CN219299292U - 一种电驱压裂装置及油气开采设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及油气开采设备技术领域，并提供一种电驱压裂装置及油气开采设备，所述电驱压裂装置包括撬座、泵体、配电房、空气散热器、多个电机、逆变柜及液冷柜，所述泵体和所述配电房均设置于所述撬座上，多个所述电机均设置于所述泵体上，且多个所述电机的输出轴均与所述泵体的齿轮驱动连接，所述逆变柜及所述液冷柜均设置于所述配电房内，所述逆变柜与所述电机电性连接，所述液冷柜分别与所述逆变柜和所述电机连接，所述空气散热器设置于所述液冷柜的上方。通过上述结构设置，将泵体和配电房同时安装于一个撬座上，结构紧凑，不占用多余安装空间，不仅方便了整体的安装、便于整体运输，而且极减少了现场电缆接线工作。

Description

一种电驱压裂装置及油气开采设备

技术领域

本实用新型涉及油气开采设备技术领域，具体而言，涉及一种电驱压裂装置及油气开采设备。

背景技术

在油气开采设备中，压裂装置是最主要的组成部分之一。传统的压裂装置通常采用发动机连接变速箱、传动轴等机构，以驱动压裂泵进行工作，不仅产生的尾气对环境造成了污染，以及噪音较大，成本高，而且整体体积大，不方便运输及安装和后期的维护维修。

为了解决上述压裂装置中的例如污染环境、噪音大等不足，目前，市场中推出了通过配备变压、变频等设备的电驱泵，在油气开采现场取电，来驱动压裂泵进行工作，虽然解决了污染环境、噪音大的不足，但是，现有的电驱压裂装置一般都采用空冷进行散热，占用空间较大，不便于运输，以及，由于其结构布局的不合理，压裂泵、电动机和变压器等设备需要分撬运输后到开采现场进行安装，连线工作量大，同样存在着不便于运输、安装和维护维修的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：如何提高压裂装置运输及安装的便利性。

本实用新型提供一种电驱压裂装置，包括撬座、泵体、配电房、空气散热器、多个电机、逆变柜及液冷柜，所述泵体和所述配电房均设置于所述撬座上，多个所述电机均设置于所述泵体上，且多个所述电机的输出轴均与所述泵体的齿轮驱动连接，所述逆变柜及所述液冷柜均设置于所述配电房内，所述逆变柜与所述电机电性连接，所述液冷柜分别与所述逆变柜和所述电机连接，所述空气散热器设置于所述液冷柜的上方。

可选地，所述液冷柜和所述逆变柜均设置在所述配电房内靠近所述泵体的一端。

可选地，所述电驱压裂装置还包括液冷管，所述液冷管连接于所述液冷柜和所述电机之间，且所述液冷管的形状与所述泵体的形状相适配。

可选地，所述电机为变频电机，所述逆变柜包括至少一个电机控制器。

可选地，所述电驱压裂还包括设置在所述配电房内的变压器、开关柜、整流柜及控制柜，所述开关柜与所述变压器电性连接，所述整流柜分别与所述变压器和所述逆变柜电性连接，所述控制柜分别与所述泵体、所述电机、所述逆变柜、所述液冷柜、所述变压器、所述开关柜及所述整流柜电性连接，且所述开关柜和所述控制柜均设置在所述配电房内远离所述泵体的一端，所述变压器位于所述开关柜和所述液冷柜之间，所述整流柜位于所述控制柜和所述逆变柜之间。

