CN213331051U - 一种自升式电动压裂橇 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及石油及天然气钻探技术，具体涉及一种自升式电动压裂橇，包括底座，底座上集成安装有压裂泵、变频电机及配套设备，底座上还集成安装有顶升装置，顶升装置用于将底座举升至装卸高度H；与柴油机驱动方式相比，电驱动方式的燃料由柴油改为电，作业成本降低，低速性能稳定，能够在小排量下能稳定地输出最大压力，且噪音小、不易引起环境污染，能够满足环保要求；本实用新型采用变频电机驱动，实现了压力和流量无级调节，零排放、节能环保，且自带升降组件，运输转场过程中不需要吊车配合，大幅提高了转场、搬家速度，节省了生产成本，提高了生产效率。

Description

一种自升式电动压裂橇

技术领域

本实用新型涉及油气钻探设备技术领域，特别涉及一种自升式电动压裂橇。

背景技术

在油田压裂作业中，压裂设备通常由柴油机驱动，该驱动方式需要的设备体积大、噪音大、污染大，且配套的变速箱档位有限，因此提供的排量和压力有限，无法满足多种工况的需要；且现有电动压裂装备的集成化和模块化程度较低，实施压裂作业前仍然需要将泵组、电机、电控系统等主要装备单独进行运输，运输到位后再进行装配、连接和调试，需要大量人力物力，降低了生产效率、提高了生产成本。

同时，压裂设备在钻井现场的使用时间短，需要经常运输转场，在运输转场时，先使用吊车将压裂设备逐一吊装到运输车辆上，运输车辆将压裂设备运抵目的地后，再使用吊车将压裂设备逐一卸下并放置到位；实际操作过程中，由于井场面积有限且常用多台压裂设备同时作业，吊车移动不便、吊装作业费时费力，导致生产效率降低、生产成本提高。

实用新型内容

本实用新型针对柴油机驱动方式无法满足环境保护和多种工况要求、而现有电驱动压裂设备集成化和模块化程度较低、运输转场费时费力的技术缺陷，提供一种自升式电动压裂橇；本实用新型采用变频电机驱动，实现了压力和流量无级调节，零排放、节能环保，且自带升降组件，运输转场过程中不需要吊车配合，大幅提高了转场、搬家速度，节省了生产成本，提高了生产效率。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种自升式电动压裂橇，包括底座，所述底座上集成安装有压裂泵、变频电机及配套设备，所述配套设备包括吸入管汇、排出管汇、润滑系统、变频控制柜和散热器，所述底座上还集成安装有顶升装置，所述顶升装置用于将所述底座举升至装卸高度H。

橇块上集成的设备相互配合完成压裂作业：变频电机带动压裂泵运行，压裂泵通过吸入管汇吸入压裂液，压裂液经压裂泵加压后，通过排出管汇注入井底；与柴油机驱动方式相比，电驱动方式具有以下优点：第一，燃料由柴油改为电，作业成本降低；第二，低速性能稳定，能够在小排量下能稳定地输出最大压力；第三，噪音小、不易引起环境污染，能够满足环保要求；润滑系统对压裂泵的动力端和液力端进行润滑，保证压裂泵的运行安全；变频控制柜可以根据工况调整变频电机的转速，从而得到不同排量和压力的压裂液；散热器为变频电机散热和为润滑系统降温，确保其处于正常工作温度，避免温度过高引起安全事故。

本实用新型的使用步骤如下：

A、本实用新型需要运输转场时，操作控制系统，使顶升装置运行，把本实用新型举升至装卸高度H；

B、运输设备入场并停在本实用新型下方，操作控制系统，使顶升装置下降，

将本实用新型放在运输设备上，顶升装置复位，运输设备装载本实用新型离场；

C、运输设备将本实用新型运输到位后，操作控制系统，使顶升装置运行，把本实用新型举升至装卸高度H，运输设备离场，再操作控制系统，使顶升装置下降，将本实用新型放置在地面上，顶升装置复位，本实用新型即可开始压裂作业。

本实用新型采用变频电机驱动，实现了压力和流量无级调节，零排放、节能环保，且自带升降组件，运输转场过程中不需要吊车配合，大幅提高了转场、搬家速度，节省了生产成本，提高了生产效率。

