CN111720209A - 压裂设备组及压裂车 - Google Patents

Abstract

本申请涉及压裂技术领域，尤其是涉及一种压裂设备组及压裂车，压裂设备组包括：多台发动机，且每台发动机均连接有驱动机构；第一传动机构，第一传动机构的一端与驱动机构相连接，第一传动机构的另一端与压裂泵相连接并驱动压裂泵的曲轴旋转。本申请提供过的压裂设备组能够驱动压裂泵的动力端以旋转的形式连续、不间断地运转，使得压裂泵的液力端的压力、排量更均匀，更稳定，显著提高压裂车的性能，确保压裂施工的效率以及可靠程度。成本更低，大部件通用性更好，维护性更好，多动力分布可提供动相互备份，液压排量可通过变量泵，流量调节阀，可实现排量连续可调。

Description

压裂设备组及压裂车

技术领域

本申请涉及压裂技术领域，尤其是涉及一种压裂设备组及压裂车。

背景技术

目前，压裂车用于向井内注入高压、大排量压裂液，将地层压开并把支撑剂挤入裂缝的专用车辆。主要用于油、气、水井的各种压裂作业。现有的部分压裂车采用液压驱动，液压驱动机构的输出端通过管汇与压裂泵连接，液压缸直接驱动液力端柱塞或者液压马达，但这种方式由于液压缸换向时压力、排量会产生波动，压裂泵的排量调节受到限制，性能低、可靠性低，对压裂施工会产生一定的影响。

发明内容

本申请的目的在于提供一种压裂设备组及压裂车，以在一定程度上解决现有技术中存在的压裂车的压裂泵的压力、排量调节受到限制，导致压裂车的性能低、可靠性低，影响压裂施工的技术问题。

本申请提供了一种压裂设备组，包括：

多台发动机，且每一台所述发动机均与驱动机构相连接；

第一传动机构，所述第一传动机构的一端与所述驱动机构相连接，所述第一传动机构的另一端与压裂泵相连接并驱动所述压裂泵的曲轴旋转。

在上述技术方案中，进一步地，所述驱动机构包括液压泵以及液压油缸；

所述液压泵的输入端与所述发动机相连接，所述液压泵的输出端与所述液压油缸的输入端相连接，所述液压油缸的输出端与所述第一传动机构相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述液压油缸的数量为至少一个，所述液压泵的数量为至少一个，所述液压油缸通过管汇构件与所述液压泵相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一传动机构包括第一连杆、第二连杆以及第一轴瓦；

所述第一连杆的一端与所述液压油缸的输出端相连接，所述第一连杆的另一端与所述第二连杆相连接，且所述第二连杆相对所述第一连杆能够摆动，所述第二连杆的远离所述第一连杆的一端通过所述第一轴瓦与所述压裂泵的曲轴相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一连杆与所述第二连杆通过第一连接件相连接，所述第二连杆能够以所述第一连接件为基点相对所述第二连杆摆动。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一连杆与所述第一连接件的固定端相连接，所述第一连接件形成有滑道，所述第二连杆插接于所述滑道内并通过固定销将所述第二连杆与所述第一连接件连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述曲轴设置有第一连接部和第二连接部，所述第二连杆与所述第一连接部相连接，所述第二连接部通过第二传动机构与所述液压泵的液力端相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二传动机构包括第三连杆、第四连杆、第二轴瓦以及第二连接件；

所述第三连杆的一端通过所述第二轴瓦与所述第二连接部相连接，所述第三连杆的另一端与所述第二连接件相连接，且所述第三连杆相对所述第二连接件能够摆动；

所述第四连杆的一端与所述第二连接件相连接，所述第四连杆的另一端与所述液力端相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述发动机为通用型小型发动机。

本申请还提供了一种压裂车，包括底盘以及上述任一技术方案所述的压裂设备组，所述压裂设备组设置于所述底盘，因而，具有该压裂设备组的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的压裂设备组包括：发动机、驱动机构、第一传动机构以及压裂泵，其中，发动机的数量为多个，且每一台发动机均与驱动机构相连接，压裂泵包括动力端和液力端，第一传动机构的一端与驱动机构相连接，第一传动机构的另一端与压裂泵的动力端的曲轴相连接，使得第一传动机构成为压裂泵的部分主要结构，或者说，本申请中的压裂泵至少包括第一传动机构，发动机启动后，驱动机构开始运作，驱动第一传动机构进行重复地进行往复运动，同时第一传动机构与压裂泵的曲轴相连接，将第一传动机构的往复运动转化成曲轴的旋转运动，此外，曲轴通过其他传动件与压裂泵的液力端相连接，曲轴的旋转运动能够再次转化成往复运动以驱动压裂泵的液力端。

