CN115917116A - 带有慢速且高压的压裂液输出的油田压力泵送系统 - Google Patents

Abstract

一种油田压力泵送系统，该油田压力泵送系统构造成在开始常规压裂之前以高压但慢速执行初步压裂阶段或操作。油田压力泵送系统包括辅助低速传动系统，辅助低速传动系统能够以可以由动力单元的发动机的空转速度所提供的较慢的输入速度对传动装置进行驱动，以有利于不同的压裂模式，包括在慢速/高压的初步压裂阶段期间的初步压裂模式。辅助低速传动系统可以包括由发动机驱动的静液压传动装置，并且静液压传动装置以将会与驱动传动装置的亚空转发动机速度对应的低速传动速度对传动装置进行驱动。

Description

带有慢速且高压的压裂液输出的油田压力泵送系统

相关申请的交叉引用

本申请根据35USC§119(e)要求于2020年6月22日提交的美国临时专利申请No.63/042,231的优先权的权益，该美国临时专利申请的全部内容在此通过参引明确地并入到本申请中。

技术领域

优选实施方式总体上涉及从地球回收碳氢化合物的领域，并且更具体地涉及用于压裂地下岩层以提高碳氢化合物的回收的油田压力泵送系统。

背景技术

通过油田压力泵送系统对地下岩层进行液压破裂(水力压裂)以提高油井和气井中的流量是已知的。液压破裂通过增加遍及生产区的孔隙度并且因此增加遍及生产区的流速来增加井的生产率，这些生产区对将油和气之类的地下资源移除的井的钻孔进行进给。

水力压裂地下页岩层通常以水力压裂(压裂)液的高流量且高压力引入为开始。水力压裂设备已被操作成在可能超过15000psi(每平方英寸磅数)的高压下提供尽可能多的流量以开始并维持水力压裂操作。

在期望提高井的生产率的情况下，已经做出努力来更好地理解岩石力学或其他地质特征，以通过不同的水力压裂方法改进压裂效果。考虑的一个方法是，在引入高流量或高速且高压的压裂液输送之前，减缓初始压裂以使更多的裂缝发展并使这些裂缝进一步传播。

然而，实现慢速/高压的初步压裂阶段存在许多挑战。已知的水力压裂设备、比如由带有柴油发动机和传动装置的动力单元所驱动的压裂泵或压力泵车通常能够以慢速/低流速和高压两者输送压裂液。

压力泵车具有由其部件的机械性能——这些机械性能通常与在高压下提供慢速/低流量输出不相容——所限制的输出流量特性。压力泵车通常包括带有正排量汽缸的正排量泵，其中，正排量泵的输出流速由其驱动速度确定。泵的驱动速度的下限和相应的泵的输出流速或压裂液流速的下限由上游动力单元、具体地由动力单元的发动机和传动装置的操作特性确定。发动机不能操作得比发动机的空转速度慢，并且传动装置不能以比由传动装置的最低范围所提供的速度慢的速度操作。因此，压力泵车的泵的最低可能输出流速在压力泵车的动力单元的发动机以空转速度操作并且该动力单元的传动装置处于传动装置的最低范围时实现。压力泵车动力单元中的柴油发动机的典型空转速度是约800rpm(每分钟转数)。压力泵车动力单元中的典型低范围具有约4.45:1的传动比。这使压力泵车的泵以约180rpm驱动，其以约3.3bpm(每分钟桶数)或约138.6gpm(每分钟加仑数)输送压裂液。然而，这个流速大于针对例如约0.5bpm或约21gpm的至少一些慢速/高压的初步压裂阶段实现方式的流速目标数倍。

因此所需要的是一种压力泵车，该压力泵车可以在处于初步水力压裂模式时于初始压裂阶段期间以慢速/高压输送压裂液并且可以在处于常规水力压裂模式时于主要水力压裂阶段期间以高速/高压输送压裂液。

