CN211969622U

CN211969622U - 一种压裂拖车

Info

Publication number: CN211969622U
Application number: CN201922010735.3U
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: 2020-11-20
Anticipated expiration: 2029-11-20

Abstract

本实用新型公开了一种压裂拖车，包括半挂车及共同安装在所述半挂车上的辅助动力输出系统、液压系统、主动力输出系统、柱塞泵系统、吸入管汇、排出管汇和冷却装置，辅助动力输出系统包括辅助发动机和分动箱；液压系统包括启动油泵和冷却油泵；主动力输出系统包含液压启动马达、主发动机、压缩机、储气罐、变速箱、传动轴和气刹车装置；柱塞泵系统包括柱塞泵、动力端润滑油箱和液力端润滑油箱；冷却装置包括散热热风扇。本实用新型着重解决装机容量及整套设备在有限空间下优化设备的总体布局，满足高压力、大排量及整套设备总体外廓尺寸的限制要求，同时优化设备重心位置，整车的承载合理，工作更稳定，同时安装拆卸快捷，调试效率高。

Description

一种压裂拖车

技术领域

本实用新型属于油田设备领域，更具体地，涉及一种压裂拖车。

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。

据调查，不同地区在油气开采环境上存在很大差别。例如，我国作业施工环境局促有限，而北美等油气开采区地广人稀，施工作业场地比较宽松大；我国施工路况多崎岖狭窄，北美路况则平坦宽阔，特别是国内非常规油气储藏的区域，多数集聚在山区和沟谷众多的区域。

目前，国内主要从美国、加拿大等国购买，价格昂贵、交货周期长，售后服务得不到保障，运输不方便，而且装机容量普遍不大，难以适应国内油田开采的需求。

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压裂拖车，其运输方便，而且辅助动力输出系统和主动力输出系统可以保证压裂拖车的装机容量。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种压裂拖车，其特征在于，包括半挂车及共同安装在所述半挂车上的辅助动力输出系统、液压系统、主动力输出系统、柱塞泵系统、吸入管汇、排出管汇和冷却装置，其中：

所述辅助动力输出系统包括辅助发动机和分动箱，所述辅助发动机的输出轴连接所述分动箱的输入轴；

所述液压系统包括启动油泵和冷却油泵，所述启动油泵与所述分动箱的第一输出轴连接，所述冷却油泵与所述分动箱的第二输出轴连接；

所述主动力输出系统包含液压启动马达、主发动机、压缩机、储气罐、变速箱、传动轴和气刹车装置，所述液压启动马达通过第一液压管线与所述启动油泵连接，所述主发动机与所述液压启动马达连接，所述压缩机安装在所述主发动机上，该压缩机与该储气罐连接，该储气罐连接气路管汇，所述气路管汇与所述气刹车装置相连，所述变速箱与所述主发动机相连，并且所述变速箱通过所述传动轴与所述柱塞泵连接；

所述柱塞泵系统包括柱塞泵、动力端润滑油箱和液力端润滑油箱，所述柱塞泵包括动力端和液力端，所述动力端润滑油箱和液力端润滑油箱分别与所述动力端和所述液力端连接，所述液力端分别连接所述吸入管汇和排出管汇；

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第二液压管线与所述冷却油泵连接。

优选地，所述吸入管汇包括空气包和两个吸入管，每个所述吸入管的分别与所述空气包连接，并且每个所述吸入管上分别设置有蝶阀。

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压裂液压力。

优选地，所述排出管汇上安装有旋塞阀。

优选地，所述第二液压管线上安装有比例阀。

优选地，所述气路管汇还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。

优选地，还包括软管支架平台，所述吸入管汇和排出管汇均通过软管支架平台支承。

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)本实用新型着重解决装机容量及整套设备在有限空间下优化设备的总体布局，满足高压力、大排量及整套设备总体外廓尺寸的限制要求，同时优化设备重心位置，整车的承载合理，工作更稳定，同时安装拆卸快捷，调试效率高。

