CN111379546A - 一种移动式压驱装置及液压型压驱注入系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种移动式压驱装置及液压型压驱注入系统，涉及压驱领域，其中，一种移动式压驱装置，包括：底座以及液压动力单元；所述液压动力单元，包括液压箱、支撑部以及至少一个驱动组件，所述液压箱位于所述支撑部的上侧，所述驱动组件位于所述液压箱的下侧，所述支撑部和所述驱动组件分别与所述底座固定连接；以及工作单元，所述工作单元固定于所述底座上，所述工作单元与所述液压动力单元连接。以解决在液压箱容积增大的情况下，不能合理利用设备上的空间，使其结构紧凑且具有较小的排量的问题。

Description

一种移动式压驱装置及液压型压驱注入系统
技术领域
本发明涉及压驱领域，具体说是一种移动式压驱装置及液压型压驱注入系统。
背景技术
压驱施工是指采用压裂的方式将驱油液通过裂缝注入到油层中、可实现驱洗剩余油的同时补充地层能量、达到提高三类油层采收率的目的。
目前，常见的压裂车一般包括底盘以及设置于底盘上的柴油发动机、液力变矩器、传动轴和压裂泵等，在工作过程中，柴油发动机启动后，经液力变矩器变速、变矩后，通过传动轴带动压裂泵转动，以实现压裂作业。
现有技术中，作为输送机构的压裂泵一般采用曲轴式柱塞泵，图7示出了这种曲轴式柱塞泵的结构示意图，如图所示，该曲轴式柱塞泵1'包括曲轴11'、多个连杆12'和多个柱塞13'等，曲轴11'的两端设置有动力输入齿轮，多个柱塞13'布置在曲轴11'的一侧，多个柱塞13'的一端可分别在液力端（图中示出但未标出）中来回移动，多个连杆12'设置在多个柱塞13'的另一端与曲轴11'之间，这样当曲轴11'转动时，将带动连杆12'作曲柄连杆运动，连杆12'进而驱动柱塞13'作往复运动（类似于发动机曲轴与活塞的运动），从而实现通过液力端将工作介质吸入并连续高压输出，以进行压裂施工作业。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种移动式压驱装置及液压型压驱注入系统，以解决在液压箱容积增大的情况下，不能合理利用设备上的空间，使其结构紧凑且具有较小的排量的问题。
第一方面，本发明提供一种移动式压驱装置，包括：
底座以及液压动力单元；
所述液压动力单元，包括液压箱、支撑部以及至少一个驱动组件，所述液压箱位于所述支撑部的上侧，所述驱动组件位于所述液压箱的下侧，所述支撑部和所述驱动组件分别与所述底座固定连接；以及工作单元，所述工作单元固定于所述底座上，所述工作单元与所述液压动力单元连接。
优选地，所述驱动组件包括电动机和油泵，所述油泵与所述电动机传动连接，所述油泵的进油口与所述液压箱连接，所述油泵的出油口与所述工作单元连接。
优选地，所述驱动组件为多个，多个所述驱动组件排布于所述底座上且均位于所述液压箱的下侧。
优选地，所述油泵的进油管路与所述液压箱上的进油滤油器连接，所述进油管路上串接有橡胶接头。
优选地，所述油泵通过出油管路与所述工作单元连接，所述出油管路具有被支撑为水平状态的第一横管，所述第一横管与所述油泵的出油口通过管路连接。
优选地，所述液压箱的上部具有凹陷部，所述凹陷部内设有散热器。
优选地，所述驱动组件为多个，多个所述驱动组件排布于所述底座上且均位于所述液压箱的下侧；
所述液压箱的顶部设有回油管路，所述回油管路包括第二横管和回油支管，所述第二横管与所述工作单元连接，所述回油支管与所述第二横管连接，所述第二横管与所述散热器的进油口连接，所述散热器的出油口与所述液压箱顶部的回油滤油器连接。
第二方面，本发明提供一种液压型压驱注入系统，包括：如上述的移动式压驱装置；以及搅拌罐；
所述搅拌罐通过进浆管路与所述移动式压驱装置的吸入口连接，所述移动式压驱装置的排出口通过出浆管路与井口装置连接。
优选地，所述的液压型压驱注入系统，还包括：
变频柜，所述变频柜内部安装有变频器，所述变频器与所述驱动组件输电连接；
流量计，所述流量计串接在所述进浆管路上，用于测量流过所述进浆管路内介质的流量；
压力传感器，所述压力传感器与所述出浆管路连接，用于测量所述出浆管路中介质的压力；
工控机，所述工控机分别与所述变频器、所述流量计和所述压力传感器连接。
优选地，所述移动式压驱装置为多个，且多个所述移动式压驱装置并联设置。
本发明至少具有如下有益效果：
本发明提供一种移动式压驱装置及液压型压驱注入系统，以解决在液压箱容积增大的情况下，不能合理利用设备上的空间，使其结构紧凑且具有较小的排量的问题。也就是说，本发明主要解决的技术问题为在液压箱容积增大的情况下，合理利用了设备上的空间，使其结构紧凑且具有较大的排量。