发明内容

优选实施方式通过提供一种带有辅助低速传动系统的压力泵车动力单元克服了以上所指出的缺点，该辅助低速传动系统以比可以由动力单元的发动机的空转速度和动力单元的传动装置的低范围所提供的速度慢的输入速度来驱动该传动装置以有利于不同的压裂模式。

油田压力泵送系统构造成在开始常规压裂之前以高压而慢速执行初步压裂阶段或操作。油田压力泵送系统包括压力泵车，压力泵车构造成将压裂液输送到地下岩层以使地下岩层破裂。压力泵车包括压裂泵，压裂泵以与压裂泵的不同驱动速度对应的不同输出流速来输送压裂液。动力单元以不同的速度驱动压裂泵。动力单元包括诸如内燃发动机的原动机以及传动装置，传动装置接收来自发动机的动力并选择性地输送动力以驱动压裂泵。可以在发动机与传动装置之间布置有变矩器。辅助低速传动系统可以将动力选择性地输送至传动装置，以用于以比可以由从发动机通过传动装置或通过串联的变矩器和传动装置传送动力所实现的速度慢的速度来驱动压裂泵。辅助低速传动系统可以提供静液压传动装置，静液压传动装置将动力通过与该系统处于常规压裂模式时的默认使用期间不同的动力流路径输送至传动装置。

在本实施方式的另一方面中，原动机是内燃发动机。压力泵车限定有：常规水力压裂模式，其中，内燃发动机将动力输送至传动装置以用于驱动压裂泵；初步水力压裂模式，其中，辅助低速传动系统将动力输送至传动装置以用于驱动压裂泵。

根据本优选实施方式的另一方面，传动装置包括传动装置输入轴，并且内燃发动机限定有发动机空转速度。辅助低速传动系统使传动装置输入轴以比发动机空转速度慢的旋转速度旋转。

在本优选实施方式的又一方面中，压力泵车的动力单元还限定有变矩器，变矩器布置在内燃发动机与传动装置之间以用于将动力从内燃发动机输送至传动装置。

根据本优选实施方式的另一方面，辅助低速传动系统接收来自变矩器的动力并将动力输送至传动装置。辅助低速传动系统包括液压泵，液压泵接收来自变矩器的动力；以及液压马达，液压马达由液压泵驱动并且在压力泵车处于初步水力压裂模式时将动力输送至传动装置。

根据本优选实施方式的又一方面，液压泵安装至变矩器的泵衬垫；并且液压马达安装至传动装置的泵衬垫。

在本优选实施方式的另一方面中，内燃发动机以可变的速度操作并且包括作为最慢发动机速度的空转速度。传动装置具有多个范围，所述多个范围对应于多个传动比以用于在内燃发动机的恒定速度下以不同的旋转速度驱动压裂泵，其中，多个范围包括作为最低传动比的低范围。压力泵车动力单元限定有在内燃发动机以空转速度操作并且传动装置处于低范围时所限定的最慢发动机驱动速度，而且辅助低速传动系统选择性地以比最慢发动机驱动速度慢的低速传动速度驱动压裂泵。

根据本发明的另一实施方式，用于使用原动机将压裂液以慢速且高压的方式输送到地下岩层中的油田压力泵送系统包括压力泵车，压力泵车构造成将压裂液输送到地下岩层中以使地下岩层破裂。压力泵车自身包括压裂泵、传动装置和辅助低速传动系统，压裂泵将压裂液以与压裂泵的不同驱动速度对应的不同输出流速输送。辅助低速传动系统包括静液压传动装置，静液压传动装置将动力通过初始压裂阶段中与常规压裂阶段期间不同的动力流路径输送至传动装置。更具体地，辅助低速传动系统使传动装置的输入轴在初始压裂阶段中以比原动机的空转速度慢的旋转速度旋转。

