CN204099301U - 液压系统及压裂车 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及液压控制技术领域，公开了一种液压系统及压裂车。该液压系统用于压裂车，包括启动液压子系统、风扇液压子系统和润滑液压子系统，其中：所述启动液压子系统和所述风扇液压子系统组合为启动风扇液压子系统，所述启动风扇液压子系统包括风扇马达、启动马达以及选择性地驱动风扇马达和所述启动马达中的一者的启动风扇泵，所述启动风扇泵和所述润滑液压子系统的液压泵的动力轴均通过分动箱或者取力器与所述压裂车的底盘发动机传动连接。该压裂车上配备有上述的液压系统。采用本实用新型的技术方案后，能够减少相关液压元件的数量、简化结构、提高布置和维护的便利性，并且可以提高压裂泵的输出功率。

Description

液压系统及压裂车

技术领域

本实用新型涉及液压控制技术领域，特别涉及一种用于压裂车的液压系统及压裂车。

背景技术

压裂施工作业是改造油气藏的重要手段之一，对于低渗透油气井，一般需要借助于压裂作业才能达到稳产和增产的目的。压裂车是压裂施工的主要设备，它的作用是向地层内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑料(如压裂砂)挤入裂缝，以增强地层渗透率，增加油气的流动性，提高油气采收率。

目前，一些压裂车采用底盘发动机和车台发动机双布置的方案，底盘发动机可以为行走提供动力，车台发动机可以通过变速器、传动轴带动压裂泵转动，实现压裂作业；这种压裂车的液压系统中通常包含启动液压子系统、风扇液压子系统和润滑液压子系统，结合图1所示，启动液压子系统包括启动泵、控制阀、启动马达和液压油箱，启动泵的动力轴通过底盘取力器从底盘发动机取力，启动马达用于启动车台发动机，通过控制控制阀的状态，可以使启动泵向启动马达供油，从而实现启动马达的运转。风扇液压子系统包括风扇泵、风扇马达、补油泵和液压油箱，风扇泵和风扇马达构成闭式液压回路，补油泵设置连接于液压油箱之间，作为该闭式液压回路的补油部分，风扇泵和风扇马达的泄漏油还可经过冷却器回到液压油箱中；润滑液压子系统包括润滑泵、冷却器、压裂泵润滑机构和润滑油箱，润滑泵输出的润滑油经冷却器冷却后到达压裂泵润滑机构，以实现压裂泵的润滑；风扇泵和润滑泵的动力轴均通过变速箱取力器从车台发动机的变速器取力，风扇马达在带动风扇后，可以使冷却器加速散热。

然而，本申请的发明人在实现本实用新型的过程中发现：前述液压系统所需部件或元件较多，结构复杂；风扇和润滑液压子系统均从车台变速器取力，降低了压裂泵能够获得的最大输入功率，从而也降低了压裂泵的最大输出功率；润滑泵从变速器取力，通常需要安装在变速器底部较小的空间内，维护时需要先拆卸变速器油底壳，拆装维护不便，也限制了润滑泵的选用。

因此，如何针对这种不足进行改进，是本申请的发明人一直努力的方向。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提供一种用于压裂车的液压系统以及一种压裂车，以便能够减少相关液压元件的数量、简化结构、提高布置和维护的便利性，并且可以提高压裂泵的输出功率。

具体地，该一种用于压裂车的液压系统包括启动液压子系统、风扇液压子系统和润滑液压子系统，其中：所述启动液压子系统和所述风扇液压子系统组合为启动风扇液压子系统，所述启动风扇液压子系统包括风扇马达、启动马达以及选择性地驱动所述风扇马达和所述启动马达中的一者的启动风扇泵，所述启动风扇泵和所述润滑液压子系统的液压泵的动力轴均通过分动箱或者取力器与所述压裂车的底盘发动机传动连接。

进一步地，在所述启动风扇液压子系统中，所述启动风扇泵的第一油口和第二油口、所述风扇马达的第一油口和第二油口以及所述启动马达的第一油口和第二油口均分别接于第一油路和第二油路；所述风扇马达和所述启动马达中的一者的第一油口与所述第一油路之间的油路上设置有第一限流连通阀，另一者的第二油口与所述第二油路之间的油路上设置有第二限流连通阀。

