CN115288652A - 压裂设备 - Google Patents

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Abstract

一种压裂设备，包括动力装置，其中，所述动力装置包括消音舱、涡轮发动机、进气装置以及排气消音器；所述进气装置与所述涡轮发动机通过进气管道连通，并被配置为向所述涡轮发动机提供助燃气体；所述进气装置位于所述消音舱的顶部并且所述消音舱具有容置空间，所述涡轮发动机位于所述容置空间之内；且所述排气消音器包括气体传输管道。该压裂设备具有体积小、功率高、环保等优点。

Description

压裂设备
技术领域
本公开的实施例涉及一种压裂设备。
背景技术
近年来，随着对页岩气等非常规天然气的需求的增长，压裂设备的需求也大幅增长。压裂设备通常包括主要动力装置和多个辅助动力装置以及一些配套装置，这些装置通常采用横向布置，体积较大，不便于运输。如何设计一种体积较小、结构较紧凑的压裂设备，以方便在偏远山区等恶劣条件下的运输，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。
发明内容
本公开至少一实施例提供一种压裂设备，包括动力装置，其中，所述动力装置包括消音舱、涡轮发动机、进气装置以及排气消音器；所述进气装置与所述涡轮发动机通过进气管道连通，并被配置为向所述涡轮发动机提供助燃气体；所述进气装置位于所述消音舱的顶部并且所述消音舱具有容置空间，所述涡轮发动机位于所述容置空间之内；且所述排气消音器包括气体传输管道。
在一些示例中，所述气体传输管道为L型，一端通过所述排气管道与所述涡轮发动机连通，另一端具有朝上的排气口。
在一些示例中，所述排气消音器还包括设置在所述气体传输管道的内壁的消音层以及位于所述消音层的内壁的消音孔板。
在一些示例中，所述消音层包括消音棉。
在一些示例中，所述消音孔板中设置有阵列排布的多个消音孔，以使得所述气体传输管道中的气体与所述消音层接触。
在一些示例中，所述消音孔的半径为2-8毫米。
在一些示例中，所述排气消音器的进气口具有内缩结构，所述内缩结构的内径沿进气方向逐渐减小。
在一些示例中，所述排气消音器还包括位于所述排气消音器的内壁与所述消音层之间的隔热层。
在一些示例中，所述排气消音器还包括位于所述排气消音器的底部的排水口。
在一些示例中，所述排气消音器还包括消音隔层，所述消音隔层包括耐热材料。
在一些示例中，所述动力装置还包括：出风组件，位于所述消音舱在所述涡轮发动机的轴向的另一侧，且与所述进风组件相对设置，所述出风组件与所述容置空间相连通；所述出风组件包括出风管道和与所述出风管道连接的导出部，所述导出部用于改变所述出风组件的出风口的朝向；所述出风组件的所述导出部的所述出风口设置为朝向所述排气消音器的外表面。
在一些示例中，所述消音舱的内壁设置有消音装置。
在一些示例中，所述消音装置包括消音棉或消音板。
在一些示例中，所述进气装置包括进气过滤器和进气消音器，所述进气消音器的一端与所述进气过滤器连接，所述进气消音器的另一端与所述进气管道连通。
在一些示例中，所述进气装置包括在所述涡轮发动机的轴向上并排设置的多个进气舱。
在一些示例中，所述进气装置在所述涡轮发动机的轴向上超出所述消音舱的范围。
在一些示例中，所述压裂设备还包括：压裂泵装置，包括压裂泵；以及传动机构，其中，所述压裂泵装置通过所述传动机构与所述动力装置相连，所述动力装置被配置为驱动所述压裂泵；所述涡轮发动机、所述传动机构和所述压裂泵沿所述涡轮发动机的轴向依次设置。
在一些示例中，所述动力装置还包括动力撬，所述消音舱安装在所述动力撬上；所述压裂泵装置还包括泵撬，所述泵撬包括承载面，所述压裂泵安装所述泵撬的承载面上。
在一些示例中，所述动力撬和所述泵撬可拆卸连接。
在一些示例中，所述压裂设备还包括整体撬，其中，所述动力撬和所述泵撬分别与所述整体撬可拆卸连接。
在一些示例中，所述动力撬包括可翻转机构，所述可翻转机构用于翻转到水平状态以放置所述泵撬。
在一些示例中，所述压裂泵装置还包括润滑油散热装置，所述润滑油散热装置位于所述压裂泵远离所述泵撬的承载面的一侧。
在一些示例中，所述压裂泵装置还包括第三润滑系统，所述第三润滑系统包括第三润滑油箱和第三驱动机构，所述第三驱动机构包括第一电动机，所述第三润滑系统位于所述传动机构远离所述进气装置的一侧。
在一些示例中，所述压裂泵装置还包括位于所述压裂泵下方的压裂泵底座，所述压裂泵底座使得所述压裂泵与所述涡轮发动机沿所述涡轮发动机的轴向直线排列。