优选地，所述顶升装置包括设在所述底座外缘的至少四个液压缸，每个所述液压缸均通过对应的伸缩机构连接在底座上，所述伸缩机构用于将所述液压缸伸出或收进橇体范围内。

液压缸的起升重量大，性能稳定、结构简单、成本较低，在底座外缘布置至少四个液压缸，即能够为橇块的升降提供稳定的受力面，保证装卸作业的可靠性和安全；同时，液压缸通过伸缩机构可伸缩地连接在底座上，在顶升作业完成后，将液压缸折叠进橇块结构内，不增加整个橇块的外形尺寸，避免干扰运输作业。

优选地，每个所述伸缩机构均包括设于所述液压缸两端的上套筒组件和下套筒组件，所述上套筒组件通过扶正机构固定连接在所述底座上，所述扶正机构用于保持所述液压缸的工作形态，所述下套筒组件固定连接在所述底座上。

上套筒组件与扶正机构连接，由扶正机构连接底座，扶正机构可以有多种形式，其外形可以是T形杆件，即底部固定连接在底座上，顶部两端与套筒组件连接，用以保持液压缸的工作形态和稳定性；下套筒组件与底座直接连接，以保持液压缸的工作稳定性；橇块的自重较大，液压缸的上下两端均以可伸缩的套筒组件连接底座，能够避免伸缩机构和顶升装置因负载过大而变形，提高整体结构的稳定性和作业的安全性和运输作业效率。

优选地，所述上套筒组件包括相互套接并能够相对滑动的外套筒一和内套筒一，所述外套筒一和内套筒一之间设有防磨套一；所述外套筒一固定连接所述扶正机构，所述内套筒一固定连接所述液压缸。

上套筒组件和下套筒组件需同时操作，以达到伸出或收缩液压缸的目的；

套筒结构的整体结构简单、制造成本低，便于现场操作维护和更换；防磨套一能够减小内外套筒之间的摩擦，降低劳动强度，且磨损后可快速更换，不会损伤套筒结构；内外套筒分别固定连接液压缸和扶正机构以便于对液压缸的伸缩操作，提高作业效率。

优选地，所述内套筒一的侧壁上设有定位孔一和定位孔二，所述外套筒一的侧壁上对应设有销孔一并配套有定位销一；所述定位销一能够通过所述销孔一将所述外套筒一定位在所述定位孔一或定位孔二的位置上，以限制所述外套筒一相对所述内套筒一的滑动范围。

橇块不需要运输时，顶升装置处于收缩状态；即内套筒一已滑动至靠近橇块的内侧位置，此时定位孔一和销孔一位置重合，把定位销一插入定位孔一和销孔一，将连接在内套筒一上的液压缸的位置锁死固定；

橇块需要运输时，抽出定位销一，将内套筒一向远离橇块的方向拉出，当定位孔二和销孔一的位置重合时，插入定位销一，将液压缸的位置锁死固定，此时液压缸即处于工作位置，可驱动液压缸对橇块进行顶升作业；顶升作业完成后，先驱动液压缸缩回到原始位置，抽出定位销一，将内套筒一向靠近橇块的方向推入，当定位孔一和销孔一的位置重合时，插入定位销一，将液压缸的位置锁死固定；此时顶升装置已完全收缩，运输车可将压裂橇转场运输。

优选地，所述下套筒组件包括相互套接并能够相对滑动的外套筒二和内套筒二，所述外套筒二和内套筒二之间设有防磨套二，所述外套筒二固定连接所述底座，所述内套筒二固定连接所述液压缸。

上套筒组件和下套筒组件需同时操作，以达到伸出或收缩液压缸的目的；

套筒结构的整体结构简单、制造成本低，便于现场操作维护和更换；防磨套二能够减小内外套筒之间的摩擦，降低劳动强度，且磨损后可快速更换，不会损伤套筒结构；内外套筒分别固定连接液压缸和底座以便于对液压缸的伸缩操作，提高作业效率。

优选地，所述内套筒二的侧壁上设有定位孔三和定位孔四，所述外套筒二的侧壁上对应设有销孔二并配套有定位销二；所述定位销二能够通过所述销孔二将所述外套筒二定位在所述定位孔三或定位孔四的位置上，以限制所述外套筒二相对所述内套筒二的滑动范围。

橇块不需要运输时，顶升装置处于收缩状态；即内套筒二已滑动至靠近橇块的内侧位置，此时定位孔三和销孔二位置重合，把定位销二插入定位孔三和销孔二，将连接在内套筒二上的液压缸的位置锁死固定；

