CN220101263U - 压裂设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种压裂设备，包括：涡轮发动机，涡轮发动机的输出端沿第一旋转方向旋转；柱塞泵，柱塞泵的动力输入端沿第二旋转方向旋转；传动机构，传动机构的输入端与涡轮发动机的输出端连接，传动机构的输出端与动力输入端连接，传动机构用于将涡轮发动机的动力传输给柱塞泵。本实用新型的压裂设备解决了现有技术中的由于涡轮发动机高转速的特征，很难匹配压裂设备高扭矩低转速的需求的问题。

Description

压裂设备

技术领域

本实用新型涉及油气田作业领域，具体而言，涉及一种压裂设备。

背景技术

近年，在压裂领域开始使用涡轮发动机作为动力源驱动柱塞泵，但在使用过程中，由于涡轮发动机高转速的特征，很难匹配压裂设备高扭矩低转速的需求，并且也很难生产出能够匹配涡轮发动机超高转速的柱塞泵，因此，明显阻碍了涡轮发动机在压裂领域的使用推广。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种压裂设备，以解决现有技术中的由于涡轮发动机高转速的特征，很难匹配压裂设备高扭矩低转速的需求的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种压裂设备，包括：涡轮发动机，涡轮发动机的输出端沿第一旋转方向旋转；柱塞泵，柱塞泵的动力输入端沿第二旋转方向旋转；传动机构，传动机构的输入端与涡轮发动机的输出端连接，传动机构的输出端与动力输入端连接，传动机构用于将涡轮发动机的动力传输给柱塞泵。

进一步地，第一旋转方向和第二旋转方向相反；传动机构包括：传动组件，传动组件的输入端与涡轮发动机的输出端连接；第一减速机，具有第一输入端、第一输出端和惰轮，第一输入端与传动组件的输出端连接且沿第三旋转方向旋转，第三旋转方向与第二旋转方向相同；第一输出端与动力输入端连接，第一输入端通过惰轮与第一输出端连接，以使第一输出端沿第二旋转方向旋转。

进一步地，第一旋转方向和第二旋转方向相同；传动机构包括：传动组件，传动组件的输入端与涡轮发动机的输出端连接；第一减速机，具有第一输入端和第一输出端，第一输入端与传动组件的输出端连接且沿第三旋转方向旋转，第三旋转方向与第二旋转方向相反；第一输出端与动力输入端连接，第一输入端和第一输出端相啮合，以使第一输出端沿第二旋转方向旋转。

进一步地，传动组件包括：第二减速机，具有第二输入端和第二输出端，涡轮发动机的输出端与第二减速机的第二输入端连接，第二输出端与第一输入端连接。

进一步地，传动组件还包括：传动轴，第二输出端通过传动轴与第一输入端连接。

进一步地，压裂设备还包括：运输装置，柱塞泵、涡轮发动机和传动机构均设置在运输装置上，运输装置具有第一侧和第二侧；柱塞泵具有用于液体流入和流出的液力端，液力端位于第二侧，动力输入端位于第一侧。

进一步地，压裂设备还包括：运输装置，柱塞泵、涡轮发动机和传动机构均设置在运输装置上，运输装置具有第一侧和第二侧；柱塞泵具有用于液体流入和流出的液力端，液力端位于第一侧，动力输入端位于第二侧。

进一步地，液力端与动力输入端垂直于柱塞泵的输入轴的长度方向排列设置。

进一步地，涡轮发动机具有进气口，进气口设置在第二侧；压裂设备还包括燃气系统接口，燃气系统接口设置在第一侧，燃气系统接口与进气口相连通；和/或，压裂设备还包括第一接口，第一接口与柱塞泵的进液口相连通，第一接口设置在第二侧；和/或，压裂设备还包括第二接口，第二接口与柱塞泵的出液口相连通，第二接口设置在第二侧。