可选地，所述控制柜远离所述泵体的侧壁设置有控制屏，且所述配电房与所述控制屏相对应的位置开设有操控窗。

可选地，所述配电房包括舱体和盖体，所述舱体的下方与所述撬座连接，所述盖体盖设于所述舱体的上方。

可选地，所述舱体的侧壁开设有通风窗和维护门。

可选地，所述撬座的侧边设置有伸缩吊管。

与现有技术相比，本实用新型提供的所述电驱压裂装置具有以下技术效果：

本实用新型通过设置多个电机驱动泵体，并且与配电房内的逆变柜电性连接，以及通过将多个电机均设置在泵体上，电机的输出轴直接与泵体的齿轮驱动连接，在产生同样动力的情况下，将单个体积较大的电动机换成多个体积较小的电机，省去了传统发动机和变速、传动机构，以及省去了单个体积较大的电动机所占用的泵体与配电房之间的安装空间，通过逆变柜分别控制多个电机进行工作，在满足了正常压裂作业的需求下，节省了安装空间，同时，通过液冷柜分别与电机和逆变柜连接，以进行冷却散热，冷却效果更好，可对应的逆变柜及电机体积更小，以及通过设置空气散热器对液冷柜所用的冷却液进行散热冷却，进一步提高了冷却效果，而且通过将空气散热器设置在液冷柜的上方，不占用配电房的长度或宽度的安装尺寸，进而减小了配电房在撬座上所占用的安装尺寸。通过上述结构设置，将泵体和配电房同时安装于一个撬座上，结构紧凑，不占用多余安装空间，可在运输前就可进行整体安装，并且通过例如吊装一个撬座就可实现整体的运输和安装，不仅方便了整体的安装，而且便于整体运输，及减少了现场电缆的接线工作。

另外，本实用新型还提供一种油气开采设备，包括上述的电驱压裂装置。

与现有技术相比，本实用新型提供的油气开采设备与上述的电驱压裂装置的技术效果大致相同，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电驱压裂装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例的电驱压裂装置的平面结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电驱压裂装置的组成模块示意图；

图4为本实用新型实施例的电驱压裂装置的液冷工作原理示意图；

图5为图2的左视结构示意图；

图6为图2中配电房的截面结构示意图；

图7为本实用新型实施例的空气散热器的结构示意图。

附图标记说明：

1-撬座，2-泵体，3-配电房，4-空气散热器，5-电机，6-逆变柜，7-液冷柜，8-液冷管，9-电机控制器，10变压器，11-开关柜，12-整流柜，13-控制柜，14-控制屏，15-操控窗，16-舱体，17-盖体，18-通风窗，19-维护门，20-伸缩吊管，21-水箱。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

在本实用新型的描述中，采用了“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操控，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“一个实施例”和“一个实施方式”等的描述意指结合该实施例或实施方式描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示实施方式中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实施方式。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或实施方式以合适的方式结合。

为解决上述技术问题，如图1至图3，以及图6所示，本实用新型实施例提供一种电驱压裂装置，包括撬座1、泵体2、配电房3、空气散热器4、多个电机5、逆变柜6及液冷柜7，所述泵体2和所述配电房3均设置于所述撬座1上，多个所述电机5均设置于所述泵体2上，且多个所述电机5的输出轴均与所述泵体2的齿轮驱动连接，所述逆变柜6及所述液冷柜7均设置于所述配电房3内，所述逆变柜6与所述电机5电性连接，所述液冷柜7分别与所述逆变柜6和所述电机5连接，所述空气散热器4设置于所述液冷柜7的上方。

具体地，多个电机5的输出轴分别与泵体2的驱动齿轮直接驱动连接，多个电机5可驱动连接于泵体2的一侧，也可以是两侧，在本实施例中，电机5的数量为六个，一组为三个，两组电机5对称驱动连接于泵体2的两侧，动力效果好，并通过逆变柜6从作业现场电网取电给予电机5所需电能，替代了原有的发动机和变速、传动机构，以及能和单个体积较大的电动机产生同样的所需动力，并且省去了单个体积较大的电动机所占用的泵体2与配电房3之间的安装空间。同时，液冷柜7的冷却方式可选用水冷或油冷，以及，空气散热器4可单独为一个模块安装在配电房3上方并与液冷柜7对应，也可安装在配电房3内部，同时与泵体2的润滑系统对应设置连接，对泵体2的润滑系统同时进行散热，在此不做具体限定。并且，配电房3及泵体2优选采用吊装方式安装在同一个撬座1上，以及需要说明的是，配电房3内还配备有其他电气部件，也可通过吊装方式进行安装，相应地，配电房3上设置有例如吊耳等的吊装结构，在此也不做具体限定。同时，本电驱压裂装置可将例如配电房3和泵体2等主要结构在厂内安装在同一个撬座1上后，在通过整体吊装撬座1进行运输，到油气开采现场后可进行快速作业，不仅方便整体的安装和运输，也提高了油气开采作业的作业效率。