橇块需要运输时，抽出定位销二，将内套筒二向远离橇块的方向拉出，当定位孔四和销孔二的位置重合时，插入定位销二，将液压缸的位置锁死固定，此时液压缸即处于工作位置，可驱动液压缸对橇块进行顶升作业；顶升作业完成后，先驱动液压缸缩回到原始位置，抽出定位销二，将内套筒二向靠近橇块的方向推入，当定位孔三和销孔二的位置重合时，插入定位销二，将液压缸的位置锁死固定；此时顶升装置已完全收缩，运输车可将压裂橇转场运输。

优选地，每个所述液压缸均配套设有支撑座，所述支撑座用于抵接地面并为所述液压缸提供反向支撑力。

井场地面的平整度较低，而液压缸的端面面积较小，若直接接触地面进行支撑则稳定性和安全性差，在液压缸的底端设置面积较大的支撑座，用以抵接地面，为液压缸提供稳定的支点和反向支撑力，提高起升作业的可靠性和安全性。

优选地，所述液压缸设置在所述底座的四角位置。

设置在底座四角的液压缸能够为橇座提供最为合理的受力点，同时四角位置处于橇座的最外缘，便于工人操作和配合其他设备，以便快捷地完成本实用新型的装卸和维护。

优选地，所述底座配套有灭火器和/或工具箱。

灭火器作为常备的安全装备，在出现火情时，方便工人就近拿取灭火器快速灭火，尽快减少损失；工具箱用于配备橇块所需的常用维护工具，工具随橇块运输，不同的现场无需额外配套工具，同时避免作业工具不匹配或临时寻找工具。

本实用新型的有益效果是：本实用新型采用变频电机驱动，实现了压力和流量无级调节，零排放、节能环保，且自带升降组件，运输转场过程中不需要吊车配合，大幅提高了转场、搬家速度，节省了生产成本，提高了生产效率。

附图说明：

图1为本实用新型一种自升式电动压裂橇的结构示意图。

图2为本实用新型一种自升式电动压裂橇的结构侧视图。

图3为本实用新型一种自升式电动压裂橇的结构俯视图。

图4为液压缸伸出状态下的顶升装置结构示意图。

图5为液压缸伸出状态下的顶升装置剖视图。

图6为液压缸收缩状态下的顶升装置结构示意图。

图7为液压缸收缩状态下的顶升装置剖视图。

图8为顶升装置将橇块举升至装卸高度H时的工作原理示意图。

图9为运输设备进场装卸时的工作原理示意图。

附图标记为：

1-底座，11-扶正机构，12-灭火器，13-工具箱，2-压裂泵，3-变频电机，4-吸入管汇，5-排出管汇，6-润滑系统，7-变频控制柜，8-散热器，9-顶升装置，91-液压缸，911-支撑座，92-伸缩机构，921-上套筒组件，9211-外套筒一， 9212-内套筒一，9213-定位孔一，9214-定位孔二，9215-销孔一，9216-定位销一，9217-防磨套一，922-下套筒组件，9221-外套筒二，9222-内套筒二，9223- 定位孔三，9224-定位孔四，9225-销孔二，9226-定位销二，9227-防磨套二， 10-运输设备。

具体实施方式

下面结合试验例及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。但不应将此理解为本实用新型上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本实用新型内容所实现的技术均属于本实用新型的范围。

如图1-3所示，一种自升式电动压裂橇，包括底座1，底座1上集成安装有压裂泵2、变频电机3及配套设备，配套设备包括吸入管汇4、排出管汇 5、润滑系统6、变频控制柜7和散热器8，底座1上还集成安装有顶升装置 9，顶升装置9用于将所述底座1举升至装卸高度H，底座1上还配套有灭火器12和工具箱13。

如图4所示，顶升装置9包括设在所述底座1四角的四个液压缸91，每个液压缸91均通过对应的伸缩机构92连接在底座1上，伸缩机构92用于将对应液压缸91伸出或收进橇体范围内；其中伸缩机构92包括上套筒组件921和下套筒组件922，上套筒组件921通过扶正机构11固定连接在底座1上，扶正机构11用于保持液压缸91的工作形态，下套筒组件922固定连接在底座1上；上套筒组件921和下套筒组件922需同时操作，以达到伸出或收缩液压缸91的目的，每个液压缸91均配套设有支撑座911，支撑座911用于抵接地面并为液压缸91提供反向支撑力。