进一步地，所述第一限流连通阀为第一单向阀，所述第一单向阀的进油口接于所述一者的第一油口，所述第一单向阀的出油口接于所述第一油路；所述第二限流连通阀均为第二单向阀，所述第二单向阀的进油口接于所述另一者的第二油口，所述第二单向阀的出油口接于所述第二油路。

进一步地，所述一者为所述启动马达，所述另一者为所述风扇马达；所述启动风扇液压子系统还包括设置于所述启动马达的第二油口与所述第二油路之间的油路上的启动控制阀。

进一步地，所述启动控制阀包括插装阀和开关控制阀，所述插装阀的第一油口接于所述启动马达的第二油口，所述插装阀的第二油口接于所述第二油路，所述插装阀的控制油口通过所述开关控制阀选择性地接于所述第二油路和回油油路中的一者。

进一步地，所述启动马达和所述插装阀的数目均为两个，所述开关控制阀为中位机能为H型的三位四通阀。

进一步地，所述润滑液压子系统包括润滑泵、冷却器、压裂泵润滑机构和润滑油箱，其中：所述润滑泵的吸油口接于所述润滑油箱，所述润滑泵的出油口接于所述冷却器的进口，所述冷却器的出口接于所述压裂泵润滑机构的进油口，所述压裂泵润滑机构的回油口接于所述润滑油箱。

进一步地，所述液压系统还包括辅助驱动液压子系统，所述辅助驱动液压子系统包括形成闭式液压回路的辅助泵和辅助驱动马达，所述辅助泵的动力轴通过分动箱或者取力器与所述底盘发动机传动连接，所述辅助驱动马达用于驱动所述压裂车的压裂泵。

进一步地，所述冷却器包括比例阀、散热器和自由通路，所述比例阀的第一油口为所述冷却器的进口，所述比例阀的第二油口和第三油口中的一者选择性地连通于所述比例阀的第一油口，所述自由通路的第一端油口和所述散热器的第一端油口分别接于所述比例阀的第二油口和第三油口，所述自由通路的第二端油口和所述散热器的第二端油口连通后作为所述冷却器的出口。

另外，该一种压裂泵包括底盘、底盘发动机、车台发动机和压裂泵，还包括前述任一项所述的液压系统，所述压裂泵的动力输入端与所述车台发动机的动力输出端传动连接。

采用本实用新型的技术方案后，风扇液压子系统和启动液压子系统组合在一起，采用同一个泵作为液压源，即可以根据需要使启动风扇泵为风扇马达和启动马达中的一者供油，这样减少了泵的使用数量，也有助于降低规格等级、提高通用性，并且能够简化结构、提高布置和维护的便利性以及降低能耗。另外，各个泵从底盘发动机获得动力，有助于增加压裂泵的输出功率，以及提高底盘发动机的使用效率；也有助于提高润滑泵的布置灵活性，改善润滑泵的可维护性能。

另外，在一种优选的方案中，还可以采用辅助液压驱动单元，能够有效增加压裂泵的输出功率。

本实用新型的更多特点和优势将在之后的具体实施方式予以说明。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中的一种压裂车的液压系统的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的一种用于压裂车的液压系统的结构框图，为了便于理解，图中还示出了底盘发动机；

图3为图2中启动风扇液压子系统的原理示意图；

图4为图2中辅助驱动液压子系统的原理示意图；

图5为图2中润滑液压子系统的原理示意图。

图中标号说明：

1   底盘发动机

2   分动箱

3   辅助泵

4   辅助驱动马达

5   启动风扇泵

6   风扇马达

7   启动马达

8   启动控制阀

9   润滑泵

10  冷却器

11  压裂泵润滑机构

12  润滑油箱

51  第一油路

52  第二油路

61  第二单向阀

71  第一单向阀

81  插装阀

82  开关控制阀

101 比例阀

102 散热器

103 自由通路

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本实用新型的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请同时参考图2至图5，下面将结合附图对本实用新型实施作详细说明。