进一步地，涡轮发动机具有进气口，进气口设置在第二侧；压裂设备还包括燃气系统接口，燃气系统接口设置在第二侧，燃气系统接口与进气口相连通；和/或，压裂设备还包括第一接口，第一接口与柱塞泵的进液口相连通，第一接口设置在第一侧；和/或，压裂设备还包括第二接口，第二接口与柱塞泵的出液口相连通，第二接口设置在第一侧。

应用本实用新型的技术方案，压裂设备包括涡轮发动机、柱塞泵和传动机构，该压裂设备通过设置传动机构，使得涡轮发动机的输出端通过传动机构与动力输入端连接，以使涡轮发动机的动力传输给柱塞泵，进而使得涡轮发动机高转速的特征能够匹配压裂设备高扭矩低转速的需求，促进了涡轮发动机在压裂领域的使用推广。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的压裂设备的柱塞泵、涡轮发动机和传动机构的示意图；

图2示出了根据本实用新型的压裂设备的实施例一的第一减速机的示意图；

图3示出了根据本实用新型的压裂设备的实施例二的第一减速机的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、第一减速机；11、第一输入端；12、第一输出端；13、惰轮；

20、柱塞泵；

30、涡轮发动机；

70、第二减速机；

80、传动轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

本实用新型提供了一种压裂设备，请参考图1至图3，包括：涡轮发动机30，涡轮发动机30的输出端沿第一旋转方向旋转；柱塞泵20，柱塞泵20的动力输入端沿第二旋转方向旋转；传动机构，传动机构的输入端与涡轮发动机30的输出端连接，传动机构的输出端与动力输入端连接，传动机构用于将涡轮发动机30的动力传输给柱塞泵20。

本实用新型的压裂设备包括涡轮发动机30、柱塞泵20和传动机构，该压裂设备通过设置传动机构，使得涡轮发动机30的输出端通过传动机构与动力输入端连接，以使涡轮发动机30的动力传输给柱塞泵20，进而使得涡轮发动机高转速的特征能够匹配压裂设备高扭矩低转速的需求，促进了涡轮发动机在压裂领域的使用推广。

实施例一

请参考图2，在该实施例中，第一旋转方向和第二旋转方向相反；传动机构包括：传动组件，传动组件的输入端与涡轮发动机30的输出端连接；第一减速机10，具有第一输入端11、第一输出端12和惰轮13，第一输入端11与传动组件的输出端连接且沿第三旋转方向旋转，第三旋转方向与第二旋转方向相同；第一输出端12与动力输入端连接，第一输入端11通过惰轮13与第一输出端12连接，以使第一输出端12沿第二旋转方向旋转。

具体实施时，通过增加惰轮13的结构形式，调整旋向，满足柱塞泵20的动力输入端的旋向要求。

具体地，传动组件包括第二减速机70，第二减速机70具有第二输入端和第二输出端，涡轮发动机30的输出端与第二减速机70的第二输入端连接，第二输出端与第一输入端11连接。这样的设置能够降低转速，保证涡轮发动机与柱塞泵之间传动连接。

具体地，传动组件还包括传动轴80，第二输出端通过传动轴80与第一输入端11连接。这样的设置便于将第二减速机70的动力传递至第一输入端11。

具体实施时，涡轮发动机30作为主动力源，驱动第二减速机进行减速，经过传动轴驱动第一减速机10，经过换向驱动柱塞泵20的动力输入端。

具体地，压裂设备还包括运输装置，柱塞泵20、涡轮发动机30和传动机构均设置在运输装置上，运输装置具有第一侧和第二侧；柱塞泵20具有用于液体流入和流出的液力端，液力端位于第二侧，动力输入端位于第一侧。其中，第一侧为主驾驶侧，第二侧为副驾驶侧。