在一些示例中，所述第三润滑系统位于所述传动机构下方。
在一些示例中，所述润滑油散热装置包括第二电动机和散热器，并与所述压裂泵在纵向上排列。
在一些示例中，所述压裂设备还包括底橇，所述动力装置和所述压裂泵装置安装在所述底橇上。
在一些示例中，所述压裂设备是车载设备或者半挂车载设备。
在一些示例中，所述动力橇和所述泵橇包括底部结构，或者包括底部结构和向上延伸的笼状结构，所述笼状结构用于固定安装在所述底部结构上的装置。
在一些示例中，所述动力橇和所述泵橇通过卡扣连接或通过连接板连接。
在一些示例中，所述动力橇和所述泵橇中的一者具有单耳板，所述动力撬和所述泵橇的另一者具有双耳板，且所述单耳板和所述双耳板通过销轴连接。
在一些示例中，所述动力橇中集成有所述消音舱和所述涡轮发动机，所述泵橇中集成有所述压裂泵。
在一些示例中，所述泵橇和所述可翻转机构可拆卸地连接。
在一些示例中，所述可翻转机构使得所述压裂泵与所述涡轮发动机沿所述涡轮发动机的轴向直线排列。
在一些示例中，所述涡轮发动机的轴向为所述涡轮发动机的传动轴或输出轴的延伸方向。
在一些示例中，所述涡轮发动机采用燃料驱动，且所述压裂设备中的其他设备采用电力驱动。
在一些示例中，所述压裂泵为柱塞泵。
在一些示例中，所述传动机构包括联轴器，所述联轴器为挠性联轴器、传动轴或离合器。
附图说明
图1为本公开至少一实施例提供的压裂设备的结构示意图；
图2为本公开至少一实施例提供的涡轮发动机的示意图；
图3A为本公开至少一实施例提供的消防系统的结构示意图；
图3B为本公开另一些实施例提供的消防系统的结构示意图；
图4A为本公开至少一实施例提供的出风组件的结构示意图；
图4B为本公开至少一实施例提供的出风部的结构示意图；
图5A为本公开至少一实施例提供的排气消音器的结构示意图；
图5B为本公开至少一实施例提供的排气消音板的结构示意图；
图5C为本公开另一些实施例提供的排气消音器的机构示意图；
图6为本公开另一些实施例提供的压裂设备的示意图；
图7A为本公开再一些实施例提供的压裂设备的结构示意图；
图7B和图7C为本公开又一些实施例提供的压裂设备的结构示意图；以及
图8A和图8B为本公开另一些实施例提供的压裂设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例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公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
由于涡轮发动机可以直接以天然气为燃料，并且具有体积小、重量轻、功率密度大等优势，因此，在压裂设备领域，相对于使用柴油发动机进行驱动，采用涡轮发动机进行驱动不仅有利于降低压裂设备的体积，还具有环保、驱动效率高等优点；而相较于直接采用电动机进行驱动，采用涡轮发动机进行驱动可以降低压裂作业现场的供电压力。此外，涡轮发动机还具有体积小、重量轻、功率密度大的优势。
另一方面，涡轮发动机是利用流体冲击叶轮转动而产生动力的发动机。因此，涡轮发动机的叶轮和叶片需要保持清洁，防止杂物破坏叶轮的平衡或者损坏叶轮，从而导致设备出现故障。
本公开至少一实施例提供一种压裂设备，包括动力装置。该动力装置包括消音舱、涡轮发动机、进气装置以及清洗装置；该进气装置与该涡轮发动机通过进气管道连接，并被配置为向该涡轮发动机提供助燃气体；该清洗装置被配置为对该涡轮发动机进行清洗；该进气装置位于该消音舱顶部并且该消音舱具有容置空间，该涡轮发动机以及该清洗装置位于该容置空间之内，该清洗装置位于该涡轮发动机远离该进气装置的一侧。
本公开至少一实施例提供的压裂设备通过将涡轮发动机的进气装置设置在涡轮发动机的上方(最高处)，有利于进气装置对空气的摄取，同时将清洗装置设置在涡轮发动机的下方，从而使得该压裂设备在上中下三层进行布局，从而结构更为紧凑，占用体积较小，便于运输。此外，将涡轮发动机设置在消音舱中，有利于消音降噪。
例如，本公开实施例中的“下方”并不一定是指正下方，也可以是在斜下方。
在至少一个实施例中，该清洗装置直接采用电力驱动，也即直接使用电动机驱动，从而可以有效减小该清洗装置的占用体积，便于该清洗装置放置在涡轮发动机下方。例如，该清洗装置的最高点位于该涡轮发动机的最低点的下方，这种设置可以使得该清洗装置不在高度方向上对该涡轮发动机造成遮挡，从而便于涡轮发动机的检修。
