CN211144459U

CN211144459U - 一种多功能压裂设备

Info

Publication number: CN211144459U
Application number: CN201922010188.9U
Authority: CN
Inventors: 周艳红; 石碧峰; 杨兆万
Original assignee: Huazhong University of Science and Technology; Ezhou Institute of Industrial Technology Huazhong University of Science and Technology
Current assignee: Huazhong University of Science and Technology; Ezhou Institute of Industrial Technology Huazhong University of Science and Technology
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2029-11-20

Abstract

本实用新型公开了一种多功能压裂设备，包括拖车底盘以及动力橇、电瓶、启动电机、压裂泵橇、散热橇、吸入管汇、排出管汇、液压系统、气路管汇和辅助橇，动力橇包括动力橇底座及发动机、变速箱、传动轴、压缩机、储气罐、气刹车装置和动力橇起吊架；压裂泵橇包括泵橇底座及柱塞泵、动力端润滑油箱、液力端润滑油箱和泵橇起吊泵；液压系统包括冷却油泵；散热橇包括散热橇底座以及共同安装在散热橇底座上的散热橇起吊架和冷却装置；辅助橇包括橇装底盘。本实用新型提供了一种多功能压裂设备，其满足大排量、高压力性能要求，满足一机多用的功能需求，符合在宽阔油气区使用压裂拖车底盘，可以快速的重构成压裂橇以满足海洋平台作业需求。

Description

一种多功能压裂设备

技术领域

本实用新型属于油田设备领域，更具体地，涉及一种多功能压裂设备。

背景技术

压裂作业是向井底注入高压大排量压裂液，利用水力作用人为的使油气层形成裂缝，从而提高油气层渗透率。随着水力压裂技术在油气田广泛使用和我国的水力压裂技术水平大幅度提高。目前水力压裂技术已成为油气田一项重要的增产措施，其施工量越来越大，对压裂设备的需求也越来越大。

目前，国内市场上生产压裂设备的厂家有少数几家，而且主要向大功率，大排量压裂设备发展。压裂设备主要有三种安装结构类型，分别为压裂车、压裂拖车底盘、压裂橇。压裂车为压裂成套装备集成到二类底盘车上；压裂拖车底盘为压裂成套装备集成到拖车底盘上；压裂橇分为整体式和分体式，是压裂成套装备集成到橇架上。这三种设备应用场合不同，压裂车主要应用在地广人稀，路况多崎岖狭窄的山区油气田；压裂拖车底盘主要应用在路况平坦宽阔的油气区；压裂橇主要是应用在海洋钻采平台上。压裂作业通常是一个机组配置十几到几十台压裂设备连机操作，单机压裂设备成本高一千万，整个压裂机组造价上亿资金。目前，压裂施工公司在不同的应用场合分别购买压裂橇、压裂车、压裂拖车底盘进行开采作业，设备机组不能通用互换，单机功能受限。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种多功能压裂设备，其满足大排量、高压力性能要求，满足一机多用的功能需求，符合在宽阔油气区使用压裂拖车底盘，同时能够在不改变原有部件的情况下，可以快速的重构成压裂橇以满足海洋平台作业需求。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种多功能压裂设备，其特征在于，包括拖车底盘以及共同安装在所述拖车底盘上的动力橇、压裂泵橇、吸入管汇、排出管汇、散热橇、液压系统、气路管汇和辅助橇，其中，

所述动力橇包括动力橇底座及安装在动力橇底座上的发动机、变速箱、启动电机、电瓶、传动轴、压缩机、储气罐、气刹车装置和动力橇起吊架，所述发动机与所述变速箱和所述启动电机分别连接，所述启动电机与所述电瓶连接，所述传动轴与所述变速箱连接，所述压缩机安装在所述发动机上，该压缩机连接所述储气罐，该储气罐连接所述气路管汇，所述气路管汇连接所述气刹车装置；

所述压裂泵橇包括泵橇底座及共同安装在所述泵橇底座上的柱塞泵、动力端润滑油箱、液力端润滑油箱和泵橇起吊泵，所述柱塞泵包括动力端和液力端，并且所述动力端和液力端分别与所述动力端润滑油箱和液力端润滑油箱连接，所述动力端还与所述传动轴连接，所述动力端润滑油箱还通过动力端润滑油泵与所述变速箱连接，所述液力端润滑油箱还与所述气路管汇相连接，所述液力端分别连接所述吸入管汇和排出管汇；