如图5所示，上套筒组件921包括相互套接并能够相对滑动的外套筒一 9211和内套筒一9212，外套筒一9211和内套筒一9212之间设有防磨套一 9217，用于减小内外套筒之间的摩擦和快速更换；外套筒一9211固定连接扶正机构11，内套筒一9212固定连接液压缸91；内套筒一9212的侧壁上设有定位孔一9213和定位孔二9214，外套筒一9211的侧壁上对应设有销孔一 9215并配套有定位销一9216；定位销一9216能够通过销孔一9215将外套筒一9211定位在定位孔一9213或定位孔二9214的位置上，以限制外套筒一9211相对内套筒一9212的滑动范围；

同理，下套筒组件922包括相互套接并能够相对滑动的外套筒二9221和内套筒二9222，外套筒二9221和内套筒二9222之间设有防磨套二9227，用于减小内外套筒之间的摩擦和快速更换；外套筒二9221固定连接底座1，内套筒二9222固定连接液压缸91；内套筒二9222的侧壁上设有定位孔三 9223和定位孔四9224，外套筒二9221的侧壁上对应设有销孔二9225并配套有定位销二9226；定位销二9226能够通过销孔二9225将外套筒二9221 定位在定位孔三9223或定位孔四9224的位置上，以限制外套筒二9221相对内套筒二9222的滑动范围；

如图4-5所示，橇块不需要运输时，顶升装置处于收缩状态；即内套筒一 9212和内套筒二9222已滑动至靠近橇块的内侧位置，此时定位孔一9213和销孔一9215位置重合、定位孔三9223和销孔二9225位置重合，用定位销一9216插入定位孔一9213和销孔一9215、定位销二9226插入定位孔三9223和销孔二9225，将连接在内套筒一9212和内套筒二9222上的液压缸 91的位置锁死固定；

如图6-7所示，橇块需要运输时，抽出定位销一9216和定位销二9226，将内套筒一9212和内套筒二9222向远离橇块的方向拉出，当定位孔二9214 和销孔一9215、定位孔四9224和销孔二9225的位置均重合时，插入定位销一9216和定位销二9226，将液压缸91的位置锁死固定，此时液压缸91即处于工作位置，可驱动液压缸91对橇块进行顶升作业；顶升作业完成后，先驱动液压缸91缩回到原始位置，抽出定位销一9216和定位销二9226，将内套筒一9212和内套筒二9222向靠近橇块的方向推入，当定位孔一9213和销孔一9215位置重合、定位孔三9223和销孔二9225位置重合时，插入定位销一9216和定位销二9226，将液压缸91的位置锁死固定；此时顶升装置9已完全收缩，运输车10可将压裂橇转场运输。

本实用新型的使用步骤如下：

A、如图8所示，本实用新型需要运输转场时，操作控制系统，使顶升装置9运行，把本实用新型举升至装卸高度H；

B、如图9所示，运输设备10入场并停在本实用新型下方，操作控制系统，使液压缸91下降，将本实用新型放在运输设备10上；将液压缸91回缩到底，使支撑座911不接触地面，然后使用伸缩机构92，将液压缸91收纳进橇体内，以减小运输体积，避免产生干扰；运输设备10装载本实用新型离场；

C、运输设备10将本实用新型运输到位后，操作控制系统，使液压缸91运行，把本实用新型举升至装卸高度H，运输设备10离场，再操作控制系统，使液压缸91下降，将本实用新型放置在地面上；将液压缸91回缩到底，使支撑座911不接触地面，然后使用伸缩机构92，将液压缸91收纳进橇体内，以减小橇体体积，避免产生干扰；本实用新型即可开始压裂作业。

本实用新型将压裂作业的相关设备集成为一个整体，相互配合完成压裂作业：变频电机3带动压裂泵2运行，压裂泵2通过吸入管汇4吸入压裂液，压裂液经压裂泵2加压后，通过排出管汇5注入井底；与柴油机驱动方式相比，电驱动方式具有以下优点：第一，燃料由柴油改为电，作业成本降低；第二，低速性能稳定，能够在小排量下能稳定地输出最大压力；第三，噪音小、不易引起环境污染，能够满足环保要求；润滑系统6对压裂泵2的动力端和液力端进行润滑，保证压裂泵2的运行安全；变频控制柜7可以根据工况调整变频电机3的转速，从而得到不同排量和压力的压裂液；散热器8为变频电机3散热和为润滑系统6降温，确保其处于正常工作温度，避免温度过高引起安全事故。