在另一些示例中，该清洗装置也可以采用气路驱动或者液压驱动。本公开实施例对于清洗装置的驱动方式不作限制。
图1为本公开至少一实施例提供的压裂设备的结构示意图，例如该示意图是一个侧视图。
如图1所示，该压裂设备5包括动力装置1。该动力装置1包括消音舱11、涡轮发动机12、进气装置13以及清洗装置14。
该消音舱11具有容置空间110，涡轮发动机12和清洗装置14位于该容置空间110内。例如，该消音舱内壁设置有消音棉或者消音板等消音装置。
该进气装置13位于该消音舱11的顶部，并与该涡轮发动机12通过进气管道131连通，并被配置为向该涡轮发动机12提供助燃气体。例如，该进气装置13包括进气过滤器、进气消音器，该进气消音器的一端与进气过滤器连接，进气消音器的另一端与进气管道131连通。
例如，该进气装置13包括并排设置的多个进气舱132。该多个进气舱132有助于该增大该进气装置13的体积，不仅有较大的气体容量，从而提高该涡轮发动机12的动力；而且有助于降低进排气体的阻力，从而有助于延长涡轮发动机的寿命。
例如，该进气装置13在该涡轮发动机的轴向上超出该消音舱11的范围，不仅有助于增大该进气舱的体积，还可以对下方的结构(如下文中的进风组件和出风组件)进行遮挡(如遮雨)保护。需要说明的是，上述的涡轮发动机的轴向可为涡轮发动机中的传动轴或者输出轴的延伸方向。
例如，该进气装置13通过焊接等方式固定在该消音舱11的顶部。
例如，该清洗装置14位于该涡轮发动机12远离该进气装置13的一侧，也即位于该涡轮发动机的下方。例如，该清洗装置14可以位于该涡轮发动机12的正下方或者斜下方。例如，该清洗装置14包括水箱141和清洗泵142；例如，该清洗装置14由电力驱动，这可以降低该清洗装置的占用空间。在另一些示例中，该清洗装置可以采用空气压缩机驱动，例如空气压缩机位于消音舱外，该空气压缩机例如可以采用电驱；在又一些示例中，该清洗装置可以采用液压系统驱动，该液压系统例如可以采用电驱。
例如，该动力装置1还包括位于该消音舱11内的启动装置，该启动装置配置为启动该涡轮发动机12。
例如，该启动装置包括电动机。例如，该电动机用于直接启动该涡轮发动机12，也即该涡轮发动机由电力启动。在这种情形，例如，如图2所示，该启动装置121集成在该涡轮发动机中。
相较于直接采用电力驱动压裂泵装置，启动涡轮发动机所需的电力远远要小，降低了对压裂作业现场的供电需求。
在另一些示例中，该涡轮发动机12包括液压系统，该启动装置中的电动机用于驱动该液压系统以启动该涡轮发动机，也即该液压系统由电力驱动。例如，该电动机位于该涡轮发动机12远离该进气装置的一侧。
相较于使用柴油驱动液压系统，电动机的占用空间较小，因此可以放置在该涡轮发动机下方。
例如，该液压系统包括液压泵、液压马达、各种阀件、液压油箱、液压油散热器等；例如，该液压系统配置为在电动机的驱动下驱动涡轮发动机12的燃油泵、启动马达等从而启动该涡轮发动机12。
例如，该动力装置还包括第一润滑系统122，该第一润滑系统122被配置为对该涡轮发动机12进行润滑。图2示意性地示出了该涡轮发动机12的示意图，如图2所示，该第一润滑系统122集成在该涡轮发动机12中。
该第一润滑系统122包括第一润滑油箱122a和第一驱动机构122b，该第一驱动机构包括电动机，也即该第一润滑系统由电力驱动。
例如，如图1所示，该动力装置1还包括位于消音舱11内的减速机构16和第二润滑系统161，该第二润滑系统161被配置为对该减速机构16进行润滑。该减速机构16与该涡轮发动机12的输出轴相连，与该涡轮发动机12在轴向方向上排列。
该第二润滑系统161包括第二润滑油箱161a和第二驱动机构161b，该第二驱动机构161b包括电动机，也即该第二润滑系统161由电力驱动，因而可以有较小的体积。
例如，如图1所示，该第二润滑系统161位于该涡轮发动机12远离该进气装置13的一侧，例如位于该涡轮发动机12下方。例如，该第二润滑系统16与该清洗装置14在轴向上并列设置，且该第二润滑系统16相较于该清洗装置14更靠近该减速机构16，从而便于该第二润滑系统16对该减速机构16进行润滑。
消音舱的内部是一个相对封闭的舱体，涡轮发动机12的运行导致消音舱内部容易温度偏高或者发生天然气泄露，并且险情具有隐蔽性，导致人工巡视存在危险判断滞后，人员和设备的安全得不到可靠保障。
例如，该动力装置1还包括消防系统，该消防系统可以实现消音舱内险情的提前预警，并且在至少一个示例中，该消防系统可以对消音舱11内进行自动灭火，极大提高了设备运行的可靠性及人员的安全性。