所述液压系统包括冷却油泵，该冷却油泵通过取力器与该变速箱连接；

所述散热橇包括散热橇底座以及共同安装在散热橇底座上的散热橇起吊架和冷却装置，所述冷却装置包括散热风扇，所述散热风扇包括风扇液压马达和由所述风扇液压马达驱动的扇叶，并且所述风扇液压马达通过液压管线与所述冷却油泵连接；

所述辅助橇包括橇装底盘，所述橇装底盘通过连接板可拆卸安装在所述散热橇上，并且所述橇装底盘位于所述散热橇的上方或者下方。

优选地，所述拖车底盘上设置有集装箱转锁，所述动力橇底座、泵橇底座和散热橇底座上分别设置有底角件，以用于与所述集装箱转锁配合锁紧所述动力橇、压裂泵橇和散热橇。

优选地，所述动力橇与压裂泵橇可拆卸连接，所述压裂泵橇与所述散热橇可拆卸连接。

优选地，所述动力橇与压裂泵橇通过螺杆锁紧机构连接在一起，所述螺杆锁紧机构包括螺杆座、螺杆、锁紧座和螺母，所述螺杆座安装在所述动力橇底座上，所述锁紧座安装在所述泵橇底座上，所述螺杆穿过所述螺杆座和锁紧座后与所述螺母连接。

优选地，所述压裂泵橇与所述散热橇通过螺杆锁紧机构连接在一起，所述螺杆锁紧机构包括螺杆座、螺杆、锁紧座和螺母，所述螺杆座安装在所述泵橇底座上，所述锁紧座安装在所述散热橇底座上，所述螺杆穿过所述螺杆座和锁紧座后与所述螺母连接。

优选地，所述动力橇起吊架、泵橇起吊架和散热橇起吊架上均焊接有顶角件。

优选地，所述排出管汇包括泄压管，所述泄压管安装在所述液力端上，并且所述泄压管上安装有溢流阀。

优选地，还包括安装在所述液力端上的电子超压保护装置，以用于检测所述液力端内部的液体压力。

优选地，所述储气罐还通过所述气路管汇与所述液力端润滑油箱连接，以将所述液力端润滑油箱内的润滑油压入所述液力端。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本实用新型通过将辅助橇安装在所述散热橇的上方或者下方，可以可以实现压裂拖车底盘装结构和压裂橇装结构这两种不同的结构，以分别满足宽阔油气区和海洋平台压裂作业需要，提高设备的综合利用，降低采购成本。

2)本实用新型采用电启动的方式，可以满足大排量、高压力性能要求。

3)本实用新型通过优化各部件布局使整套设备承载更加合理，工作更加稳定，使用寿命长。

附图说明

图1、图2是本实用新型的橇装底盘安装在散热橇下方时不同视角下的结构示意图；

图3、图4是本实用新型的橇装底盘安装在散热橇上方时不同视角下的结构示意图；

图5是本实用新型的原理示意图；

图6是本实用新型中螺杆锁紧装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1～图6所示，一种多功能压裂设备，包括拖车底盘1以及共同安装在所述拖车底盘1上的动力橇2、压裂泵橇3、散热橇4、吸入管汇6、排出管汇7、液压系统8、气路管汇9和辅助橇5，其中，

所述拖车底盘1优选采用集装箱骨架式拖车底盘结构；

所述动力橇2包括动力橇底座204及安装在动力橇底座204上的发动机200、变速箱201、传动轴202、启动电机、电瓶13、压缩机、储气罐、气刹车装置203和动力橇起吊架205，所述发动机200与所述启动电机和所述变速箱201分别连接，所述启动电机与所述电瓶13连接，所述变速箱201 与所述传动轴202连接，所述压缩机安装在所述发动机200上，该压缩机与储气罐连接，该储气罐通过所述气路管汇9与所述气刹车装置203相连；