可见，本申请提供过的压裂设备组，通过多台发动机以及驱动机构驱动第一传动机构以驱动压裂泵的动力端以旋转的形式连续、不间断地运转，使得压裂泵的液力端的压力、排量更均匀，更稳定，显著提高压裂车的性能，确保压裂施工的效率以及可靠程度。此外，多台发动机、多驱动机构协作运作，可以相互备份，进一步提高压裂施工的可靠性，并且在低功率工作条件下可以通过减少启动发动机的数量的方式来实现，操作简单提高工作效率。

本申请提供的压裂车，包括上述所述的压裂设备组，因而，通过本压裂设备组显著提高压裂施工过程的效率以及可靠性，相较于传统的压裂车，压裂泵的压力和排量更稳定，对压裂施工的影响更小，性能更优，实用性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的压裂车的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的压裂车的俯视图；

图3为本申请实施例提供的压裂设备组的部分结构示意图。

附图标记：

1-发动机，2-液压泵，3-液压油缸，401-第一连杆，402-第二连杆，403-第一连接件，5-压裂泵，6-曲轴，601-第一连接部，602-第二连接部，701-第三连杆，702-第四连杆，703-第二连接件，8-底盘。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下面参照图1至图3描述根据本申请一些实施例所述的压裂设备组及压裂车。

参见图1至图3所示，本申请的实施例提供了一种压裂设备组，包括：多台发动机1，且每台发动机1均与驱动机构相连接；

第一传动机构，第一传动机构的一端与驱动机构相连接，第一传动机构的另一端与压裂泵5相连接并驱动压裂泵5的曲轴6旋转。

本申请提供的压裂设备组包括：发动机1、驱动机构以及第一传动机构，其中，发动机1的数量为多个，且每一台发动机1均与驱动机构连接，压裂泵5包括动力端和液力端，第一传动机构的一端与驱动机构相连接，第一传动机构的另一端与压裂泵5的动力端相连接，压裂泵5的动力端与曲轴6相连接，使得第一传动机构成为压裂泵的部分主要结构，或者说，本申请中的压裂泵至少包括第一传动机构，发动机1启动后，驱动机构开始运作，驱动第一传动机构进行重复地进行往复运动，同时第一传动机构与压裂泵5的曲轴6相连接，将第一传动机构的往复运动转化成曲轴6的旋转运动，此外，曲轴6通过其他传动件与压裂泵5的液力端相连接，曲轴6的旋转运动能够再次转化成往复运动以驱动压裂泵5的液力端。

可见，本申请提供过的压裂设备组，通过多台发动机1以及驱动机构驱动第一传动机构以驱动压裂泵5的动力端以旋转的形式连续、不间断地运转，使得压裂泵5的液力端的压力、排量更均匀，更稳定，显著提高压裂车的性能，确保压裂施工的效率以及可靠程度。此外，多台发动机1、多驱动机构协作运作，可以相互备份，进一步提高压裂施工的可靠性，并且在低功率工作条件下可以通过减少启动发动机 1的数量的方式来实现，操作简单提高工作效率。

在本申请的一个实施例中，优选地，驱动机构包括液压泵2以及液压油缸3；

液压泵2的输入端与发动机1相连接，液压泵2的输出端与液压油缸3的输入端相连接，液压油缸3的输出端与第一传动机构相连接。

进一步地，液压油缸3的数量为至少一个，液压泵2的数量为至少一个，液压油缸3通过管汇构件与液压泵2相连接。

在该实施例中，包括两种情况，第一种情况，第一传动机构的数量与液压泵2的数量、液压油缸3的数量、发动机1的数量相同，任意一台发动机1均连接有与之对应的液压泵2、液压油缸3以及第一传动机构；发动机1驱动液压泵2，使得液压泵2泵出高压液油，且液压泵2的输出端与液压油缸3的输入端通过液压油管相连接，进而实现向液压油缸3注入高压油，从而驱动液压油缸3，以使液压油缸 3具有足够的动力驱动第一传动机构。发动机1、液压泵2、液压油缸3、第一传动机构的数量均相同并一一对应，各个第一传动机构分别与液压泵2独立连接，在各发动机1的驱动下，各个第一传动机构独立运行并且相互间进行补偿，使得多个第一传动机构同时驱动压裂泵5的曲轴6并相互独立运作，使得压裂泵5的曲轴6能够连续地旋转，因而能够确保压裂泵5能够持续、较稳定地输出压力以及排量，显著提高压裂泵5的性能，使得压裂施工过程能稳定、更可靠。此外，通过控制压裂泵5的排量能够调节液压油缸3的速度，进而能够实现无级调速。并且通过增加液力端的行程，等同于增加液压油缸3的行程能够实现压裂泵5的转速降低以及排量增加，既保证压裂施工的条件，还能够增加压裂泵5的阀胶皮等易损件以及压裂泵5整体的寿命，降低维护工作的工作量以及使用成本。