在本实施例中，通过设置多个电机5驱动泵体2，并且与配电房3内的逆变柜6电性连接，以及通过将多个电机5均设置在泵体2上，电机5的输出轴直接与泵体2的齿轮驱动连接，在产生同样动力的情况下，将单个体积较大的电动机换成多个体积较小的电机5，省去了传统发动机和变速、传动机构，以及省去了单个体积较大的电动机所占用的泵体2与配电房3之间的安装空间，通过逆变柜6分别控制多个电机5进行工作，在满足了正常压裂作业的需求下，节省了安装空间，同时，通过液冷柜7分别与电机5和逆变柜6连接，以进行冷却散热，冷却效果更好，可对应的逆变柜6及电机5体积更小，以及通过设置空气散热器4对液冷柜7所用的冷却液进行散热冷却，进一步提高了冷却效果，而且通过将空气散热器4设置在液冷柜7的上方，不占用配电房3的长度或宽度的安装尺寸，进而减小了配电房3在撬座1上所占用的安装尺寸。通过上述结构设置，将泵体2和配电房3同时安装于一个撬座1上，结构紧凑，不占用多余安装空间，可在运输前就可进行整体安装，并且通过例如吊装一个撬座1就可实现整体的运输和安装，不仅方便了整体的安装，而且便于整体运输，及减少了现场电缆的接线工作。

可选地，如图1至图4所示，所述液冷柜7和所述逆变柜6均设置在所述配电房3内靠近所述泵体2的一端。

具体地，液冷柜7采用水冷方式进行冷却，并配备有管路与电机5和逆变柜7连通，以对其进行冷却散热。

在本实施例中，通过将逆变柜6和液冷柜7均设置在配电房3内靠近泵体2的一端，由于电机5安装在泵体2上，使得液冷柜7距离电机5和逆变柜6的距离均较近，可节省液冷所需管路的尺寸，进而进一步节省了整体的尺寸，减小了安装空间，并且便于后期的维护和维修，以及冷却效果更加快速和明显。

可选地，如图2和图4所示，所述电驱压裂装置还包括液冷管8，所述液冷管8连接于所述液冷柜7和所述电机5之间，且所述液冷管8的形状与所述泵体2的形状相适配。

具体地，液冷所需的管路还包括液冷支管，分别与液冷管8连通，并且与电机5和逆变柜6连通，以进行冷却散热，如图2所示，泵体2靠近液冷柜6一侧的外轮廓形状为圆弧形，进而，液冷管8的形状也与之相适配为圆弧形。

在本实施例中，通过将液冷管8的形状与泵体2的形状相适配设置，在于安装在泵体2上的电机5进行连通冷却时，可随着泵体2的形状进行适应性调整和安装，一方面，便于液冷管8的安装和定位，另一方面，在安装液冷管8时不占用多余空间，且不易与其他部件产生干涉，节省了整体结构尺寸，使得整体结构更加紧凑，便于安装和运输。

可选地，如图1和图4所示，所述电机5为变频电机，所述逆变柜6包括至少一个电机控制器9。

具体地，所述电机控制器9的数量与所述电机5的数量相同，且一一对应电性连接，电机5的数量为六个，对称安装与泵体2的相对两侧，电机5的输出轴均与泵体2的驱动齿轮直接驱动连接，不占用泵体2与配电房3之间的安装空间，相应地，逆变柜6内的电机控制器9模块的数量也为六个，分别一一对应对电机5进行控制。同时，电机控制器9的数量还可以为其他，即，一个电机控制器9也可同时连接并控制多个电机5。

在本实施例中，通过将电机5设置为变频电机，更容易实现精确控制，并且通过在逆变柜6内设置至少一个电机控制器9，可对电机5进行一一对应控制或一个电机控制器9对应多个电机5进行控制，进一步提高了电机5输出动力的准确性和精准性，使得泵体2的作业动力可得到实时精准的控制和调节。