所述压裂泵橇3包括泵橇底座304及共同安装在所述泵橇底座304上的柱塞泵、动力端润滑油箱302、液力端润滑油箱303和泵橇起吊泵，所述柱塞泵包括动力端300和液力端301，并且所述动力端300和液力端301分别与所述动力端润滑油箱302和液力端润滑油箱303连接，所述动力端300 还与所述传动轴202连接，所述动力端润滑油箱302还通过动力端润滑油泵与所述变速箱201连接，所述动力端润滑油泵从动力端润滑油箱302吸油经高压后对给动力端300进行润滑，润滑后的油再返回动力端润滑邮箱 302，循环利用，保证动力端300的正常运行，所述液力端润滑油箱303还通过所述气路管汇9与所述储气罐连接；所述液力端301通过油壬分别连接所述吸入管汇6和排出管汇7；所述吸入管汇6与所述液力端301的吸入口通过卡箍连接，为了增强吸入端流量的稳定，吸入管汇6上还配置了空气包，所述发动机200将动力输入给变速箱201，变速箱201通过传动轴 202将动力传递给所述压裂泵橇3中的动力端300；

所述液压系统8包括冷却油泵，该冷却油泵通过取力器与该变速箱201 连接；

所述散热橇4优选安装在拖车底盘1的鹅颈平台上，其包括散热橇底座400以及共同安装在散热橇底座400上的散热橇起吊架401和冷却装置 14，所述冷却装置14包括散热风扇，所述散热风扇包括风扇液压马达和由所述风扇液压马达驱动的扇叶，并且所述风扇液压马达通过液压管线与所述冷却油泵连接；优选地，所述散热橇4为分体式，散热橇底座400与散热橇起吊架401通过销轴连接，便于冷却装置14的安装。所述风扇液压马达的转速通过比例阀进行闭环控制。通过液压系统8驱动冷却装置14的风扇液压马达可实现动力端润滑油、液压油、变速箱油、发动机缸套水、发动机进气系统的冷却，保证它们的正常运行。

所述辅助橇5包括橇装底盘500，所述橇装底盘500通过连接板402可拆卸安装在所述散热橇上，并且所述橇装底盘500位于所述散热橇的上方或者下方。如果所述辅助橇5安装在所述散热橇4的上方，则其与所述拖车底盘1、动力橇2、压裂泵橇3构成拖车底盘装结构；如果所述辅助橇5 安装在所述散热橇4的下方，则其与所述动力橇2、压裂泵橇3构成压裂橇装结构。所述辅助橇5的橇装底盘500的中间铺设检修梯子501，当本实用新型为拖车底盘装结构时方便对散热风扇检修维护。

进一步，所述拖车底盘1上设置有集装箱转锁100，所述动力橇底座、泵橇底座304和散热橇底座400上分别设置有底角件206，以与所述集装箱转锁100配合锁紧所述动力橇2、压裂泵橇3和散热橇4。

进一步，所述动力橇2与压裂泵橇3可拆卸连接，所述压裂泵橇与所述散热橇4可拆卸连接。优选地，所述动力橇2与压裂泵橇3通过螺杆锁紧机构16连接在一起，所述压裂泵橇3与所述散热橇4也通过螺杆锁紧机构16连接在一起，所述螺杆锁紧机构16均包括螺杆座16A、螺杆16B、锁紧座16C和螺母16D，所述动力橇底座204上安装有螺杆座16A，所述泵橇底座304上也安装有锁紧座16C，所述螺杆16B穿过所述螺杆座16A和锁紧座16C后与所述螺母16D连接，从而将所述动力橇2与压裂泵橇3连接在一起。此外，所述泵橇底座304上安装有螺杆座16A，所述散热橇底座400上安装有锁紧座16C，所述螺杆16B穿过所述螺杆座16A和锁紧座 16C后与所述螺母16D连接，从而将所述压裂泵橇3与所述散热橇4连接在一起。

无论是上述的拖车底盘装结构还是压裂橇装结构，所述动力橇2、压裂泵橇3和散热橇4均由若干个螺杆锁紧机构16固定连接。

进一步，所述动力橇起吊架205、泵橇起吊架305和散热橇4起吊架上均焊接有顶角件207，所述顶角件207作为橇装起吊运输或作为海运与集装箱配套使用。

进一步，所述排出管汇7包括泄压管，所述泄压管安装在所述液力端 301上，并且所述泄压管上安装有溢流阀，溢流阀作为机械超压保护装置。此外，本实用新型还包括安装在所述液力端301上的电子超压保护装置，以用于检测所述液力端301内部的液体压力，电子超压保护装置的压力值通过控制仪表和计算机上设定。