在底座外缘布置四个液压缸91为橇块的升降提供稳定的受力面，保证装卸作业的可靠性和安全；同时，液压缸91通过伸缩机构92可伸缩地连接在底座1上，在顶升作业完成后，将液压缸折91叠进橇块结构内，不增加整个橇块的外形尺寸，避免干扰运输作业；设置扶正机构11能够避免伸缩机构92 和液压缸91因负载过大而变形，提高整体结构的稳定性和作业的安全性。

井场地面的平整度较低，而液压缸91的端面面积较小，若直接接触地面进行支撑则稳定性和安全性差，在液压缸91的底端设置面积较大的支撑座 911，用以抵接地面，为液压缸91提供稳定的支点和反向支撑力，提高起升作业的可靠性和安全性。

灭火器12作为常备的安全装备，在出现火情时，方便工人就近拿取灭火器12快速灭火，尽快减少损失；工具箱13用于配备橇块所需的常用维护工具，工具随橇块运输，不同的现场无需额外配套工具，同时避免作业工具不匹配或临时寻找工具。

本实用新型采用变频电机3驱动，实现了压力和流量无级调节，零排放、节能环保，且自带顶升装置9，运输转场过程中不需要吊车配合，大幅提高了转场、搬家速度，节省了生产成本，提高了生产效率。

以上公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

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 (10)

1.一种自升式电动压裂橇，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)上集成安装有压裂泵(2)、变频电机(3)及配套设备，所述配套设备包括吸入管汇(4)、排出管汇(5)、润滑系统(6)、变频控制柜(7)和散热器(8)，所述底座(1)上还集成安装有顶升装置(9)，所述顶升装置(9)用于将所述底座(1)举升至装卸高度H。

2.根据权利要求1所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，所述顶升装置(9)包括设在所述底座(1)外缘的至少四个液压缸(91)，每个所述液压缸(91)均通过对应的伸缩机构(92)连接在所述底座(1)上，所述伸缩机构(92)用于将对应所述液压缸(91)伸出或收进橇体范围内。

3.根据权利要求2所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，每个所述伸缩机构(92)均包括设于所述液压缸(91)两端的上套筒组件(921)和下套筒组件(922)，所述上套筒组件(921)通过扶正机构(11)固定连接在所述底座(1)上，所述扶正机构(11)用于保持所述液压缸(91)的工作形态，所述下套筒组件(922)固定连接在所述底座(1)上。

4.根据权利要求3所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，所述上套筒组件(921)包括相互套接并能够相对滑动的外套筒一(9211)和内套筒一(9212)，所述外套筒一(9211)和内套筒一(9212)之间设有防磨套一(9217)；所述外套筒一(9211)固定连接所述扶正机构(11)，所述内套筒一(9212)固定连接所述液压缸(91)。

5.根据权利要求4所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，所述内套筒一(9212)的侧壁上设有定位孔一(9213)和定位孔二(9214)，所述外套筒一(9211)的侧壁上对应设有销孔一(9215)并配套有定位销一(9216)；所述定位销一(9216)能够通过所述销孔一(9215)将所述外套筒一(9211)定位在所述定位孔一(9213)或定位孔二(9214)的位置上，以限制所述外套筒一(9211)相对所述内套筒一(9212)的滑动范围。

6.根据权利要求3所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，所述下套筒组件(922)包括相互套接并能够相对滑动的外套筒二(9221)和内套筒二(9222)，所述外套筒二(9221)和内套筒二(9222)之间设有防磨套二(9227)，所述外套筒二(9221)固定连接所述底座(1)，所述内套筒二(9222)固定连接所述液压缸(91)。

7.根据权利要求6所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，所述内套筒二(9222)的侧壁上设有定位孔三(9223)和定位孔四(9224)，所述外套筒二(9221)的侧壁上对应设有销孔二(9225)并配套有定位销二(9226)；所述定位销二(9226)能够通过所述销孔二(9225)将所述外套筒二(9221)定位在所述定位孔三(9223)或定位孔四(9224)的位置上，以限制所述外套筒二(9221)相对所述内套筒二(9222)的滑动范围。

8.根据权利要求2-7任一所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，每个所述液压缸(91)均配套设有支撑座(911)，所述支撑座(911)用于用于抵接地面并为所述液压缸(91)提供反向支撑力。

9.根据权利要求8所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，所述液压缸(91)设置在所述底座(1)的四角位置。

10.根据权利要求1所述的一种自升式电动压裂橇，其特征在于，所述底座(1)配套有灭火器(12)和/或工具箱(13)。

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