可选地，如图1至图3，以及图6所示，所述电驱压裂装置还包括设置在所述配电房3内的变压器10、开关柜11、整流柜12及控制柜13，所述开关柜11与所述变压器10电性连接，所述整流柜12分别与所述变压器10和所述逆变柜6电性连接，所述控制柜13分别与所述泵体2、所述电机5、所述逆变柜6、所述液冷柜7、所述变压器10、所述开关柜11及所述整流柜12电性连接，且所述开关柜11和所述控制柜13均设置在所述配电房3内远离所述泵体2的一端，所述变压器10位于所述开关柜11和所述液冷柜7之间，所述整流柜12位于所述控制柜13和所述逆变柜6之间。

具体地，本电驱压裂装置可通过开关柜11从油气开采现场电网进线连线取电，并且可配置有高压保护、转换等电路，以适应和转换作业现场不同电压，适应性更强，以及变压器10高压侧设置有例如三角形和星形两种接线口，以适配不同电压的输入，并且，例如变压器10等电气部件可配置有温控仪等辅助监控仪器，以提高整体的作业安全性，在此不做具体限定。

在本实施例中，通过设置变压器10、开关柜11、整流柜12及控制柜13，开关柜11可从作业现场电网直接进线取电，再通过变压器10、整流柜12及逆变柜6转换为电机5及其他电力部件所需适合的电能，以及通过控制柜13分别与泵体2、电机5、逆变柜6、液冷柜7、变压器10、开关柜11及整流柜12电性连接，可实现对上述电力部件的实时监控和控制，便于整体的调控和调节，同时，通过将开关柜11和控制柜13均设置在配电房3内远离泵体2的一端，方便电网进线和接线，以及方便控制，线路远离泵体2更加安全，以及通过将变压器10安装在开关柜11和液冷柜7之间，整流柜12安装在控制柜13和逆变柜6之间，便于整体走线布线，而且结构布局更加合理，充分利用安装空间，进而节省了配电房3在撬座1上所占用的安装尺寸，结构更加紧凑，便于运输。

可选地，如图2和图5所示，所述控制柜13远离所述泵体2的侧壁设置有控制屏14，且所述配电房3与所述控制屏14相对应的位置开设有操控窗15。

具体地，所述控制屏14上或者控制屏14的周边可设置有开关、指示灯、接线口等，操控窗15可为通孔结构，也可在相应位置安装例如透明玻璃等进行防护，也可安装拉手将操控窗15打开后对控制屏14进行操控。

在本实施例中，通过在控制柜13上设置控制屏14，可方便整体的操控，并且在配电房3相应的位置开设操控窗15，在方便操控的同时对控制屏14进行了保护，同时，控制屏14和操控窗15均位于远离泵体2的一侧，防止作业人员在对配电房3进行操控时，泵体2工作产生的油液迸溅等不利因素对作业人员产生影响，保证了作业人员作业的安全性。

可选地，如图1所示，所述配电房3包括舱体16和盖体17，所述舱体16的下方与所述撬座1连接，所述盖体17盖设于所述舱体16的上方。

具体地，所述盖体17可根据实际需要设置为多个，例如，结合图7所示，舱体16上，位于空气散热器4的上方还可单独开设盖体17，盖体17与舱体16可通过例如铰链等结构进行连接，在对配电房3内的电力部件进行安装时，可先打开盖体17，或吊起盖体17后，从上方对例如变压器10等较大电力部件进行吊装。

在本实施例中，通过将配电房3设置为舱体16和盖体17的结构形式，可对配电房3内的电力部件进行防护，并且在安装时，可先打开盖体17，或吊起盖体17，方便配电房3内的电力部件的吊装，进一步提高了整体结构安装的便利性。

如图1、图2和图5所示，所述舱体16的侧壁开设有通风窗18和维护门19。

具体地，通风窗18可设置在配电房3靠上方的位置，可在配电房3内部相应位置安装工业空调等散热器，并且可在相应位置设置通风百叶，对配电房3内部进行有效防护的同时不影响其通风散热，同时，维护门19可设置为多个，并且可对应配电房3内部的电力部件的位置进行设置，例如在变压器10的位置处开设维护门19，以及维护门19的尺寸可根据其对应的电力部件的结构尺寸进行适配、