进一步，所述储气罐还通过所述气路管汇9与所述液力端润滑油箱303 连接，以将所述液力端润滑油箱303内的润滑油压入所述液力端301。

所述冷却装置14上的动力端润滑油、液压油、变速箱油、发动机的缸套水、发动机的进气管线可视情况使用快速接头、蝶阀、波纹管连接，便于将拖车底盘装结构改装成压裂橇装结构时，快速安装及有效截断润滑油、液压油、变速箱油、发动机的缸套水。

本实用新型的工作原理如下：通过安装在动力橇2左右两侧的电瓶13 提供电源供电给启动电机，启动电机启动发动机200，发动机200将动力输入给变速箱201，变速箱201通过传动轴202将动力传递给所述压裂泵橇3 中的柱塞泵的动力端300。所述压裂泵橇3的液力端301与所述吸入管汇6 连接，经柱塞泵的动力端300做功将吸入管汇6中的压裂液泵送给排出管汇7。所述变速箱200有七个挡位，通过换挡操作使动力端300获得不同的输入速度，可以实现液力端301不同排量及压力输出。所述液力端301排出口压力高，在排出口设有机械超压保护装置和电子超压保护装置这两套安全保护装置，保护设备及人身安全。为改善冷却装置14的散热效率，对冷却装置14在不同工况下的温度进行反馈，通过液压系统8的比例阀自动调节风扇液压马达的转速，整套压裂拖车底盘橇通过控制系统实现自动控制和监控功能，所述控制系统所有电气元器件、操作开关、阀门、仪表都安装在控制箱15上，所述控制箱15通过减震弹簧安装在所述动力橇2的动力橇起吊架205上。

此外，本实用新型的软管支架安装于所述拖车底盘1左侧，吸入管汇6 和排出管汇7均通过所述软管支架支承，本实用新型的燃油箱11和工具箱 12安装于所述拖车底盘1右侧大梁。

本实用新型的所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”与按照平常对应拖车底盘的“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”的方位一致。

本实用新型可以方便的组合重构成拖车底盘装或橇装两种设备，扩大应用领域，降低采购成本，整车布置采用对称分布的结构载荷分布均匀。

本领域的技术人员容易理解，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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多功能压裂设备，其特征在于，包括拖车底盘以及共同安装在所述拖车底盘上的动力橇、压裂泵橇、吸入管汇、排出管汇、散热橇、液压系统、气路管汇和辅助橇，其中，

2.根据权利要求1所述一种多功能压裂设备，其特征在于，所述拖车底盘上设置有集装箱转锁，所述动力橇底座、泵橇底座和散热橇底座上分别设置有底角件，以用于与所述集装箱转锁配合锁紧所述动力橇、压裂泵橇和散热橇。

3.根据权利要求1所述一种多功能压裂设备，其特征在于，所述动力橇与压裂泵橇可拆卸连接，所述压裂泵橇与所述散热橇可拆卸连接。

4.根据权利要求3所述一种多功能压裂设备，其特征在于，所述动力橇与压裂泵橇通过螺杆锁紧机构连接在一起，所述螺杆锁紧机构包括螺杆座、螺杆、锁紧座和螺母，所述螺杆座安装在所述动力橇底座上，所述锁紧座安装在所述泵橇底座上，所述螺杆穿过所述螺杆座和锁紧座后与所述螺母连接。

5.根据权利要求3所述一种多功能压裂设备，其特征在于，所述压裂泵橇与所述散热橇通过螺杆锁紧机构连接在一起，所述螺杆锁紧机构包括螺杆座、螺杆、锁紧座和螺母，所述螺杆座安装在所述泵橇底座上，所述锁紧座安装在所述散热橇底座上，所述螺杆穿过所述螺杆座和锁紧座后与所述螺母连接。

6.根据权利要求1所述一种多功能压裂设备，其特征在于，所述动力橇起吊架、泵橇起吊架和散热橇起吊架上均焊接有顶角件。

7.根据权利要求1所述一种多功能压裂设备，其特征在于，所述排出管汇包括泄压管，所述泄压管安装在所述液力端上，并且所述泄压管上安装有溢流阀。

8.根据权利要求1所述一种多功能压裂设备，其特征在于，还包括安装在所述液力端上的电子超压保护装置，以用于检测所述液力端内部的液体压力。

9.根据权利要求1所述一种多功能压裂设备，其特征在于，所述储气罐还通过所述气路管汇与所述液力端润滑油箱连接，以将所述液力端润滑油箱内的润滑油压入所述液力端。