结合图2所示，该实施例的用于压裂车的液压系统可以包括辅助驱动液压子系统、启动风扇液压子系统和润滑液压子系统。

其中，结合图2和图4所示，该辅助驱动液压子系统可以包括辅助泵3和辅助驱动马达4，辅助泵3的第一油口通过一个油路接于辅助驱动马达4的第一油口，辅助泵3的第二油口通过另一油路接于辅助驱动马达4的第二油口，即辅助泵3和辅助驱动马达4之间形成闭式液压回路，辅助驱动马达4用于驱动压裂车的压裂泵，作为压裂泵的辅助动力源，压裂泵的主要动力源来自于车台发动机，在图4中，还示出了闭式液压回路上常设的一些液压元件或机构，这部分的工作原理可参见现有技术的相关描述，在此不是本实施例的重点，因而不展开描述。

结合图2和图3所示，该启动风扇液压子系统可以包括启动风扇泵5、风扇马达6、启动马达7和启动控制阀8，如图所示，启动风扇泵5、启动马达7和风扇马达6之间可以形成闭式液压回路，作为一种优选情形，启动风扇泵的第一油口和第二油口分别接于第一油路51和第二油路52，启动马达7的第一油口通过第一单向阀71接于第一油路51(第一单向阀71的进出油口分别接于启动马达7的第一油口和第一油路51)，启动马达7的第二油口通过启动控制阀8接于第二油路52，风扇马达6的第一油口接于第一油路51，风扇马达6的第二油口通过第二单向阀61接于第二油路52，风扇马达6的第二油口通过第二单向阀61接于第二油路52(第二单向阀61的进出油口分别接于风扇马达6的第二油口和第二油路52)，启动控制阀用于控制第二油路52与启动马达7的第二油口之间的连通和断开状态，从而控制启动马达7的运转。在图3中，还示出了闭式液压回路上常设的一些液压元件或机构，这部分的工作原理可参见现有技术的相关描述，在此不是本实施例的重点，因而不展开描述。

结合图2和图5所示，该润滑液压子系统可以包括润滑泵9、冷却器10、压裂泵润滑机构11和润滑油箱12，作为一种优选情形，润滑泵9的吸油口接于润滑油箱12，润滑泵9的出油口接于冷却器10的进口，冷却器10的出口接于压裂泵润滑机构11的进油口，压裂泵润滑机构11的回油口接于润滑油箱12。

另外，该液压系统还优选地包括分动箱2和底盘发动机1，其中，分动箱2的动力输入端与底盘发动机1的动力输出端传动连接，分动箱3的三个动力输出端分别与辅助泵3、启动风扇泵5和润滑泵9的动力轴传动连接，即辅助泵3、启动风扇泵5和润滑泵9均通过分动箱3从底盘发动机1获得动力。

下面结合附图和具体场景说明上述实施例的液压系统在用于压裂车时的相关原理：

在使用过程中，当压裂车运输至施工现场后，底盘发动机1未熄火继续工作，例如，可以通过分动箱2带动启动风扇泵5正转，使启动风扇泵5的第二油口排油、第一油口吸油，并控制启动控制阀8使第二油路52与启动马达7的第二油口连通，这样启动马达7将在压力油的作用下运转，从而带动车台发动机完成启动，在这个过程中，由于第二单向阀61的设置，风扇马达6未能受到压力油的作用，因而处于停止状态，当车台发动机完成启动后，控制启动风扇泵5反转，使启动风扇泵5的第一油口排油、第二油口吸油，这样风扇马达6将在第一油路51的压力油作用下运转，在这个过程中，由于第一单向阀71的设置，启动马达7未能收到压力油的作用，因而处于停止状态，风扇马达6运转后可以使系统加速散热，例如可以使冷却器加速散热。

另外，还可以通过分动箱2带动润滑泵9运转，使润滑泵9排出的润滑油经冷却器10冷却后，进入到压裂泵中，实现压裂泵的润滑(对应于压裂泵润滑机构11)，润滑后的回油再回到润滑油箱12中，形成循环回路。另外，若需要增加压裂泵的输出功率时，可以通过分动箱2带动辅助泵3运转，进而实现辅助驱动马达4的运转，从而实现压裂泵的辅助驱动，提高压裂泵的输出功率。