图3A是本公开至少一些实施例提供的消防系统的示意图。为了清楚起见，图3A省去了该压裂设备的一些元件。
如图3A所示，该消防系统17包括位于消音舱11内的至少一个消防探测器171以及消防材料发生器172。该消防探测器171可以包括但不限于温度探测器、烟雾探测器、火焰探测器、可燃气体探测器等；当有多种类型的消防探测器时，每种消防探测器的数目也不做限制。
该消防材料发生器172中装有消防材料。例如，该消防材料包括气溶胶，相较于传统的干粉材料，同等体积的气溶胶的灭火性能更好，因此气溶胶的容器的占用空间较小，从而方便设置在消音舱11内。
如图3A所示，该消防系统17包括设置于该消音舱11的舱顶的多个消防探测器171，以在该消音舱11内的多个不同位置进行探测；例如，该涡轮发动机12和该减速机构16的正上方分别设置有该消防探测器171。该多个消防探测器171的类型可以相同或不同。消防材料发生器172设置于涡轮发动机171与减速机构16之间的支撑柱160上。
例如，该消防系统17还包括位于消音舱11外的报警器173、控制器174、消防显示器175以及紧急开关176。该控制器174分别和报警器173、消防探测器171以及消防材料发生器172信号连接(例如通信连接)。当该消防探测器171检测到异常时，例如检测到消音舱11中的温度、烟雾浓度、可燃气体浓度中的至少之一高出阈值或者检测到火焰时，将触发控制器174控制该消防材料发生器172自动启动并喷出消防材料，同时控制该报警器173发出报警信号。
例如，该消防系统17还可以包括位于消音舱11外的手动灭火装置177以供现场人员手动灭火。例如，该手动灭火装置177可以是干粉灭火器。
图3B为本公开另一些示例提供的压裂设备中的消防系统的示意图。如图3B所示，该消防系统包括控制单元、报警器和消防材料发生器、多个温度传感器、多个烟雾传感器和多个可燃气体传感器。该控制单元分别与该报警器、消防材料发生器温度传感器、烟雾传感器以及可燃气体传感器信号连接。
例如，该控制单元配置为控制该多个温度传感器在涡轮发动机舱体内不同位置同时进行温度检测，利用获得的温度数据生成温度数据组，并周期性重复上述操作并输出温度数据组，从而检测舱内温度。
例如，该控制单元还配置为控制该多个烟雾探测器在涡轮发动机舱体内不同位置同时进行烟雾检测，利用获得的烟雾数据生成烟雾数据组，并周期性重复上述操作并输出烟雾数据组，从而检测舱内烟雾。
例如，该控制单元还配置为控制该多个可燃气体传感器在涡轮发动机舱体内不同位置同时进行可燃气体的浓度检测，利用获得的可燃气体浓度数据生成甲烷数据组，并周期性重复上述操作并输出可燃气体数据组，从而检测舱内的可燃气体，例如该可燃气体包括甲烷。
例如，该控制单元还配置为响应预设的温度阈值，周期性调用温度数据组与温度阈值进行条件判断，判断条件为温度数据组中是否超过一半的温度数据均高于温度阈值，如判断结果为是，则输出火灾信息，如判断结果为否，则输出戒备信息，其中，戒备信息包含温度高于温度阈值的温度数据及其检测位置。
例如，该控制单元还配置为响应外界输入的烟雾阈值，周期性调用烟雾数据组与烟雾阈值进行条件判断，判断条件为烟雾数据组中是否超过一半的烟雾数据均高于烟雾阈值，如判断结果为是，则输出火灾信息，如判断结果为否，则输出戒备信息，其中，戒备信息包含烟雾高于烟雾阈值的烟雾数据及其检测位置。
例如，该控制单元还配置为响应外界输入的可燃气体浓度阈值，周期性调用可燃气体数据组与可燃气体浓度阈值进行条件判断，判断条件为可燃气体数据组中是否超过一半的可燃气体浓度数据均高于可燃气体浓度阈值，如判断结果为是，则输出警告信息，如判断结果为否，则输出戒备信息，其中，戒备信息包括可燃气体浓度高于可燃气体浓度阈值可燃气体浓度值及其测量位置。
例如，该控制单元还配置为响应火灾信息，触发消防材料发生器进行消防操作，例如喷出气溶胶、二氧化碳等；同时触发报警器发出报警信号，例如声音信号和/或光信号。例如，该消防材料发生器包括喷淋装置，例如包括喷头、储液装置和管路等结构。
例如，该控制单元还配置为对该可燃气体的检测进行复核以提高检测的准确率。例如，该控制单元配置为响应火灾信息，判断是否同时接收到警告信息，如判断结果为是，则不做处理，如判断结果为否，则调用所有甲烷浓度值小于甲烷浓度阈值的甲烷浓度数据及其检测位置生成异常组，输出异常组。
该消防系统能够根据温度传感器校准、烟雾传感器校准复核可燃气体浓度传感器，避免设备异常，进一步提高设备的消防安全性能。