根据以下详细描述和附图，本发明的这些特征和优点以及其他特征和优点对本领域技术人员来说将变得明显。然而，应当理解的是，在指示本发明的优选实施方式时的详细描述和具体示例是通过说明的方式给出的并非限制性的。在不背离本发明的精神的情况下，可以在本发明的范围内做出许多改变和修改，并且本发明包括所有这样的修改。

附图说明

通过参照在附图中被图示并形成本说明书的一部分的示例性的并且因此非限制性的实施方式，构成本发明的优点和特征以及本发明的典型实施方式的构造和操作的清楚概念将变得更加显而易见，其中，相同的附图标记在若干视图中表示相同的元件，并且在附图中：

图1是根据优选实施方式的结合有辅助低速传动系统的油田压力泵送系统的示意图；

图2是根据另一优选实施方式的图1的油田压力泵送系统的压力泵车的示意图；

图3是根据另一优选实施方式的图1的油田压力泵送系统的动力单元的示意图；

图4是根据另一优选实施方式的图1的油田压力泵送系统的带有辅助低速传动系统的第一泵构型的动力单元的部分的示意图；

图5是根据另一优选实施方式的图1的油田压力泵送系统的带有辅助低速传动系统的另一泵构型的动力单元的部分的示意图；

图6是根据另一优选实施方式的图1的油田压力泵送系统的带有辅助低速传动系统的另一泵构型的动力单元的部分的示意图；

图7是图示了根据优选实施方式的在不同的操作模式下操作油田压力泵送系统以在至少一些操作模式期间对传动装置进行选择性地低速传动的方法的流程图。

在对本发明的在附图中图示的优选实施方式进行描述时，为了清晰起见，将采取特定术语。然而，本发明不意在被限制于如此选择的特定术语，并且应当理解的是，每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等同物。例如，经常使用词语“连接”、“附接”、“联接”或与此类似的术语。这些术语不限于直接连接但是包括通过其他元件的连接，其中这样的连接被本领域技术人员认为是等同的。

具体实施方式

参照图1，本发明的一个实施方式被示为油田压力泵送系统10，油田压力泵送系统10构造成提供不同的操作模式以在不同的阶段中通过不同的刺激特征执行地下压裂。在此示出的泵送系统10被实现为带有压力泵车12，压力泵车12包括动力单元14，动力单元14将动力输送至压裂用泵或压裂泵16。压裂泵16可以是正排量高压柱塞泵或者是可以输送高流速并产生例如10000psi(每平方英寸磅数/)或更大、通常为至少15000psi的高压的其他适合的泵。压裂泵16通常是多汽缸泵、比如三缸(三个汽缸)的或五缸(五个汽缸)的泵。

仍参照图1，这个油田现场被示为带有多个压力泵车12，多个压力泵车12一起操作以用于地下地质岩层压裂或水力压裂操作以刺激井生产。根据针对给定的水力压裂操作或操作阶段的特定泵送需求，压力泵车12可以被启用或联机并且单独地或一起地实现。压力泵车12中的每个压力泵车可以限定有单独封装的单元、例如安装在可以由半牵引车或其他牵引车辆所牵引的拖车上的单独封装的单元。每个压裂泵16接收储存在压裂液储存系统20中的压裂用液或压裂液18，并且将压裂液18通过压裂液输送管线22输送至压裂泵16。加压的压裂液18从压裂泵16、通过歧管输送管线24输送至歧管26，歧管26将加压的压裂液18通过歧管出口管线28输送至井口30。在井口30处，压裂液18定向成流动穿过下述钻孔以用于压裂地下岩层：该钻孔延伸穿过井壳体32。

仍参照图1，压力泵车朝向井口30输送加压的压裂液18所处的速率根据压裂泵16的驱动速度而改变。压裂泵16的不同驱动速度通过使压裂泵16的输入轴以不同的输入旋转速度旋转而实现，这提供了压裂泵16的汽缸中的活塞的不同往复运动速度，以将压裂液18以不同的输送速率泵送出压裂泵16。