在本实施例中，通过在舱体16的侧壁开设通风窗18和维护门19，不仅进一步提高了整体的散热性能，而且维护门19方便了作业人员对配电房3内的电力部件的维护维修，以及便于调节和安装。

可选地，如图1和图2、图5和图6所示，所述撬座1的侧边设置有伸缩吊管20。

具体地，所述撬座1的侧边开设有安装槽或安装孔，伸缩带吊管20安装在安装槽或安装孔内，并且对称安装于撬座1的相对两个侧边，需要对撬座1整体进行吊装转运时，伸缩吊管20可伸出作为吊点，吊装完成时，伸缩吊管20可缩回撬座1内或缩短，不影响电驱压裂装置的作业。

在本实施例中，通过在撬座1的侧边设置伸缩吊管20，伸缩吊管20可根据吊装转运需要伸出或缩回，方便吊装运输的同时，不影响电驱压裂装置整体的作业和运输，使用更加方便。

另外，本实用新型的另一实施例提供了一种油气开采设备，包括上述的电驱压裂装置。

在本实施例中，通过在油气开采设备中应用上述电驱压裂装置，其具有的技术效果与上述实施例中的电驱压裂装置的技术效果大致相同，在此不再赘述。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电驱压裂装置，其特征在于，包括撬座(1)、泵体(2)、配电房(3)、空气散热器(4)、多个电机(5)、逆变柜(6)及液冷柜(7)，所述泵体(2)和所述配电房(3)均设置于所述撬座(1)上，多个所述电机(5)均设置于所述泵体(2)上，且多个所述电机(5)的输出轴均与所述泵体(2)的齿轮驱动连接，所述逆变柜(6)及所述液冷柜(7)均设置于所述配电房(3)内，所述逆变柜(6)与所述电机(5)电性连接，所述液冷柜(7)分别与所述逆变柜(6)和所述电机(5)连接，所述空气散热器(4)设置于所述液冷柜(7)的上方。

2.根据权利要求1所述的电驱压裂装置，其特征在于，所述液冷柜(7)和所述逆变柜(6)均设置在所述配电房(3)内靠近所述泵体(2)的一端。

3.根据权利要求1所述的电驱压裂装置，其特征在于，还包括液冷管(8)，所述液冷管(8)连接于所述液冷柜(7)和所述电机(5)之间，且所述液冷管(8)的形状与所述泵体(2)的形状相适配。

4.根据权利要求1所述的电驱压裂装置，其特征在于，所述电机(5)为变频电机，所述逆变柜(6)包括至少一个电机控制器(9)。

5.根据权利要求1所述的电驱压裂装置，其特征在于，还包括设置在所述配电房(3)内的变压器(10)、开关柜(11)、整流柜(12)及控制柜(13)，所述开关柜(11)与所述变压器(10)电性连接，所述整流柜(12)分别与所述变压器(10)和所述逆变柜(6)电性连接，所述控制柜(13)分别与所述泵体(2)、所述电机(5)、所述逆变柜(6)、所述液冷柜(7)、所述变压器(10)、所述开关柜(11)及所述整流柜(12)电性连接，且所述开关柜(11)和所述控制柜(13)均设置在所述配电房(3)内远离所述泵体(2)的一端，所述变压器(10)位于所述开关柜(11)和所述液冷柜(7)之间，所述整流柜(12)位于所述控制柜(13)和所述逆变柜(6)之间。

6.根据权利要求5所述的电驱压裂装置，其特征在于，所述控制柜(13)远离所述泵体(2)的侧壁设置有控制屏(14)，且所述配电房(3)与所述控制屏(14)相对应的位置开设有操控窗(15)。

7.根据权利要求1所述的电驱压裂装置，其特征在于，所述配电房(3)包括舱体(16)和盖体(17)，所述舱体(16)的下方与所述撬座(1)连接，所述盖体(17)盖设于所述舱体(16)的上方。

8.根据权利要求7所述的电驱压裂装置，其特征在于，所述舱体(16)的侧壁开设有通风窗(18)和维护门(19)。

9.根据权利要求1所述的电驱压裂装置，其特征在于，所述撬座(1)的侧边设置有伸缩吊管(20)。

10.一种油气开采设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电驱压裂装置。

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