第二种情况，液压油缸3的数量与液压泵2、发动机1的数量不相同，具体地说，如液压油缸3的数量为一个时，液压泵2的数量可以为一个或多个，一个或多个液压泵2，通过管汇构件可以将一个液压油缸3与一个液压泵2进行连接，或者将多个油路汇集成一路并与第一传动机构相连接，又如液压油缸3的数量为若干个但与液压泵2 数量不同(较佳地，液压油缸3的数量少于液压泵的数量，确保压力充足)，多个液压泵2通过管汇构件将多个油路汇集成数个油路并与第一传动机构相连接，此时通过控制设置于管汇构件或者设置于液压油缸3的液压阀能够控制液压油缸3的驱动和缩回。

在本申请的一个实施例中，优选地，第一传动机构包括第一连杆 401、第二连杆402以及第一轴瓦；

第一连杆401的一端与液压油缸3的输出端相连接，第一连杆 401的另一端与第二连杆402相连接，且第二连杆402相对第一连杆 401能够摆动，第二连杆402的远离第一连杆401的一端通过第一轴瓦与压裂泵5的曲轴6相连接。

进一步地，第一连杆401与第二连杆402通过第一连接件403 相连接，第二连杆402能够以第一连接件403为基点相对第二连杆 402摆动。

在该实施例中，第一连杆401的第一端通过卡箍与液压油缸3 的输出端相连接，第一连杆401的与第一端相对的第二端插接至第一连接件403的固定端内并与第一连接件403固定连接，第二连杆402 的第一端插接至第一连接件403的与固定端相对的一端内，并且第二连杆402相对第一连接件403能够在竖直方向上进行摆动(按照图3 所示状态下，第二连杆402能够上下摆动)，第二连杆402的与第一端相对的第二端与液压泵2的曲轴6相连接，使得在液压油缸3的驱动下，第一连杆401以及第二连杆402能够在第一连杆401和延伸方向上进行往复运动，同时，由于第二连杆402相对第一连接件403 能够摆动，使得第二连杆402在进行往复运动的同时上下摆动，以实现第二连杆402能够不断推动或拉动曲轴6，由于曲轴6的自身结构 (可参考汽车发动机1的曲轴6)，使得曲轴6能够持续地旋转，将液压油缸3、第一传动机构的直线运动转化为旋转运动。

需要说明的是，本申请中的第一传动机构包括的：第一连杆401、第二连杆402、第一连接件403、轴瓦、固定销，以及曲轴、第二传动机构共同组成压裂泵5的动力端，并且通过液压泵2、液压油缸3 为压裂泵5的动力端提供动力，与现有技术中的压裂泵在驱动源上具有较大区别，重要的是，本申请中的压裂泵5的动力端与现有技术中的压裂泵的动力端具有明显区别，现有技术中的压裂泵难以达到本申请中的压裂泵5所能够实现的有益效果。

此外，本申请中采用液压驱动的方式驱动液压泵2的动力端，因此通过液压排量可通过增加变量泵、流量调节阀等部件，能够实现排量连续可调。

在本申请的一个实施例中，优选地，第一连杆401与第一连接件 403的固定端相连接，第一连接件403形成有滑道，第二连杆402插接于滑道内并通过固定销将第二连杆402与第一连接件403连接。

在该实施例中，固定销沿水平方向将第二连杆402与第一连接件 403插接，可视为第二连杆402与第一连接件403铰接，使得两者之间具有连接关系能够同步运动，同时第二连杆402能够以第一连接件 403为枢转点进行上下摆动，以使压裂泵5按照预定运动模式运动。

需要说明的是，第一连接件403以及下文的第二连接件703可以为现有技术中的十字头，当然，不仅限于此。

在本申请的一个实施例中，优选地，曲轴6设置有第一连接部 601和第二连接部602，第二连杆402与第一连接部601相连接，第二连接部602通过第二传动机构与液压泵2的液力端相连接。

在该实施例中，曲轴6分布有多个第一连接部601和第二连接部 602，并且曲轴6上还设置有多个轴承，其中，第一连接部601与另一个第一连接部601、第一连接部601与第二连接部602以及第二连接部602与另一个第二连接部602之间均通过轴承相连接，使得当第二连杆402驱动第一连接部601运动时，轴承进行旋转运动，使得各第一连接部601和第二连接部602实现往复运动的同时进行小幅度的摆动，并且第一连接部601和第二连接部602的运动过程同步进行，第二连接部602通过第二传动机构与液压泵2的液力端相连接，使得第二传动机构随第二连接部602同步运动以驱动液压泵2的液力端同步进行往复运动，在此将曲轴6的旋转运动转化为直线运动，使得液力端正常运作。