现在参照图2，动力单元14包括原动机，原动机可以是内燃发动机34，内燃发动机34通常是具有至少1000HP(马力)的柴油内燃发动机，该柴油内燃发动机带有约800rpm的空转速度以及约1600至1800rpm的额定操作速度以提供其最大扭矩输出。来自发动机34的飞轮36、曲轴安装的带轮或其他输出部件的旋转能量通过其余的动力单元14被选择性地且可变地输送至压裂泵16。动力单元14还包括变矩器38、传动装置40和辅助低速传动系统42，变矩器38、传动装置40和辅助低速传动系统42连同发动机34的操作速度一起被控制以提供压裂泵16的期望输送速率。

仍参照图2，变矩器38可以是单级或多级的液压变矩器，变矩器38还可以构造成提供扭矩增加、比如从Twin

可获得的变矩器以用于能源工业。变矩器38具有壳体44，壳体44可以直接安装至发动机34、比如安装至发动机飞轮壳体。变矩器38环绕可能包括叶片或诸如涡轮、定子、叶轮之类的其他特征的内部部件，这些内部部件配合以通过提供流体联接的运动中流体质量来传送扭矩。在此示出的变矩器38在其输入端部处带有锁止离合器46，锁止离合器46允许变矩器38具有解锁和锁定状态。当变矩器38处于解锁状态时，锁止离合器断开接合并且变矩器38的输入端部和输出端部流体联接至彼此。当变矩器38处于锁定状态时，锁止离合器46被接合并且接触/接合发动机的飞轮36并直接驱动该变矩器的输出轴48以通过变矩器39而非通过变矩器的流体联接来提供机械动力传动。动力单元14内的部件的布置结构实现穿过动力单元14的不同的动力流路径，这些动力动路径可以包括选择性地将动力通过辅助低速传动系统42和/或上游的驱动轴50传送至传动装置40以便驱动压裂泵16。

仍参照图2，如在此所示出的，传动装置40可以安装成远离变矩器38，其中，驱动轴50将变矩器的输出轴48连接至传动装置40的输入轴52。传动装置输入轴52可以通过离合器和/或齿轮传动部件选择性地联接至传动装置主轴54，或者输入轴52可以限定该传动装置的主轴54。无论如何，主轴54可以通过离合器和/或齿轮传动部件选择性地联接至传动装置输出轴56。传动装置40通常是变速齿轮传动式机械传动装置。传动装置40的示例包括例如比方说带有多范围的工业传动装置、例如从Twin

可获得的型号为TA90-7600的传动装置，该传动装置在各范围之间具有小且一致的比率步长并且能够在压裂泵16被完全负载时改变范围。传动装置输出轴56连接至驱动轴58并且使驱动轴58旋转，驱动轴58使压裂泵16的输入轴60旋转。在此示出的传动装置40带有一体式泵塔或PTO塔部分62，PTO塔部分62具有至少一个泵衬垫，所述至少一个泵衬垫在此被示为支承辅助低速传动系统42的部件。传动装置40或其塔部分62可以具有其他泵衬垫以支承并驱动其他附件。其他附件可以包括：呈堆叠式双泵或其他布置结构的两个液压泵，两个液压泵用以提供用于润滑的加压液压油和用于液压部件启动的系统压力；和/或扫气泵，扫气泵用以移除或扫除例如来自用于湿式飞轮应用的飞轮壳体或来自需要油气扫除的其他壳体的油。

现在参照图3，辅助低速传动系统42构造成驱动压裂泵16(图1)以比可以以其他方式通过以最低操作速度和/或最低范围操作的发动机34(图2)、变矩器38和传动装置40所实现的输送速率低的输送速率来输送高压压裂液18(图1)。辅助低速传动系统42在此被示为提供次级静液压传动装置的液压低速传动系统，次级静液压传动装置用以向传动装置40提供动力，以便向压裂泵16(图1)提供驱动力，以用于压裂液的18(图1)的高压低流量输送。