2)本实用新型可以通过合理选择半挂车、主发动机及变速箱、辅助发动机和分动箱、柱塞泵等，并让它们在半挂车上进行合理的分布，能满足压裂拖车的整体布局优化、维护保养、减重、限宽、限高要求。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的俯视图；

图3、图4是本实用新型在不同视角下的三维示意图；

图5是本实用新型的工作原理图。

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5所示，一种压裂拖车，包括半挂车1及共同安装在所述半挂车1上的辅助动力输出系统、液压系统10、主动力输出系统、柱塞泵系统、吸入管汇8、排出管汇9和冷却装置12，其中：

所述辅助动力输出系统包括辅助发动机5和分动箱6，所述辅助发动机 5的输出轴连接所述分动箱6的输入轴；

所述液压系统10包括启动油泵和冷却油泵，所述启动油泵与所述分动箱6的第一输出轴连接，所述冷却油泵与所述分动箱6的第二输出轴连接。

所述主动力输出系统包含液压启动马达、主发动机2、压缩机、储气罐、变速箱3、传动轴4和气刹车装置20，所述液压启动马达通过第一液压管线与所述启动油泵连接，所述主发动机2与所述液压启动马达连接，所述压缩机安装在所述主发动机2上，该压缩机与该储气罐连接，该储气罐与气路管汇11连接，所述气路管汇11与所述气刹车装置20相连，所述变速箱3与所述主发动机2相连，并且所述变速箱3通过所述传动轴4与所述柱塞泵7连接；气路管汇11通过压缩机为安装在半挂车1上的储气罐充气，所述储气罐可消除短时间大量用气引起的供需矛盾，同时通过自然冷却，分离气体中的水分和油分；

所述柱塞泵系统包括柱塞泵7、动力端润滑油箱73和液力端润滑油箱 74，所述柱塞泵7包括动力端71和液力端72，所述动力端润滑油箱73和液力端润滑油箱74分别与所述动力端71和所述液力端72连接，动力端润滑油箱73优选通过动力端润滑油泵与所述动力端71连接，所述液力端72 与所述吸入管汇8和排出管汇9分别连接；

所述冷却装置12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第二液压管线与所述冷却油泵连接，所述第二液压管线上安装有比例阀。

进一步，所述吸入管汇8包括空气包83和两个吸入管81，每个所述吸入管81的分别与所述空气包83连接，并且每个所述吸入管81上分别设置有蝶阀82。另外，每个所述吸入管81上均配置有接头，中间通过蝶阀82 控制，方便快捷更换管线。吸入管汇8上的空气包83可有效减小因柱塞泵7的液力端72在泵送压裂液时由于脉动引起的管线震动，提高管汇连接的可靠性。

进一步，所述排出管汇9包括泄压管92，所述泄压管92安装在所述液力端72上，并且所述泄压管92上安装有溢流阀91，所述排出管汇9还包括压裂液排出管93，所述压裂液排出管93上安装有旋塞阀94，压裂作业完成时通过调节旋塞阀94，实现关井过程的控制。泄压管92与液力端72 左侧排出口通过油壬连接，压裂液排出管93与液力端72右侧排出口通过油壬连接。此外，本实用新型还包括安装在所述液力端72上的电子超压保护装置95，以用于检测所述液力端72内部的压裂液压力。本实用新型的排出管汇9配置两种超压保护装置，分别为溢流阀91这种机械超压保护装置和电子超压保护装置95；电子超压保护装置95的压力值通过控制仪表和计算机上设定。

本实用新型的第一燃油箱15安装于所述半挂车1左侧大梁，第二燃油箱16和第三燃油箱17安装于所述半挂车1右侧大梁，这三个燃油箱通过管路连接互通，为主发动机及辅助发动机提供燃料，另外，工具箱14安装于所述半挂车1的大梁左侧前部，控制箱14、电瓶箱19和排出管汇弯头 21安装于半挂车1的大梁左侧中部，可快速拆卸的软管支架平台18安装于半挂车右侧，所述吸入管汇8和排出管汇9均通过所述软管支架平台18支承，此外，收放式的梯子22安装于半挂车右侧鹅颈平台前部。

