CN213862456U - 一种自升式电驱动压裂半挂车 - 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驱动压裂半挂车，包括半挂车体，半挂车体的中部设有竖直放置的压裂泵，压裂泵的顶部设有变频电机，半挂车体上还设有配套的变频系统、变压系统、润滑系统和冷却系统；变压系统和变频系统集成装配在升降式底座上，从而在升降式底座升起并脱离半挂车体后避免变频系统和变压系统受压裂泵的振动影响，变压系统为可伸缩结构；本实用新型将压裂设备和供电设备集成为一个整体运输吊装模块，实现了一台压裂车同时具备供电和压裂的功能，解决了压裂泵振动对电气系统的影响，提高了设备寿命和安全性；本实用新型能够广泛推广应用于各类地区，对现有电驱动压裂半挂车针对新规范的改进目标具有重要意义。

Description

一种自升式电驱动压裂半挂车

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驱动压裂半挂车。

背景技术

在传统压裂作业中，压裂设备通常由柴油发动机、液力传动箱、液压系统、控制系统、压裂泵等组成，柴油机驱动方式体积大、重量大、运输受限，功率密度小；且柴油机驱动方式产生的废气、废油和噪声污染严重，严重影响周围居民的正常生活，不符合环保标准。

针对柴油机驱动方式的不足，电驱动压裂设备的应用日渐广泛，电驱动方式的体积和重量减小，控制方便、环保性好，解决了柴油机驱动方式中的一些问题。

但是，一方面，现有电驱动压裂装备的集成化和模块化程度较低，例如一次常规压裂施工需要15-20台压裂泵车同时作业，作业前需要依次连接、排布和调试每一台电驱动压裂设备和供电设备，耗时长、操作复杂，降低了生产效率、提高了生产成本；同时，由于电驱动装置需配备电气控制系统，压裂泵工作时产生的振动对电气系统的影响较大，影响设备寿命和作业安全；

另一方面，随着非常规油气藏勘探开发领域向深部地层、高温地层、低渗地层的方向发展，所需压裂设备的功率越来越大，压裂设备的重量和体积也越来越大；大型电驱动压裂设备越来越多地面对运输吊装困难问题，特别是针对山区和沼泽地带的压裂作业，井场的面积受限，电驱动压裂设备和供电设备的运输、吊装、连接和调试工作尤其困难，不得不投入大量人力、物力，造成生产成本大幅提高。

为此亟待一种高度模块化、运输标准化、安装使用简单化的电驱压裂设备。

实用新型内容

本实用新型针对现有电驱动压裂设备模块化程度低、电气系统受振动影响较大、运输吊装不便且标准化程度低、安装使用复杂的技术缺陷，提供一种自升式电驱动压裂半挂车；本实用新型将压裂设备和供电设备集成为一个整体运输吊装模块，实现了一台压裂车同时具备供电和压裂的功能，一次常规压裂施工只需8-10台压裂车，装配调试简便，达到高度模块化、安装使用简单化的目的，大幅降低生产成本；其次，本实用新型解决了压裂泵振动对电气系统的影响，提高了设备寿命和安全性；本实用新型还完成了运输标准化的优化设计，相关设备的尺寸、安装位置和布局方式均符合相关标准，能够广泛推广应用于各类地区，增强了设备通用性，降低了移运吊装成本，对现有电驱动压裂半挂车针对新规范的改进目标具有重要意义。

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：

一种自升式电驱动压裂半挂车，包括半挂车体，所述半挂车体的中部设有压裂泵，所述压裂泵竖直放置，所述压裂泵的顶部设有变频电机，所述半挂车体上还设有与所述压裂泵和变频电机配套的变频系统、变压系统、润滑系统和冷却系统；

所述变压系统和变频系统集成装配在升降式底座上，从而在所述升降式底座升起并脱离所述半挂车体后避免所述变频系统和变压系统受所述压裂泵的振动影响，所述变压系统为可伸缩结构；

所述半挂车体、压裂泵、变频电机、变频系统、变压系统、润滑系统和冷却系统相互连接并构成一个装配、运输的整体。

本实用新型在集成供电和压裂泵送功能的前提下，以GB1589(汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值)和QC/T739-2005(油田专用车辆通用技术条件)为标准，结合电气系统的减振要求，针对组装式车体的外廓尺寸、通过性、爬坡度和设备布局进行了优化设计：

将重量最大的压裂泵竖直放置在半挂车体中部，将压裂泵竖直放置并把变频电机设置在压裂泵的顶部，以此降低半挂车体的倾覆风险、减小半挂车体的高度和宽度，大幅提高运输稳定性，从而满足上述标准；