仍参照图3，辅助低速传动系统42包括泵64，泵64可以是与变矩器38容器或壳体的泵衬垫进行安装的液压泵。泵64可以由发动机34例如通过其与变矩器38的内部部件进行的从动连接而被直接驱动，这些内部部件与发动机飞轮36、比如输入轴或转子壳体一致被驱动，无论变矩器的操作状态如何。液压管线66将泵64液压地连接至马达70，马达70可以是与传动装置的泵或PTO塔部分62的泵衬垫进行安装的液压马达。马达70例如通过使马达70的输出轴旋转以使泵衬垫内对应地驱动传动装置的输入轴52或主轴54的齿轮旋转来选择性地向传动装置40提供动力。当动力未通过从变矩器44通过驱动轴50至传动装置40的常规或默认动力路径进行传送时，对泵64和马达70进行控制允许随着低速传动动力路径选择性地将动力输送至传动装置40并且驱动传动装置输出轴56。

现在参照图4至图6，这些附图示出了辅助低速传动系统42内的泵64和马达70的各种构型。图4示出了作为固定排量泵的泵61和作为固定排量马达的马达70。在这个布置结构中，改变发动机34的操作速度是用以改变马达70的旋转速度并且相应地改变传动装置输出轴56的旋转速度和压裂泵16(图2)的压裂液输送速率。图5示出了作为可变排量泵的泵64和作为固定排量马达的马达70。在这个布置结构中，改变马达70的旋转速度以改变传动装置输出轴56的旋转速度和压裂泵16(图2)的压裂液输送速率可以通过改变泵64的输出流速来实现，而不依赖于发动机34(图3)的操作速度。图6示出了作为固定排量泵的泵64和作为可变排量马达的马达70。在这个布置结构中，改变马达70的旋转速度以改变传动装置输出轴56的旋转速度和压裂泵16(图2)的压裂液输送速率可以通过改变马达70的输入流速来实现，而不依赖于发动机34(图3)的操作速度。泵64和马达70的可变排量版本可以是带有可变斜板角度以提供可变排量的斜板式泵或马达。离合器、比如离合器65和离合器71可以结合在每个泵64和马达70与其所驱动的或者驱动其的相应部件之间，以通过辅助低速传动系统42的静液压传动装置来选择性地断开接合动力流。

再参照图2，控制系统100对动力单元14以及动力单元14的子系统和部件的操作特征进行控制。示例包括发动机34的操作速度、变矩器38的锁止离合器46的接合和断开接合、传动装置40的内部离合器通过传动装置选择性地输送动力和/或选择传动装置40的范围、辅助低速传动系统42内的离合器65(图5)和离合器71(图4)的接合和断开接合、以及控制可变排量的泵64(图4)和/或马达70(图4)的排量。控制系统100包括计算机，计算机执行各种储存的程序，同时接收来自压力泵车12(图1)的输入并向该压力泵车12发送命令，以对使各种系统部件进行控制、例如通电和断电；以及通过对各种电子的、电动机械的和液压的系统和/或每个压力泵车12的其他部件进行控制以在各种阶段下使泵送系统10联机以用于分阶段地压裂地下地层。控制系统100可以包括从Twin

可获得的TDEC-501电子控制系统以用于控制压力泵车12。闭合环路控制器(比例、积分、微分(PID)控制器)可以在控制系统100的硬件或软件中实现，以有利于对辅助低速传动系统42的方法进行控制，以接近或和/或维持目标压裂液输送速率，目标压裂液输送速率可能与压力泵车12内的旋转部件的监测速度和控制速度有关。这可以包括对辅助低速传动系统42的静液压传动装置进行控制以改变压裂泵16(图2)的驱动速度和输出流速。通过控制系统100对辅助低速传动系统42的静液压传动装置和压力泵车12的其他部件进行控制允许泵送系统10(图10)在不同模式下操作，以例如向地下岩层和不同压裂阶段提供不同的刺激类型。