例如，如图1所示，该动力装置1还包括进风组件18和出风组件19。该进风组件18位于该消音舱在该涡轮发动机的轴向的一侧，且该消音舱12的容置空间相连通。该出风组件19位于该消音舱在该涡轮发动机的轴向的另一侧，且与该进风组件19相对设置，该出风组件19与该消音舱12的容置空间相连通。该进风组件18和出风组件19用于给消音舱内创造一个流通的环境，有助于舱体内的散热。
图4A示出了该出风组件19的放大示意图。例如，如图4A所示，该出风组件19包括出风管道191和与该出风管道191连接的导出部192，该导出部用于改变该出风组件的出风口的朝向，从而有效减少风沙从该出风组件进入消音舱内对舱体内的物料造成损坏。
例如，在压裂设备的装车或运输过程中，沿着运输方向，该出风组件19通常会靠近前方，也即车头；进风组件18更靠近后方，也即车尾，这是为了便于压裂设备到达作业现场后卸载并进行压裂作业。这样，在运输过程中，风沙容易从出风组件19灌入到消音舱内。
如图4A所示，通过设置该导出部192，将该出风口的朝向由水平向前(也即运动方向)改变为斜向下方，从而有效减少风沙的灌入。图4A中用虚线的箭头示出了该出风口的朝向。然而，本公开实施例并不限制设置该导出部后该出风组件的出风口的朝向。在另一些示例中，该出风口可以朝上或者朝向旁侧，本公开实施例对此不作限定。例如，该导出部192与该出风管道191可旋转连接，可以通过旋转该导出部192改变该出风组件19的出风口的朝向。
如图4A所示，例如，该导出部192为弯头形状，剖面为圆锥形，例如圆锥角为40°-60°，例如为45°。
例如，如图4A所示，该导出部192包括遮挡部192a和出风部192b，该遮挡部192a被配置为对该出风管道191的出风口191a进行遮挡从而阻挡外部风沙，该出风部192b被配置为排出从该出风管道191流入该导出部192的气体。图4A中用垂直于出风管道191的出风口191a的虚线示出了该遮挡部192a和出风部192b的界线，但是该界线实际并不一定存在。
例如，该遮挡部192a在该出风管道191的出风口191a所在的平面上的正投影与该出风口191a至少部分重叠以形成遮挡，且重叠面积大于该出风口面积的30％从而实现有效的遮挡。
该导出部192从结构上进行设计从而自主地实现遮挡效果，这种设计并不需要额外的动力或者控制。
在另一些示例中，例如，如图4B所示，该出风部192b可以包括转轴193a以及设置在该转轴193a上的叶片193b，该叶片193b可绕该转轴旋转，例如在外力作用下旋转。例如，该转轴和叶片位于设置在出风部的出风口处。通过旋转该叶片，可以实现该出风部的导通和关闭。例如，在运输过程中，可以关闭该出风部；在压裂作业时，可将该出风部开启。图4B中示出了在垂直于该出风部192b的出风面的方向上，该出风部分别在关闭状态(图4B左侧)和导通状态(图4B右侧)该转轴和叶片的示意图。
例如，该动力装置还包括排气消音器，该排气消音器通过排气管道与该涡轮发动机12连通，用于将涡轮发动机12排出的废气经过消音、导向排出至大气中。图5A示出了本公开至少一实施例提供的排气消音器的结构示意图。
如图5A所示，该排气消音器20包括L型的气体传输通道201，该气体传输管道为L型，该气体传输管道201的一端具有进气口201a，该进气口201a通过排气管道与涡轮发动机12连通以进气，另一端具有朝上的出气口201b，以便于将涡轮发动机产生的废气排向大气。图5A中用箭头示出了气体的传输方向。
该排气消音器20还包括套在该气体传输管道201内壁的消音层202以起到消音作用，当气体传输通道201中的气体与该消音层202接触时可以有效降低气体传输时的噪音。例如，该消音层202包括消音棉。
例如，该排气消音器20还包括位于该消音层202内壁的消音孔板203，该消音孔板203中设置有孔洞以使得气体传输管道201中的气体与消音层202接触从而起到消音作用。
图5B示出了该消音孔板203的结构示意图。例如，该消音孔板203为管状，图5B示出了该消音孔板203的部分示意图。
例如，该消音孔板203上设置有阵列排布的多个消音孔203a，在实现使得气体与消音孔板充分接触的同时，还通过气体与消音孔板203的孔壁之间碰撞，从而提高消音效果。例如，该消音孔203a的半径为2-8毫米。本公开实施例对于消音孔的平面形状不作限制，例如，该消音孔的平面形状还可以是长圆形、椭圆形、方形、菱形等。