本发明的移动式压驱装置中的液压箱设置在支撑部的上侧，从而能够将驱动组件置于液压箱的下侧，一方面为增大液压箱的容积提供了设计空间，另一方面也为增多驱动组件的数量提供了空间，且整个设备的体积并未显著增大，从而能够提高设备的排量，满足压驱施工技术需求。
附图说明
通过以下参考附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点更为清楚，在附图中：
图1为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置的俯视图；
图2为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置的左视图；
图3为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置中液压动力单元的一个视角的立体图；
图4为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置中液压动力单元的另一个视角的立体图；
图5为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置中工作单元的结构示意图；
图6为本发明提供的实施例所述的液压型压驱注入系统的组成示意图；
图7为现有技术中典型的曲轴式柱塞泵的结构示意图。
图中，10-底座，20-液压动力单元，21-液压箱，211-凹陷部，212-散热器，22-支撑部，23-驱动组件，231-电动机，232-连接盘，233-油泵，234-进油管路，235-进油滤油器，236-橡胶接头，237-出油管路，2371-第一横管，24-回油管路，241-第二横管，242-回油支管，25-回油滤油器，26-人孔盖， 30-工作单元，31-机体，32-液压缸，321-活塞杆，33-第一阀箱，34-第二阀箱，35-阀块，36-第一缸套，37-第二缸套，38-吸入管，39-排出管，40-变频柜，50-工控机，100-移动式压驱装置（液压型），200-搅拌罐，300-进浆管路，400-流量计，500-压力传感器，600-阀门，700-出浆管路，800-井口装置。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是值得说明的是，本发明并不限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。然而，对于没有详尽描述的部分，本领域技术人员也可以完全理解本发明。
此外，本领域普通技术人员应当理解，所提供的附图只是为了说明本发明的目的、特征和优点，附图并不是实际按照比例绘制的。
同时，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
图7为现有技术中典型的曲轴式柱塞泵的结构示意图。上述图7曲轴式柱塞泵中，冲程较短（如五缸式柱塞泵冲程约为200mm），换向次数多，柱塞动作频繁，易损件的寿命短，例如，液力端的阀座、阀和阀胶皮等的使用寿命只有几十小时；另外，这种曲轴式柱塞泵的输出压力、流量的覆盖范围较窄，若要提高覆盖范围，需更换不同缸径的液力端；另外，柱塞在频繁快速换向时，工作介质尚未充分吸入即排出，造成吸入效率不高，导致工作效率偏低；另外，压裂泵内集成安装有曲轴、动力输入齿轮、连杆、液力端的箱体及座体等，结构复杂，制造成本高，拆装维护不便；其次，动力输入齿轮作高速重载旋转，对润滑和冷却的要求高，需要布置结构复杂的润滑系统及对应的冷却系统。
液压型活塞泵具有冲程长、换向次数少、易损件寿命长等优点，但现有的液压型活塞泵排量较小，难以满足压驱作业的使用要求，而并联多台液压型活塞泵则会提高制造成本。
对于液压型活塞泵来说，液压箱占用了较多的空间，而如果要进一步增大设备的排量，液压箱的设计容积还应相应进一步增大。如何设计一种结构紧凑且排量较大的移动式压驱装置（液压型）及系统成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
图1为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置的俯视图。图2为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置的左视图。
参考图1和图2所示，一种移动式压驱装置（液压型）100，包括：底座10、液压动力单元20和工作单元30，其中，液压动力单元20包括液压箱21、支撑部22以及至少一个驱动组件23，液压箱21位于支撑部22的上侧，驱动组件23位于液压箱21的下侧，支撑部22和驱动组件23分别与底座10固定连接；工作单元30固定于底座10上，工作单元30与液压动力单元20连接。