现在参照图7并且通过参照示出各种子系统和部件的图1与图3的背景，使用方法的示例被示为过程110，过程110在框112处开始并且在框114处开始发动机预热步骤。在框116处，锁止离合器46被打开或断开接合。在框118处，控制系统100对发动机温度、比如冷却剂温度进行评估以确定发动机是否获得期望的操作温度。框114、116和118可以至少部分地限定压力泵车12(图1)的由虚线框120表示的预热阶段，该预热阶段允许发动机34在轻负载下预热。

仍参照图7，如在框122处表示的，如果初始压裂阶段被实现，则如框124处所表示的，控制系统100开始泵送系统10的初步压裂模式。当处于初步压裂模式时，锁止离合器43在框126处保持打开或断开接合，并且如在框128处表示的，辅助低速传动系统42被启用。当辅助低速传动系统42被启用时，对于实现静液压传动装置的版本来说，控制系统100接合和/或断开接合压力泵车12内的各种离合器，使得泵64由发动机34驱动。根据泵64的特定安装位置和构型，这可以包括由发动机34自身直接驱动泵64、或通过变矩器38直接或以其他方式驱动泵64。如框130处所表示的，辅助低速传动系统42的静液压传动装置通过使用泵64将动力输送至齿轮式传动装置40以液压地驱动马达70，马达70将驱动扭矩输送至传动装置40。如框132处所表示的，发动机34可以以慢速、例如空转或接近空转的速度操作，比如在空转速度的约10％内、加5％或减5％的情况下操作。通过辅助低速传动系统42驱动的传动装置40使驱动轴58旋转，以在低速传动的速度下驱动压裂泵16。如框134处所表示的，低速传动速度比发动机34、变矩器38和传动装置40在处于其最慢速度和最低范围时驱动压裂泵16的速度慢。如框136处所表示的，马达的扭矩和速度通过控制系统100控制以维持压裂泵16所期望的慢速且高压的输出。这可以通过电子液压阀完成，电子液压阀提供比例控制并且使用作为闭合环路控制器(例如PID)中的参照的期望速度信号。以这种方式，可以对泵64和/或马达70进行控制以提供液压动力速度提前或延迟，以增加或减小压裂泵16的驱动速度，进而削弱观察速度与期望速度之间的差异。在维持足够的高压以使地下岩层破裂的情况下，目标或期望速度可以是或对应于压裂泵16的约30rpm或更小例如27rpm或25rpm的驱动旋转速度或者在与压裂泵16的期望流速对应的其他情况下的驱动旋转速度。这个压力可以是至少10000psi或至少约15000psi。如果泵送系统10仍处于初始压裂阶段，则重复框122、124、126、128、130、132、134和136，这些框可以至少部分地限定由虚线框140表示的慢速/高压的初步压裂阶段。在慢速/高压的初步压裂阶段期间，初步水力压裂动力路径可以由下述动力路径限定：该动力路径从发动机34、通过打开的或断开接合的/解锁的变矩器34、通过辅助低速传动系统42、通过传动装置40并且到压裂泵16中，以便在低速传动下或以低速驱动速度提供压裂液18的高压输送。

仍参照图7，在慢速/高压的初步压裂阶段140之后，在框142处，控制系统100可以命令泵送系统10输入主要水力压裂阶段。如框144处所表示的，在主要水力压裂阶段期间，控制系统100可以开始泵送系统10的常规水力压裂模式。用以退出慢速/高压的初步压裂阶段140并输入常规压裂模式的决定可以通过控制器100借助于定时器和/或监测系统特征做出。一个示例是，控制系统100可以监测压裂泵16的压力并且使用预定幅度的压力下降作为充分地下压裂的指标以进行至常规压裂模式。当处于常规压裂模式时，辅助低速传动系统42的离合器65和/或离合器71可以断开接合，并且锁止离合器46可以在框146处闭合或接合以通过变矩器38机械地传送扭矩，而不依赖变矩器38的流体联接或来自辅助低速传动系统42的静液压传动。在这点上，如框148、150处所表示的，包括其静液压传动装置的辅助低速传动系统42被停用。这提供了通过与辅助低速传动系统42驱动传动装置40和压裂泵16时不同的动力路径进行的扭矩传送。当处于常规压裂模式时，常规水力压裂动力路径被限定为从发动机34、通过其中锁止离合器46被接合的锁定的变矩器38、通过传动装置40并且到压裂泵16中。如框152和154处所表示的，发动机34可以操作更高的速度、例如其额定操作速度以提供最大扭矩，并且传动装置40可以在各范围之间转换以驱动压裂泵16来提供期望的压裂特征。如果泵送系统10仍处于常规压裂阶段，则可以重复框142、144、146、148、150、152和154，这些框可以至少部分地限定由虚线框160表示的高速/高压常规压裂阶段。