例如，如图5A所示，该排气消音器20的进气口201a具有内缩结构，该内缩结构的内径沿进气方向逐渐减小。废气进入气体传输管道201时，空间发生收缩，使得气体流向发生快速变化，提高消音效果。
例如，如图5A所示，该排气消音器20还包括位于该排气消音器20内壁与消音层202之间的隔热层204，以防止排气消音器外壳烫人。例如，涡轮发动机排出废气温度高达600℃，需要进行隔热设计。
例如，该排气消音器20还包括位于底部的排水口205。例如，当排气消音器20进水，还可以通过消音孔板203将水排出，最终水从排水口205排出。
图5A所示的排气消音器20在起到消音的同时还尽可能保持了气体传输管道的畅通性，从而还降低了排气阻力，提高排气效率。
图5C为本公开另一些实施例提供的排气消音器的结构示意图。如图5C所示，与图5A所示实施例不同的是，该排气消音器20包括消音隔层206，用于增大排气的阻力来实现消音降噪的功能。例如，该消音隔层206包括耐热材料从而对噪音具有吸附功能，例如该耐热材料为消音棉。例如，该消音隔层206设置在该气体传输管道201的靠近出气口201b的分支中，进入管道的废气经该消音隔层206到达出气口201b。
例如，在一些示例中，可以将出风组件19的导出部192的出风口设置为朝向排气消音器20的外表面，将出风组件19排出的气体对排气消音器进行表面降温，从而实现出气的有效利用。
如图1所示，该压裂设备5还包括压裂泵装置2，该压裂泵装置2包括压裂泵21，该压裂泵例如为柱塞泵；该压裂设备5还包括传动机构3，例如该传动机构3包括联轴器。例如，该联轴器可为挠性联轴器、传动轴、离合器等结构形式。
该压裂泵装置2通过该传动机构3与该动力装置1相连，该动力装置1被配置为驱动该压裂泵21进行压裂作业。该涡轮发动机12、传动机构3和压裂泵21沿该涡轮发动机的轴向依次设置，例如同轴设置，从而提高传动效率。
图6为本公开至少一实施例提供过的压裂设备的示意图。如图6所示，该涡轮发动机、减速机构、传动机构、和压裂泵沿该涡轮发动机的轴向依次设置，例如同轴设置，从而提高传动效率。
例如，该压裂设备还可以包括设置在涡轮发动机与压裂泵之间的刹车机构，从而实现压裂泵与涡轮发动机之间的动力切断。例如，当涡轮发动机开始启动时，速度还不够大，可以启动刹车机构防止压裂泵被驱动而影响压裂效果。例如，该刹车机构可以包括刹车片、刹车钳等。
如图6所示，刹车机构可设置在涡轮发动机与减速机构之间(A位置)、减速机构和传动机构之间(B位置)、传动结构和压裂泵之间(C位置)三个位置中任意一个或多个，最终实现动力输入与输出之间的断开。例如，如图1所示，刹车机构21可以位于减速机构16和传动结构3之间或者集成到减速机构16上，使整体结构更加紧凑。
如图1所示，该压裂泵装置2还包括第三润滑系统22，该第三润滑系统22用于对该压裂泵21进行润滑。该第三润滑系统22包括电动机221并位于该传动机构3远离该进气装置13的一侧。该第三润滑系统22还包括润滑油箱222。
例如，如图1所示，该第三润滑系统22位于传动机构3下方从而节省空间。
例如，如图1所示，该压裂泵装置2还包括润滑油散热装置23，该润滑油散热装置23用于对第三润滑系统22散热。该润滑油散热装置23位于该压裂泵21上方，也即位于该压裂泵21远离该压裂泵21底座的一侧。例如，该润滑油散热装置23包括电动机231和散热器232。
该润滑油系统23与该压裂泵21在纵向上排列，从而使得结构更加紧凑。
例如，该压裂泵装置2还包括位于压裂泵21下方(也即远离进气装置13的一侧)的压裂泵底座24，该压裂泵底座24用于将该压裂泵21垫高从而使得该压裂泵21与该涡轮发动机12沿该涡轮发动机12的轴向直线排列从而提高传动效率。
例如，如图1所示，该压裂设备5还包括底橇6，该动力装置1和该泵装置2安装在该底橇6上以得到固定。
在图1所示的示例中，该压裂设备5为橇装设备。然而本公开实施例对此不作限制。在另一些示例中，该压裂设备5还可以是车载设备或者半挂车载设备。
图7A为本公开另一些实施例提供的压裂设备的示意图。如图7A所示，该动力装置1还包括动力橇51，该消音舱11安装在动力橇51上以进行固定；该泵装置2还包括泵橇52，该泵橇52具有承载面523，该压裂泵21安装在泵橇52的承载面523以进行固定。该动力橇51和泵橇52上分别设置有用于动力装置1和泵装置2的控制电路以及电路走线等。
本公开实施例对于动力橇和泵橇的形式不进行限制，例如，该动力橇/泵橇可以仅包括底部结构，也可以包括底部结构和向上延伸的笼状结构，该笼状结构用于进一步固定安装在底部结构上的装置。