本实用新型的控制系统包含的所有电气元器件、操作开关、阀门、仪表都安装在控制箱13上，所述控制箱13通过减震弹簧安装在所述半挂车1 左侧中部大梁上，本实用新型的操作平台23通过螺栓安装于冷却装置12 的上部，方便冷却装置检修维护。

进一步，所述气路管汇11还与所述液力端润滑油箱74连接，以将所述液力端润滑油箱74内的润滑油压入所述液力端72。本实用新型的气路管汇11包含三个气路：第一气路作为所述柱塞泵7中的液力端润滑油箱74 提供动力，第二气路进入控制箱13，对控制箱13内的电气元器件进行冷却，以满足高温条件下的工作；第三气路控制安装在所述变速箱3上的的气刹车装置20，保证所述变速箱3可以在空挡和停车作业时变速箱3输出轴由于惯性带动柱塞泵7运转。

本实用新型的液压系统10可用于主发动机2的启动和散热风扇的风扇液压马达的驱动，液压系统10的驱动动力主要来自于半挂车1鹅颈平台上的辅助发动机5和与分动箱6连接的冷却油泵和启动油泵，启动油泵为开环控制，冷却油泵通过比例阀进行闭环控制，冷却装置12可对压裂拖车的动力端润滑油、液压油、变速箱油、主发动机2的缸套水、主发动机2的进气系统进行降温冷却，保证各系统正常运行。

本实用新型的辅助动力输出系统、主动力输出系统、柱塞泵7由前往后依次安装于所述半挂车上。

本实用新型的工作原理如下：辅助发动机5启动后，驱动与分动箱6 连接的启动油泵和冷却油泵，以启动主发动机2和为风扇液压马达提供动力，通过主动力发动机1和辅助发动机5的相互配合来保证压裂拖车装机容量。主发动机2将动力传递给变速箱3，变速箱3通过所述传动轴4将动力传递给柱塞泵7。所述柱塞泵7的液力端72与所述吸入管汇8连接，经柱塞泵7的动力端71做功将吸入管汇8中的压裂液泵送给排出管汇9。所述变速箱3有七个挡位，通过换挡操作使柱塞泵7获得不同的动力，可以实现不同排量及压力输出，柱塞泵7的液力端72的排出口压力高，在排出口设有两套安全保护装置，可以保障设备及人身安全。此外，为改善冷却装置12的风扇水箱的散热效率，可以对风扇水箱的在不同工况下的温度进行反馈，通过液压系统10的比例阀自动调节风扇液压马达的转速。整套压裂拖车可通过控制系统实现自动控制和监控功能。

本实用新型的所述“前”、“后”“左”“右”与按照平常对应半挂车的“前”、“后”“左”“右”方位一致。

本实用新型的主动力系统和辅助动力系统相互结合提高了压裂拖车的装车容量；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

1.一种压裂拖车，其特征在于，包括半挂车及共同安装在所述半挂车上的辅助动力输出系统、液压系统、主动力输出系统、柱塞泵系统、吸入管汇、排出管汇和冷却装置，其中：

2.根据权利要求1所述一种压裂拖车，其特征在于，所述吸入管汇包括空气包和两个吸入管，每个所述吸入管的分别与所述空气包连接，并且每个所述吸入管上分别设置有蝶阀。

3.根据权利要求1所述一种压裂拖车，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。

4.根据权利要求1所述一种压裂拖车，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压裂液压力。

5.根据权利要求1所述一种压裂拖车，其特征在于，所述排出管汇上安装有旋塞阀。

6.根据权利要求1所述一种压裂拖车，其特征在于，所述第二液压管线上安装有比例阀。

7.根据权利要求1所述一种压裂拖车，其特征在于，所述气路管汇还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。

8.根据权利要求1所述一种压裂拖车，其特征在于，还包括软管支架平台，所述吸入管汇和排出管汇均通过软管支架平台支承。