本发明的移动式压驱装置（液压型）100中将液压箱21设置在支撑部22的上侧，从而能够将驱动组件23置于液压箱21的下侧，一方面为增大液压箱21的容积提供了设计空间，另一方面也为增多驱动组件23的数量提供了空间，从而能够提高设备的排量，且整个设备的体积并未显著增大。
本发明的一个实施例中，优选地，参考图2所示，驱动组件23包括电动机231和油泵233，油泵233与电动机231传动连接。油泵233的进油口与液压箱21通过管路连接，油泵233的出油口与工作单元30通过管路连接。
本实施例中，电动机231与油泵233通过连接盘232实现固定连接，具体地，连接盘232与电动机231的前端法兰连接，油泵233与连接盘232通过螺栓连接。电动机231的输出轴端部具有内孔，且油泵233的输入轴穿入上述内孔中且与该内孔传动连接。上述油泵233的输入轴与电动机231的输出轴之间优选为花键传动连接或者平键传动连接。采用这种结构能够缩小驱动组件23的整体长度，有利于减小设备的体积。当然，电动机231与油泵233之间还可以采用其他的连接方式，例如，通过钟形罩、联轴器等结构件实现连接。
本实施例中，参考图1所示，上述工作单元30包括机体31、液压缸32、第一阀箱33、第二阀箱34、阀块35、第一缸套36和第二缸套37。其中，液压缸32固定于机体31的中间位置，液压缸32的活塞杆321具有双输出结构。第一阀箱33和第二阀箱34分别固定于机体31的两端。在第一阀箱33朝向机体31的一侧设有第一缸套36，该第一缸套36与第一阀箱33密封连接。在第二阀箱34朝向机体31的一侧设有第二缸套37，该第二缸套37与第二阀箱34密封连接。在活塞杆321的两端分别设有与第一缸套36和第二缸套37配合的活塞。上述活塞杆321左右往复移动能够实现压驱介质的泵送。在液压缸32的顶部安装有阀块35，该阀块35上安装有用于控制液压缸32往复换向的换向阀以及其他例如单向阀、安全阀等阀门。
图5为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置（液压型）中工作单元的结构示意图。本实施例中，优选地，参考图1和图5所示，在第一阀箱33和第二阀箱34的下侧设有用于用于吸入压驱介质的吸入管38，在第一阀箱33和第二阀箱34的侧面上部设有排出压驱介质的排出管39。
图3为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置（液压型）中液压动力单元的一个视角的立体图。图4为本发明提供的实施例所述的移动式压驱装置（液压型）中液压动力单元的另一个视角的立体图。
本实施例中，参考图3和图4所示，优选地，驱动组件23为四个，四个驱动组件23排布于底座10上且均位于液压箱21的下侧。本实施例中，驱动组件23位于液压箱21的下侧，合理利用了设备的空间，并且将液压箱21设置在较高的位置有利于油泵233吸入液压油。本实施例中驱动组件23的数量为四个，但并不局限于此，可以根据需要对其数量进行调整。
本实施例中，参考图4所示，优选地，油泵233进油管路234与液压箱21上的进油滤油器235连接，进油管路234上串接有橡胶接头236。本实施例中，各油泵233的进油口分别与不同的进油滤油器235连接。除此之外，各油泵233的进油口还可以通过管路与同一个进油滤油器235连接。
本实施例中，参考图1和图4所示，优选地，油泵233通过出油管路237与工作单元30连接，出油管路237具有被支撑为水平状态的第一横管2371，第一横管2371分别与油泵233的出油口连接。第一横管2371的中间位置具有一输出孔，该输出孔通过管路与工作单元30连接。
本实施例中，参考图3所示，优选地，液压箱21的上部具有凹陷部211，凹陷部211内设有散热器212。
本实施例中，凹陷部211为散热器212的安装提供的空间，使得液压箱21与散热器212装配后结构紧凑。
本实施例中，优选地，在液压箱21的侧壁上设有人孔盖26，打开人孔盖26能够清理液压箱21的内部空间。
本实施例中，参考图3所示，优选地，液压箱21的顶部设有回油管路24，回油管路24包括第二横管241和回油支管242，第二横管241与工作单元30连接，回油支管242与第二横管241连接，，第二横管241与散热器212的进油口连接，散热器212的出油口与液压箱21顶部的回油滤油器25连接。
图6为本发明提供的实施例所述的液压型压驱注入系统的组成示意图。参考图6所示，一种液压型压驱注入系统，其包括上述移动式压驱装置（液压型）100以及搅拌罐200，通过进浆管路300与移动式压驱装置（液压型）100的吸入口连接，移动式压驱装置（液压型）100的排出口通过出浆管路700与井口装置800连接。