例如，该动力橇51与该泵橇52可拆卸连接从而便于运输。本公开实施例对该动力橇51与该泵橇52的连接方式不进行限制，例如二者可以通过卡扣连接、连接板连接等。
例如，该动力橇51与该泵橇52可以通过耳板进行连接，该动力橇51与该泵橇52的其中之一具有单耳板，另一个具有双耳板，二者通过销轴连接。
图7B示出了该动力橇和泵橇的连接处的立体图，图7C示出了该连接处的俯视图。如图7B所示，该动力橇51具单耳板510，该泵橇52具有双耳板520，该单耳板510插入双耳板520中，二者的插销孔对齐，销轴530插入该插销孔从而将该动力橇和泵橇连接。
例如，该压裂设备5还可以包括整体橇53，该动力橇51和泵橇52分别安装在该整体橇53上以得到固定。例如，该动力橇51与该泵橇52分别与该整体橇53可拆卸连接从而便于运输。
图8A-8B为本公开又一些实施例提供的压裂设备的示意图。与图7A所示实施例不同的是，该动力撬51包括可翻转机构54，该可翻转机构54用于翻转到水平状态以放置该泵撬52。例如，该泵橇52与该可翻转机构54可拆卸连接，当要运输该压裂设备时，可将该泵橇52拆卸下，将该可翻转结构54收回；在到达作业现场后，将该可翻转机构54翻转水平，并将该泵橇52安装在该可翻转机构54上。图8A和图8B分别示出了该压裂设备的可翻转机构处于收回状态和工作状态的示意图。例如，该动力橇51中可集成有该消音舱和涡轮发动机，该泵橇中可集成有压裂泵。例如，该可翻转机构54还可以起到垫高该泵橇52的作用，从而使得该压裂泵与该涡轮发动机沿该涡轮发动机的轴向直线排列从而提高传动效率。
在至少一个示例中，该压裂设备中的涡轮发动机采用燃料(例如天然气)驱动，其它辅助动力系统(例如各润滑系统、冷却系统、清洗装置、启动装置、刹车机构、减速机构、散热装置、气路系统的动力)全部采用电力驱动，从而可以在具有较高的驱动效率的同时，具有结构紧凑、体积小、环保的优点，并且可以降低压裂作业现场的供电压力。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (38)

1.一种压裂设备，包括动力装置，其中，所述动力装置包括消音舱、涡轮发动机、进气装置以及排气消音器；
所述进气装置与所述涡轮发动机通过进气管道连通，并被配置为向所述涡轮发动机提供助燃气体；
所述进气装置位于所述消音舱的顶部并且所述消音舱具有容置空间，所述涡轮发动机位于所述容置空间之内；且
所述排气消音器包括气体传输管道。
2.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述气体传输管道为L型，一端通过所述排气管道与所述涡轮发动机连通，另一端具有朝上的排气口。
3.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述排气消音器还包括设置在所述气体传输管道的内壁的消音层以及位于所述消音层的内壁的消音孔板。
4.如权利要求3所述的压裂设备，其中，所述消音层包括消音棉。
5.如权利要求3所述的压裂设备，其中，所述消音孔板中设置有阵列排布的多个消音孔，以使得所述气体传输管道中的气体与所述消音层接触。
6.如权利要求5所述的压裂设备，其中，所述消音孔的半径为2-8毫米。
7.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述排气消音器的进气口具有内缩结构，所述内缩结构的内径沿进气方向逐渐减小。
8.如权利要求3所述的压裂设备，其中，所述排气消音器还包括位于所述排气消音器的内壁与所述消音层之间的隔热层。
9.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述排气消音器还包括位于所述排气消音器的底部的排水口。
10.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述排气消音器还包括消音隔层，所述消音隔层包括耐热材料。
11.如权利要求1所述的压裂设备，所述动力装置还包括：
出风组件，位于所述消音舱在所述涡轮发动机的轴向的另一侧，且与所述进风组件相对设置，所述出风组件与所述容置空间相连通；
所述出风组件包括出风管道和与所述出风管道连接的导出部，所述导出部用于改变所述出风组件的出风口的朝向；
所述出风组件的所述导出部的所述出风口设置为朝向所述排气消音器的外表面。
12.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述消音舱的内壁设置有消音装置。