从上述可知，本实用新型实施例将风扇液压子系统和启动液压子系统组合在一起，形成启动风扇液压子系统，采用同一个泵作为液压源，并且能够实现启动马达7和风扇马达6的先后运转，满足了使用需求且操控简单，并且各泵均通过分动箱2从底盘发动机1获得动力，无需占用车台发动机的输出功率，因而与现有技术相比，这样可以节省泵的使用数量，有助于降低规格等级、提高通用性，也能够简化结构、提高布置和维护的便利性、降低能耗，同时能够避免占用车台发动机的输出功率而影响压力泵的输出功率；此外，采用这种方式，可以避免润滑泵9的布置位置受到过多限制，即有助于提高润滑泵9的布置灵活性，改善润滑泵9的可维护性能；而采用辅助液压驱动单元，不但可以有效增加压裂泵的输出功率，而且能够提高底盘发动机1的使用效率。

需要说明的是，上述实施例的液压系统在具体实施过程中还可以采用如下至少一种优选方式：

一、结合图3所示，启动控制阀8包括插装阀81和开关控制阀82，插装阀81的第一油口接于启动马达7的第二油口，插装阀81的第二油口接于第二油路52，插装阀81的控制油口通过开关控制阀82选择性地接于第二油路52和回油油路(接于油箱)中的一者，这样通过控制开关控制阀82的状态，即可控制插装阀81的开闭状态，从而控制启动马达7的运转状态；作为一种更优选的情形，启动马达7为两个，相应地，插装阀81也为两个，并且开关控制阀82可以采用中位机能为H型的三位四通阀。

二、结合图5所示，冷却器10可以包括比例阀101(图中所示为比例电磁阀或伺服阀)、散热器102和自由通路103，比例阀101的第一油口为冷却器10的进口，比例阀101的第二油口和第三油口中的一者选择性地连通于比例阀101的第一油口，即比例阀101具有两种工作位置，自由通路103的第一端油口和散热器102的第一端油口分别接于比例阀101的第二油口和第三油口，自由通路103的第二端油口和散热器102的第二端油口连通后作为冷却器10的出口，具体实施时，比例阀101可以采用两位三通比例阀；另外，结合图3所示，在启动风扇液压子系统中，也可以采用冷却器，启动风扇泵5和风扇马达6等的泄油可以经过该冷却器冷却后回到油箱，该冷却器的结构也可以采用前述的具体结构。

需要说明的是，在上述实施例及其至少一种优选方式中，为了实现启动马达7和风扇马达6的按需运转，采用设置于启动马达7的第一油口与第一油路51之间的第一单向阀71作为第一限流连通阀，并且采用设置于风扇马达6的第二油口与第二油路52之间的第二单向阀61作为第二限流连通阀，但在其他实施例中，并不受限于此，各限流连通阀还可以采用其他形式，只要能够实现启动马达7和风扇马达6的按需运转即可，例如各限流连通阀还可以采用开关阀等实现。

需要说明的是，在上述各种实施例及其至少一种优选方式中，第一限流连通阀设置于启动马达7的第一油口与第一油路51之间的油路上，第二限流连通阀设于启动马达7的第二油口与第二油路52之间的油路上，但在其他实施例中，并不限于此，例如，也可以将第一限流连通阀设置于风扇马达6的第一油口与第一油路51之间的油路上，第二限流连通阀设于启动马达7的第二油口与第二油路52之间的油路上。

需要说明的是，在上述各种实施例及其至少一种优选方式中，各个泵通过分动箱2与底盘发动机1传动连接，但在其他实施例中，各个泵从底盘发动机获得动力的方式不限于此，例如还可以通过取力器与底盘发动机1传动连接。