尽管以上公开了由发明人设想的执行本发明的最佳模式，但是上述发明的实践不限于此。将表明的是，在不偏离本发明的基本构思的精神和范围的情况下，可以对本发明的特征进行各种添加、修改和重新布置。

Claims (15)

1.一种油田压力泵送系统，所述油田压力泵送系统用于将压裂液以慢速且高压输送到地下岩层中，所述油田压力泵送系统包括：

压力泵车，所述压力泵车构造成将所述压裂液输送到所述地下岩层中以使所述地下岩层破裂，所述压力泵车包括：

压裂泵，所述压裂泵将所述压裂液以与所述压裂泵的不同驱动速度对应的不同输出流速进行输送；

动力单元，所述动力单元以所述不同驱动速度驱动所述压裂泵，并且所述动力单元包括：

原动机；

传动装置，所述传动装置接收来自所述原动机的动力并且选择性地输送动力以驱动所述压裂泵；以及

辅助低速传动系统，所述辅助低速传动系统选择性地将动力输送至所述传动装置以用于驱动所述压裂泵。

2.根据权利要求1所述的油田压力泵送系统，其中：

所述原动机是内燃发动机；并且

所述压力泵车限定有：

常规水力压裂模式，其中，所述内燃发动机将动力输送至所述传动装置以用于驱动所述压裂泵；以及

初步水力压裂模式，其中，所述辅助低速传动系统将动力输送至所述传动装置以用于驱动所述压裂泵。

3.根据权利要求2所述的油田压力泵送系统，其中：

所述传动装置包括传动装置输入轴；

所述内燃发动机限定有发动机空转速度；并且

所述辅助低速传动系统使所述传动装置输入轴以比所述发动机空转速度慢的旋转速度旋转。

4.根据权利要求2所述的油田压力泵送系统，所述压力泵车的所述动力单元还包括：

变矩器，所述变矩器布置在所述内燃发动机与所述传动装置之间以用于将来自所述内燃发动机的动力输送至所述传动装置。

5.根据权利要求4所述的油田压力泵送系统，其中，所述辅助低速传动系统接收来自所述变矩器的动力并将动力输送至所述传动装置。

6.根据权利要求5所述的油田压力泵送系统，所述辅助低速传动系统包括：

液压泵，所述液压泵接收来自所述变矩器的动力；以及

液压马达，所述液压马达由所述液压泵驱动并且在所述压力泵车处于所述初步水力压裂模式时将动力输送至所述传动装置。

7.根据权利要求6所述的油田压力泵送系统，其中：

所述液压泵安装至所述变矩器的泵衬垫；并且

所述液压马达安装至所述传动装置的泵衬垫。

8.根据权利要求1所述的油田压力泵送系统，其中：

内燃发动机以可变速度操作并且包括作为最慢发动机速度的空转速度；

所述传动装置具有多个范围，所述多个范围对应于多个传动比，以用于在所述内燃发动机的恒定速度下以不同旋转速度驱动所述压裂泵，其中，所述多个范围包括作为最低传动比的低范围；