压裂泵竖直放置，使其体积向空间扩展，减小占地面积，以保证半挂车体的车体宽度复核相关标准要求，提高本实用新型的道路通过性；

当本实用新型进行压裂作业时，压裂泵产生的振动对电气系统的影响较大，为了避免该种影响，将变频系统和变压系统集成在同一升降式底座上，再将底座安装在半挂车体上；在启动压裂泵之前，先控制升降式底座的顶升装置伸出并接触地面，并将升降式底座举升起来、脱离半挂车体，此时安装在升降式底座上的电气系统(变压系统和变频系统)不再受到压裂泵的振动影响，提高了电气系统的寿命和操作安全性；另外，变压系统和变频系统的线路连接关系和作业配合关系都十分密切，将二者集成为一个整体，便于接线、装配和维护，在进行组装时提高吊装效率；

变压系统为可伸缩结构，需要操作时将其展开，不需要操作时将其收缩，进一步减小半挂车体的宽度，增强其通过性，使本实用新型能够广泛推广应用于各类地区、各种路况；且符合上述标准的半挂车体不超限，能上公告和牌照，降低了移运吊装成本，提高了运输便捷性，对现有电驱动压裂半挂车针对新规范的改进目标具有重要意义。

作为本实用新型的优选方案，所述升降式底座配套有顶升装置，所述顶升装置用于快速装卸所述升降式底座。

为了提高变压系统和变频系统的装卸效率，降低对大型吊装设备的依赖，其底座配备有顶升装置，该顶升装置能够将底座举升至装卸高度，提高装卸和安装效率；顶升装置可以是机械式、液压式等多种形式，以适应不同的工况需求。

作为本实用新型的优选方案，所述顶升装置分布在所述升降式底座的四角。

四角分布的顶升装置是最常见的分布方式，其优势在于受力均匀、结构可靠、安装空间充裕和维护方便，是经实际应用后的优选方案；也可根据实际情况选择其他布置方式。

作为本实用新型的优选方案，所述顶升装置为液压式顶升装置。

液压式顶升装置结构简单、可靠性高、操作方便，能够较好地适应各种工况下的现场操作，是本实用新型的优选方案。

作为本实用新型的优选方案，所述润滑系统和冷却系统位于所述半挂车体的鹅颈部。

润滑系统和冷却系统所需的操作空间较小，故将其布置在半挂车的鹅颈部；这样布置能够在半挂车体上形成较好的受力分布，使半挂车体在运行过程中更稳定、不易倾覆。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的有益效果是：本实用新型将压裂设备和供电设备集成为一个整体运输吊装模块，实现了一台压裂车同时具备供电和压裂的功能，一次常规压裂施工只需8-10台压裂车，装配调试简便，达到高度模块化、安装使用简单化的目的，大幅降低生产成本；其次，本实用新型解决了压裂泵振动对电气系统的影响，提高了设备寿命和安全性；本实用新型还完成了运输标准化的优化设计，相关设备的尺寸、安装位置和布局方式均符合相关标准，能够广泛推广应用于各类地区，增强了设备通用性，降低了移运吊装成本，对现有电驱动压裂半挂车针对新规范的改进目标具有重要意义。

附图说明：

图1为本实用新型一种自升式电驱动压裂半挂车与牵引车装配后的结构示意图。

图2为本实用新型一种自升式电驱动压裂半挂车的结构示意图。

图3升降式底座装卸变压系统和变频系统的过程示意图。

图4为变压系统收缩状态的结构示意图。

图5为变压系统展开状态的结构示意图。

附图标记为：

1-压裂泵，2-变频电机，3-变频系统，4-变压系统，41-左伸缩体，42-右伸缩体，43-变压房主体，5-润滑系统，6-冷却系统，7-半挂车体，71-鹅颈部，8-升降式底座，81-顶升装置，9-牵引车。

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1-2所示，一种自升式电驱动压裂半挂车，包括半挂车体7，半挂车体7的中部设有压裂泵1，压裂泵1竖直放置，压裂泵1的顶部设有变频电机2，半挂车体7上还设有与压裂泵1和变频电机2配套的变频系统3、变压系统4、润滑系统5和冷却系统6，牵引车9对半挂车体7进行牵引；

如图3所示，变压系统4和变频系统3集成装配在升降式底座8上，从而在升降式底座8升起并脱离半挂车体7后避免变频系统3和变压系统4受压裂泵1的振动影响，变压系统4为可伸缩结构；

具体而言，压裂泵1产生的振动对电气系统的影响较大，为了避免该种影响，将变频系统3和变压系统4集成在同一升降式底座8上，再将升降式底座8安装在半挂车体7上；在启动压裂泵1之前，先控制升降式底座8的顶升装置81伸出并接触地面，并将升降式底座8举升起来、脱离半挂车体7，此时安装在升降式底座8上的电气系统(变压系统4和变频系统3)不再受到压裂泵1的振动影响，提高了电气系统的寿命和操作安全性；另外，变压系统4和变频系统3的线路连接关系和作业配合关系都十分密切，将二者集成为一个整体，便于接线、装配和维护，在进行组装时提高吊装效率；