本实用新型其他实施例还提供了一种压裂车，例如，该压裂车可以包括底盘、底盘发动机、车台发动机、压裂泵以及前文实施例所述的液压系统，其中，压裂泵的动力输入端与车台发动机的动力输出端传动连接，由于上述的液压系统具有上述技术效果，因此，该压裂车也应具备相应的技术效果，其相应部分的具体实施过程与上述实施例类似，其他部分的具体实施过程可参见现有技术的相关描述，兹不赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液压系统，用于压裂车，其特征在于，包括启动液压子系统、风扇液压子系统和润滑液压子系统，其中：所述启动液压子系统和所述风扇液压子系统组合为启动风扇液压子系统，所述启动风扇液压子系统包括风扇马达(6)、启动马达(7)以及选择性地驱动所述风扇马达(6)和所述启动马达(7)中的一者的启动风扇泵(5)；所述启动风扇泵(5)和所述润滑液压子系统的液压泵的动力轴均通过分动箱(2)或者取力器与所述压裂车的底盘发动机(1)传动连接。

2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，在所述启动风扇液压子系统中，所述启动风扇泵(5)的第一油口和第二油口、所述风扇马达(6)的第一油口和第二油口以及所述启动马达(7)的第一油口和第二油口均分别接于第一油路(51)和第二油路(52)；所述风扇马达(6)和所述启动马达(7)中的一者的第一油口与所述第一油路(51)之间的油路上设置有第一限流连通阀，另一者的第二油口与所述第二油路(52)之间的油路上设置有第二限流连通阀。

3.如权利要求2所述的液压系统，其特征在于，所述第一限流连通阀为第一单向阀(71)，所述第一单向阀(71)的进油口接于所述一者的第一油口，所述第一单向阀(71)的出油口接于所述第一油路(51)；所述第二限流连通阀均为第二单向阀(61)，所述第二单向阀(61)的进油口接于所述另一者的第二油口，所述第二单向阀(61)的出油口接于所述第二油路(52)。

4.如权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述一者为所述启动马达(7)，所述另一者为所述风扇马达(6)；所述启动风扇液压子系统还包括设置于所述启动马达(7)的第二油口与所述第二油路(52)之间的油路上的启动控制阀(8)。

5.如权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述启动控制阀包括插装阀(81)和开关控制阀(82)，所述插装阀(8)的第一油口接于所述启动马达(7)的第二油口，所述插装阀(81)的第二油口接于所述第二油路(52)，所述插装阀(81)的控制油口通过所述开关控制阀(82)选择性地接于所述第二油路(52)和回油油路中的一者。

6.如权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述启动马达(7)和所述插装阀(81)的数目均为两个，所述开关控制阀(82)为中位机能为H型的三位四通阀。

7.如权利要求1至6任一项所述的液压系统，其特征在于，所述润滑液压子系统包括润滑泵(9)、冷却器(10)、压裂泵润滑机构(11)和润滑油箱(12)，其中：所述润滑泵(9)的吸油口接于所述润滑油箱(12)，所述润滑泵(9)的出油口接于所述冷却器(10)的进口，所述冷却器(10)的出口接于所述压裂泵润滑机构(11)的进油口，所述压裂泵润滑机构(11)的回油口接于所述润滑油箱(12)。

8.如权利要求1至6任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括辅助驱动液压子系统，所述辅助驱动液压子系统包括形成闭式液压回路的辅助泵(3)和辅助驱动马达(4)，所述辅助泵(3)的动力轴通过分动箱(2)或者取力器与所述底盘发动机(1)传动连接，所述辅助驱动马达(4)用于驱动所述压裂车的压裂泵。

9.如权利要求7所述的液压系统，其特征在于，所述冷却器(10)包括比例阀(101)、散热器(102)和自由通路(103)，所述比例阀(101)的第一油口为所述冷却器(10)的进口，所述比例阀(101)的第二油口和第三油口中的一者选择性地连通于所述比例阀(101)的第一油口，所述自由通路(103)的第一端油口和所述散热器(102)的第一端油口分别接于所述比例阀(101)的第二油口和第三油口，所述自由通路(103)的第二端油口和所述散热器(102)的第二端油口连通后作为所述冷却器(10)的出口。

10.一种压裂车，包括底盘、底盘发动机、车台发动机和压裂泵，其特征在于，还包括权利要求1至9任一项所述的液压系统，所述压裂泵的动力输入端与所述车台发动机的动力输出端传动连接。