装置（2）和混合液体输送装置（4）的出料口与搅拌罐（501）的罐壁连接，所述压裂液排出装置（6）的进料口与搅拌罐（501）罐底连接，所述撬架（7）为金属框架结构，支撑剂输送装置（1）、液体添加剂输送装置（2）、干粉添加剂输送装置（3）、混合液体输送装置（4）、搅拌装置（5）和压裂液排出装置（6）都固定于撬架（7）上。
2.根据权利要求1所述的一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：所述支撑剂输送装置（1）包括多个螺旋输送机（101）、支撑剂料斗（102）和变频一体电机（8），所述螺旋输送机（101）由撬架（7）倾斜固定，螺旋输送机（101）的出料口位于搅拌罐（501）顶部，螺旋输送机（101）的底部与支撑剂料斗（102）连接，所述变频一体电机（8）与螺旋输送机（101）的旋转轴连接。
3.根据权利要求1所述的一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：所述液体添加剂输送装置（2）包括液添泵（201）和变频一体电机（8），所述液添泵（201）通过管道与搅拌罐（501）的罐壁连接，所述液添泵（201）与变频一体电机（8）连接。
4.根据权利要求1所述的一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：所述干粉添加剂输送装置（3）包括多个螺旋输送机（301）、干粉料斗（302）和变频一体电机（8），所述螺旋输送机（301）与干粉料斗（302）底部连接，所述变频一体电机（8）与螺旋输送机（301）的旋转轴连接。
5.根据权利要求1所述的一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：所述混合液体输送装置（4）包括吸入泵（401）、电动调节阀（402）和变频一体电机（8），所述吸入泵（401）通过管道与搅拌罐（501）的罐壁连接，所述吸入泵（401）与变频一体电机（8）连接。
6.根据权利要求1所述的一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：所述压裂液排出装置（6）包括排出泵（601）和变频一体电机（8），所述排出泵（601）通过管道与搅拌罐（501）的罐壁连接，所述排出泵（601）与变频一体电机（8）连接。
7.根据权利要求1所述的一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：还包括配电系统（9）和自动控制系统（10），所述配电系统（9）和自动控制系统（10）均设置于撬架（7）上，配电系统（9）和自动控制系统（10）分别与多个变频一体电机（8）电连接。
8.根据权利要求1所述的一种变频一体电机驱动的电动混砂橇，其特征在于：所述搅拌器通过撬架（7）固定于搅拌罐（501）上方，所述变频一体电机（8）与搅拌器的转轴连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200204 |