所述压力泵车动力单元限定有在以下情况发生时所限定的最慢发动机驱动速度：

所述内燃发动机以所述空转速度操作；并且

所述传动装置处于所述低范围；并且

所述辅助低速传动系统以比所述最慢发动机驱动速度慢的低速传动速度选择性地驱动所述压裂泵。

9.根据权利要求1所述的油田压力泵送系统，其中：

所述压力泵车动力单元包括带有锁止离合器的变矩器，所述变矩器布置在内燃发动机与所述传动装置之间，所述变矩器限定有：

锁定状态，在所述锁定状态中，所述锁止离合器接合；以及

解锁状态，在所述解锁状态中，所述锁止离合器断开接合；

所述辅助低速传动系统包括：

液压泵，所述液压泵接收来自所述变矩器的动力；以及

液压马达，所述液压马达由所述液压泵驱动并且将动力输送至所述传动装置；并且其中：

所述压力泵车动力单元限定有：

常规水力压裂模式，在所述常规水力压裂模式中：

所述变矩器处于所述锁定状态；

常规水力压裂动力路径由从所述内燃发动机、通过锁定的所述变矩器、通过所述传动装置、并且到所述压裂泵中的第一动力路径限定，以便以相对更快的第一速度驱动所述压裂泵，以将所述压裂液以相对更高的第一输出流速输送；以及

初步水力压裂模式，在初步水力压裂模式中：

所述变矩器处于所述解锁状态；

初步水力压裂动力路径由从所述内燃发动机、通过解锁的所述变矩器、通过所述辅助低速传动系统、通过所述传动装置、并且到所述压裂泵中的第二动力路径限定，以便以相对更慢的第二速度驱动所述压裂泵，以将所述压裂液以相对更小的第二输出流速输送。

10.根据权利要求1所述的油田压力泵送系统，其中：

所述传动装置是齿轮式机械传动装置；并且

所述辅助低速传动系统包括静液压传动装置。

11.根据权利要求10所述的油田压力泵送系统，所述压力泵车还包括：

变矩器，所述变矩器布置在内燃发动机与所述传动装置之间，所述变矩器选择性地将动力输送至以下两者中的每一者：

所述齿轮式机械传动装置；以及

所述辅助低速传动系统的所述静液压传动装置。

12.根据权利要求11所述的油田压力泵送系统，其中，所述压力泵车限定有：

常规水力压裂模式，其中，所述变矩器将动力直接输送至所述齿轮式机械传动装置；以及

初步水力压裂模式，其中，所述变矩器将动力输送至所述辅助低速传动系统的所述静液压传动装置，并且所述辅助低速传动系统的所述静液压传动装置将动力输送至所述齿轮式机械传动装置。

13.一种油田压力泵送系统，所述油田压力泵送系统使用原动机将压裂液以慢速且高压输送到地下岩层中，所述油田压力泵送系统包括：

压力泵车，所述压力泵车构造成将所述压裂液输送到所述地下岩层中以使所述地下岩层破裂，所述压力泵车包括压裂泵、传动装置和辅助低速传动系统，所述压裂泵将所述压裂液以与所述压裂泵的不同驱动速度对应的不同输出流速进行输送，所述辅助低速传动系统包括静液压传动装置，所述静液压传动装置将动力通过初始压裂阶段中与常规压裂阶段期间不同的动力路径输送至所述传动装置；并且

其中，在所述初始压裂阶段中，所述辅助低速传动系统使所述传动装置的输入轴以比所述原动机的空转速度慢的旋转速度旋转。

14.根据权利要求13所述的油田压力泵送系统，其中：

所述传动装置是齿轮式机械传动装置；并且

所述辅助低速传动系统包括静液压传动装置。

15.根据权利要求14所述的油田压力泵送系统，所述压力泵车还包括：

变矩器，所述变矩器布置在内燃发动机与所述传动装置之间，所述变矩器选择性地将动力输送至以下两者中的每一者：

所述齿轮式机械传动装置；以及

所述辅助低速传动系统的所述静液压传动装置。

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