其中，顶升装置81分布在升降式底座8的四角；顶升装置81为液压式顶升装置。

四角分布的顶升装置81是最常见的分布方式，其优势在于受力均匀、结构可靠、安装空间充裕和维护方便，是经实际应用后的优选方案；也可根据实际情况选择其他布置方式；液压式顶升装置结构简单、可靠性高、操作方便，能够较好地适应各种工况下的现场操作，是本实用新型的优选方案。

润滑系统5和冷却系统6位于半挂车体7的鹅颈部71；

润滑系统5和冷却系统6所需的操作空间较小，故将其布置在半挂车7的鹅颈部71；这样布置能够在半挂车体7上形成较好的受力分布，使半挂车体7在运行过程中更稳定、不易倾覆。

半挂车体7、压裂泵1、变频电机2、变频系统3、变压系统4、润滑系统5和冷却系统6相互连接并构成一个装配、运输的整体。

如图4-5所示，变压系统4为可伸缩结构，包括变压房主体43、左伸缩体41和右伸缩体42；需要操作时将其展开，不需要操作时将其收缩，进一步减小半挂车体的宽度，增强其通过性，使本实用新型能够广泛推广应用于各类地区、各种路况；且符合上述标准的半挂车体不超限，能上公告和牌照，降低了移运吊装成本，提高了运输便捷性，对现有电驱动压裂半挂车针对新规范的改进目标具有重要意义。

本实用新型在集成供电和压裂泵送功能的前提下，以GB1589(汽车、挂车及汽车列车外廓尺寸、轴荷及质量限值)和QC/T739-2005(油田专用车辆通用技术条件)为标准，结合电气系统的减振要求，针对组装式车体的外廓尺寸、通过性、爬坡度和设备布局进行了优化设计：

将重量最大的压裂泵1竖直放置在半挂车体7中部，将压裂泵1竖直放置并把变频电机2设置在压裂泵的顶部，以此降低半挂车体7的倾覆风险、减小半挂车体7的高度和宽度，大幅提高运输稳定性，从而满足上述标准；

压裂泵1竖直放置，使其体积向空间扩展，减小占地面积，以保证半挂车体7的车体宽度复核相关标准要求，提高本实用新型的道路通过性；

本实用新型将压裂设备和供电设备集成为一个整体运输吊装模块，实现了一台压裂车同时具备供电和压裂的功能，一次常规压裂施工只需8-10台压裂车，装配调试简便，达到高度模块化、安装使用简单化的目的，大幅降低生产成本；其次，本实用新型解决了压裂泵1振动对电气系统的影响，提高了设备寿命和安全性；本实用新型还完成了运输标准化的优化设计，相关设备的尺寸、安装位置和布局方式均符合相关标准，能够广泛推广应用于各类地区，增强了设备通用性，降低了移运吊装成本，对现有电驱动压裂半挂车针对新规范的改进目标具有重要意义。

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 (5)

1.一种自升式电驱动压裂半挂车，其特征在于，包括半挂车体(7)，所述半挂车体(7)的中部设有压裂泵(1)，所述压裂泵(1)竖直放置，所述压裂泵(1)的顶部设有变频电机(2)，所述半挂车体(7)上还设有与所述压裂泵(1)和变频电机(2)配套的变频系统(3)、变压系统(4)、润滑系统(5)和冷却系统(6)；

所述变压系统(4)和变频系统(3)集成装配在升降式底座(8)上，从而在所述升降式底座(8)升起并脱离所述半挂车体(7)后避免所述变频系统(3)和变压系统(4)受所述压裂泵(1)的振动影响，所述变压系统(4)为可伸缩结构；

所述半挂车体(7)、压裂泵(1)、变频电机(2)、变频系统(3)、变压系统(4)、润滑系统(5)和冷却系统(6)相互连接并构成一个装配、运输的整体。

2.根据权利要求1所述的一种自升式电驱动压裂半挂车，其特征在于，所述升降式底座(8)配套有顶升装置(81)，所述顶升装置(81)用于快速装卸所述升降式底座(8)。

3.根据权利要求2所述的一种自升式电驱动压裂半挂车，其特征在于，所述顶升装置(81)分布在所述升降式底座(8)的四角。

4.根据权利要求2所述的一种自升式电驱动压裂半挂车，其特征在于，所述顶升装置(81)为液压式顶升装置。

5.根据权利要求1所述的一种自升式电驱动压裂半挂车，其特征在于，所述变压系统(4)、变频系统(3)位于半挂车体(7)后部，所述润滑系统(5)和冷却系统(6)位于所述半挂车体(7)的鹅颈部(71)。

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