13.如权利要求12所述的压裂设备，其中，所述消音装置包括消音棉或消音板。
14.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述进气装置包括进气过滤器和进气消音器，所述进气消音器的一端与所述进气过滤器连接，所述进气消音器的另一端与所述进气管道连通。
15.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述进气装置包括在所述涡轮发动机的轴向上并排设置的多个进气舱。
16.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述进气装置在所述涡轮发动机的轴向上超出所述消音舱的范围。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的压裂设备，还包括：
压裂泵装置，包括压裂泵；以及
传动机构，
其中，所述压裂泵装置通过所述传动机构与所述动力装置相连，所述动力装置被配置为驱动所述压裂泵；
所述涡轮发动机、所述传动机构和所述压裂泵沿所述涡轮发动机的轴向依次设置。
18.根据权利要求17所述的压裂设备，其中，所述动力装置还包括动力撬，所述消音舱安装在所述动力撬上；
所述压裂泵装置还包括泵撬，所述泵撬包括承载面，所述压裂泵安装所述泵撬的承载面上。
19.根据权利要求18所述的压裂设备，其中，所述动力撬和所述泵撬可拆卸连接。
20.根据权利要求18所述的压裂设备，还包括整体撬，
其中，所述动力撬和所述泵撬分别与所述整体撬可拆卸连接。
21.如权利要求18所述的压裂设备，其中，所述动力撬包括可翻转机构，所述可翻转机构用于翻转到水平状态以放置所述泵撬。
22.如权利要求18所述的压裂设备，其中，所述压裂泵装置还包括润滑油散热装置，所述润滑油散热装置位于所述压裂泵远离所述泵撬的承载面的一侧。
23.如权利要求17所述的压裂设备，其中，所述压裂泵装置还包括第三润滑系统，
所述第三润滑系统包括第三润滑油箱和第三驱动机构，所述第三驱动机构包括第一电动机，
所述第三润滑系统位于所述传动机构远离所述进气装置的一侧。
24.如权利要求17所述的压裂设备，其中，所述压裂泵装置还包括位于所述压裂泵下方的压裂泵底座，所述压裂泵底座使得所述压裂泵与所述涡轮发动机沿所述涡轮发动机的轴向直线排列。
25.如权利要求23所述的压裂设备，其中，所述第三润滑系统位于所述传动机构下方。
26.如权利要求22所述的压裂设备，其中，所述润滑油散热装置包括第二电动机和散热器，并与所述压裂泵在纵向上排列。
27.如权利要求17所述的压裂设备，其还包括底橇，所述动力装置和所述压裂泵装置安装在所述底橇上。
28.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述压裂设备是车载设备或者半挂车载设备。
29.如权利要求18所述的压裂设备，其中，所述动力橇和所述泵橇包括底部结构，或者包括底部结构和向上延伸的笼状结构，所述笼状结构用于固定安装在所述底部结构上的装置。
30.如权利要求18所述的压裂设备，其中，所述动力橇和所述泵橇通过卡扣连接或通过连接板连接。
31.如权利要求18所述的压裂设备，其中，所述动力橇和所述泵橇中的一者具有单耳板，所述动力撬和所述泵橇的另一者具有双耳板，且所述单耳板和所述双耳板通过销轴连接。
32.如权利要求18所述的压裂设备，其中，所述动力橇中集成有所述消音舱和所述涡轮发动机，所述泵橇中集成有所述压裂泵。
33.如权利要求21所述的压裂设备，其中，所述泵橇和所述可翻转机构可拆卸地连接。
34.如权利要求21所述的压裂设备，其中，所述可翻转机构使得所述压裂泵与所述涡轮发动机沿所述涡轮发动机的轴向直线排列。
35.如权利要求11、15、16、24或34所述的压裂设备，其中，所述涡轮发动机的轴向为所述涡轮发动机的传动轴或输出轴的延伸方向。
36.如权利要求1-16和18-34中任一项所述的压裂设备中，其中，所述涡轮发动机采用燃料驱动，且所述压裂设备中的其他设备采用电力驱动。
37.如权利要求17所述的压裂设备，其中，所述压裂泵为柱塞泵。
38.如权利要求1所述的压裂设备，其中，所述传动机构包括联轴器，所述联轴器为挠性联轴器、传动轴或离合器。
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