本实施例中，优选地，该系统还包括变频柜40、流量计400、压力传感器500和工控机50，其中，变频柜40内部安装有变频器，变频器与驱动组件23输电连接；流量计400串接在进浆管路300上，用于测量流过进浆管路300上的介质流量；压力传感器500与出浆管路700连接，用于测量出浆管路700中介质的压力；工控机50分别与变频器、流量计400和压力传感器500连接，上述工控机50用于接收流量计400所测得的实时流量信号和压力传感器500所测得的排除压力信号，并根据要求通过变频器控制各驱动组件23的启动/停止，以及电动机231的转动速度，也就达到了控制注入装置排量的目的。
本实施例中，优选地，上述变频柜40和工控机50可以安装于移动式压驱装置（液压型）100中底座10的一端，进一步地，各移动式压驱装置（液压型）100还配套有集装箱式的外壳，能够对内部的设备起到保护作用。
在实施例中，参考图6所示，移动式压驱装置（液压型）100为两个，当然，根据需要还可以配套更多数量的注入装置，且各注入装置并联在一起。也就是说，各注入装置中的吸入端通过进浆管路300与搅拌罐200连接，各注入装置的排出端通过出浆管路700连接至井口装置800。
本实施例中，优选地，在各移动式压驱装置（液压型）100的输出口或者与输出口相近的一段出浆管路700上还可以分别安装阀门600，该阀门600用于其中部分移动式压驱装置（液压型）100工作时，将没有出在工作状态的移动式压驱装置（液压型）100所对应的阀门600关闭，以对非工作状态的设备进行维修。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述实施例仅为表达本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、同等替换、改进等，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种移动式压驱装置，其特征在于，包括：
底座以及液压动力单元；
所述液压动力单元，包括液压箱、支撑部以及至少一个驱动组件，所述液压箱位于所述支撑部的上侧，所述驱动组件位于所述液压箱的下侧，所述支撑部和所述驱动组件分别与所述底座固定连接；以及工作单元，所述工作单元固定于所述底座上，所述工作单元与所述液压动力单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种移动式压驱装置，其特征在于，所述驱动组件包括电动机和油泵，所述油泵与所述电动机传动连接，所述油泵的进油口与所述液压箱连接，所述油泵的出油口与所述工作单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种移动式压驱装置，其特征在于，所述驱动组件为多个，多个所述驱动组件排布于所述底座上且均位于所述液压箱的下侧。
4.根据权利要求2所述的一种移动式压驱装置，其特征在于，所述油泵的进油管路与所述液压箱上的进油滤油器连接，所述进油管路上串接有橡胶接头。
5.根据权利要求2所述的一种移动式压驱装置，其特征在于，所述油泵通过出油管路与所述工作单元连接，所述出油管路具有被支撑为水平状态的第一横管，所述第一横管与所述油泵的出油口通过管路连接。
6.根据权利要求1、2、4、5任一项所述的一种移动式压驱装置，其特征在于，所述液压箱的上部具有凹陷部，所述凹陷部内设有散热器。
7.根据权利要求6所述的一种移动式压驱装置，其特征在于，所述驱动组件为多个，多个所述驱动组件排布于所述底座上且均位于所述液压箱的下侧；
所述液压箱的顶部设有回油管路，所述回油管路包括第二横管和回油支管，所述第二横管与所述工作单元连接，所述回油支管与所述第二横管连接，所述第二横管与所述散热器的进油口连接，所述散热器的出油口与所述液压箱顶部的回油滤油器连接。
8.一种液压型压驱注入系统，其特征在于，包括：如权利要求1-7任一项所述的移动式压驱装置；以及搅拌罐；
所述搅拌罐通过进浆管路与所述移动式压驱装置的吸入口连接，所述移动式压驱装置的排出口通过出浆管路与井口装置连接。
9.根据权利要求8所述的液压型压驱注入系统，其特征在于，还包括：
变频柜，所述变频柜内部安装有变频器，所述变频器与所述驱动组件输电连接；
流量计，所述流量计串接在所述进浆管路上，用于测量流过所述进浆管路内介质的流量；
压力传感器，所述压力传感器与所述出浆管路连接，用于测量所述出浆管路中介质的压力；
工控机，所述工控机分别与所述变频器、所述流量计和所述压力传感器连接。
10.根据权利要求8或9所述的液压型压驱注入系统，其特征在于，所述移动式压驱装置为多个，且多个所述移动式压驱装置并联设置。
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