在本申请的一个实施例中，优选地，第二传动机构包括第三连杆 701、第四连杆702、第二轴瓦以及第二连接件703；

第三连杆701的一端通过第二轴瓦与第二连接部602相连接，第三连杆701的另一端与第二连接件703相连接，且第三连杆701相对第二连接件703能够摆动；

第四连杆702的一端与第二连接件703相连接，第四连杆702 的另一端与液力端相连接。

在该实施例中，第二传动机构与第一传动机构具有相同的结构以及连接关系，第二传动机构与第一传动机构对称设置于曲轴6的两侧，确保曲轴6运动的流畅性，使得压裂泵5的本体具有对称性，一遍作为输出端连接液力端，一遍作为输入端连接液压油缸3，能够缩小压裂泵5的体积，节省安装空间。

在本申请的一个实施例中，优选地，发动机1为通用型小型发动机。

在该实施例中，通过多台通用型小型发电机驱动多个液压泵2、多个液压油缸3，使得各发电机之间可以互相备份，提高动力源的可靠性、稳定性，并且可通过改变启动发动机1的数量改变工作功率，能够提高压裂施工的效率，同时，各发电机之间型号相同，也便于后期维修以及维护。

实施例二

参见图1和图2所示，本申请的实施例二还提供一种压裂车，包括上述实施例一所述的压裂设备组，因而，具有该压裂设备组的全部有益技术效果，相同的技术特征及有益效果不再赘述。

在本申请实施例中，优选地，压裂车还包括底盘8，压裂设备组设置于底盘8压裂设备组的多台发动机1依次间隔设置于压裂车的底盘8，液压泵2设置于发动机1的底部，压裂泵5靠近底盘8的尾部设置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种压裂设备组，其特征在于，包括：

多台发动机(1)，且每台所述发动机(1)均与驱动机构相连接；

第一传动机构，所述第一传动机构的一端与所述驱动机构相连接，所述第一传动机构的另一端与压裂泵(5)相连接并驱动所述压裂泵(5)的曲轴(6)旋转。

2.根据权利要求1所述的压裂设备组，其特征在于，所述驱动机构包括液压泵(2)以及液压油缸(3)；

所述液压泵(2)的输入端与所述发动机(1)相连接，所述液压泵(2)的输出端与所述液压油缸(3)的输入端相连接，所述液压油缸(3)的输出端与所述第一传动机构相连接。

3.根据权利要求2所述的压裂设备组，其特征在于，所述液压油缸(3)的数量为至少一个，所述液压泵(2)的数量为至少一个，且所述液压油缸(3)通过管汇构件与所述液压泵(2)相连接。

4.根据权利要求2所述的压裂设备组，其特征在于，所述第一传动机构包括第一连杆(401)、第二连杆(402)以及第一轴瓦；

所述第一连杆(401)的一端与所述液压油缸(3)的输出端相连接，所述第一连杆(401)的另一端与所述第二连杆(402)相连接，且所述第二连杆(402)相对所述第一连杆(401)能够摆动，所述第二连杆(402)的远离所述第一连杆(401)的一端通过所述第一轴瓦与所述压裂泵(5)的曲轴(6)相连接。

5.根据权利要求4所述的压裂设备组，其特征在于，所述第一连杆(401)与所述第二连杆(402)通过第一连接件(403)相连接，所述第二连杆(402)能够以所述第一连接件(403)为基点相对所述第二连杆(402)摆动。

6.根据权利要求5所述的压裂设备组，其特征在于，所述第一连杆(401)与所述第一连接件(403)的固定端相连接，所述第一连接件(403)形成有滑道，所述第二连杆(402)插接于所述滑道内并通过固定销将所述第二连杆(402)与所述第一连接件(403)连接。

7.根据权利要求4所述的压裂设备组，其特征在于，所述曲轴(6)设置有第一连接部(601)和第二连接部(602)，所述第二连杆(402)与所述第一连接部(601)相连接，所述第二连接部(602)通过第二传动机构与所述液压泵(2)的液力端相连接。

8.根据权利要求7所述的压裂设备组，其特征在于，所述第二传动机构包括第三连杆(701)、第四连杆(702)、第二轴瓦以及第二连接件(703)；

所述第三连杆(701)的一端通过所述第二轴瓦与所述第二连接部(602)相连接，所述第三连杆(701)的另一端与所述第二连接件(703)相连接，且所述第三连杆(701)相对所述第二连接件(703)能够摆动；

所述第四连杆(702)的一端与所述第二连接件(703)相连接，所述第四连杆(702)的另一端与所述液力端相连接。

9.根据权利要求1所述的压裂设备组，其特征在于，所述发动机(1)为通用型小型发动机。

10.一种压裂车，其特征在于，包括底盘(8)以及权利要求1至9中任一项所述的压裂设备组，所述压裂设备组设置于所述底盘(8)。

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