具体实施时，液力端在副驾驶侧，与常规压裂设备要求一致，在井场与其他形式的压裂设备共同作业时，也能够保证其一致性、通用性。

具体地，液力端与动力输入端垂直于柱塞泵20的输入轴的长度方向排列设置。

具体地，涡轮发动机30具有进气口，进气口设置在第二侧；压裂设备还包括燃气系统接口，燃气系统接口设置在第一侧，燃气系统接口与进气口相连通；和/或，压裂设备还包括第一接口，第一接口与柱塞泵20的进液口相连通，第一接口设置在第二侧；和/或，压裂设备还包括第二接口，第二接口与柱塞泵20的出液口相连通，第二接口设置在第二侧。

具体地，运输装置为车体；燃气系统接口、第一接口和第二接口均设置在运输装置的尾部。

实施例二

请参考图3，在该实施例中，第一旋转方向和第二旋转方向相同；传动机构包括：传动组件，传动组件的输入端与涡轮发动机30的输出端连接；第一减速机10，具有第一输入端11和第一输出端12，第一输入端11与传动组件的输出端连接且沿第三旋转方向旋转，第三旋转方向与第二旋转方向相反；第一输出端12与动力输入端连接，第一输入端11和第一输出端12相啮合，以使第一输出端12沿第二旋转方向旋转。

具体实施时，柱塞泵的动力端是一根曲轴贯穿的，从曲轴两端都可以有动力输入，之所以涉及到柱塞泵动力端位于主驾驶侧、副驾驶侧都能使用，也是因为双向都能取力，曲轴的两端均可与传动机构连接。为实现压裂设备重量的减重需求，降低设备复杂性，减少维保部件，去掉第一减速机10内惰轮结构，使得第一减速机10的第一输入端11和第一输出端12直接啮合，保证与第一输出端12连接的动力输入端的旋向，满足设备要求。可见，该压裂设备减少了第一减速机10内的结构，减轻了压裂设备的重量，简化了结构，便于维保。

具体地，传动组件包括第二减速机70，第二减速机70具有第二输入端和第二输出端，涡轮发动机30的输出端与第二减速机70的第二输入端连接，第二输出端与第一输入端11连接。这样的设置能够降低转速，保证涡轮发动机与柱塞泵之间传动连接。

具体地，传动组件还包括传动轴80，第二输出端通过传动轴80与第一输入端11连接。这样的设置便于将第二减速机70的动力传递至第一输入端11。

具体实施时，涡轮发动机30作为主动力源，驱动第二减速机70进行减速，经过传动轴80驱动第一减速机10，第一减速机10驱动柱塞泵20的动力输入端。

具体地，压裂设备还包括运输装置，柱塞泵20、涡轮发动机30和传动机构均设置在运输装置上，运输装置具有第一侧和第二侧；柱塞泵20具有用于液体流入和流出的液力端，液力端位于第一侧，动力输入端位于第二侧。这样可以取消第一减速机10中的惰轮，使得第一减速机10的第一输入端11和第一输出端12直接啮合，保证动力输入端的旋向，满足设备要求。

其中，第一侧为主驾驶侧，第二侧为副驾驶侧。

具体地，液力端与动力输入端垂直于柱塞泵20的输入轴的长度方向排列设置。

具体地，涡轮发动机30具有进气口，进气口设置在第二侧；压裂设备还包括燃气系统接口，燃气系统接口设置在第二侧，燃气系统接口与进气口相连通；和/或，压裂设备还包括第一接口，第一接口与柱塞泵20的进液口相连通，第一接口设置在第一侧；和/或，压裂设备还包括第二接口，第二接口与柱塞泵20的出液口相连通，第二接口设置在第一侧。

具体实施时，燃气系统接口与进气口均设置在第二侧，便于燃气系统接口与进气口连接与连通，简化二者之间的连接结构，简化管路布置，避免管路在第一侧、第二侧之间横跨导致布线凌乱的问题。

具体实施时，进液口和第一接口均设置在第一侧，便于进液口和第一接口连接与连通，简化二者之间的连接结构。同理，第二接口和出液口均设置在第一侧，便于第二接口和出液口连接与连通，简化二者之间的连接结构。

具体地，压裂设备还包括燃气系统，燃气系统包括燃气管路，燃气系统位于第二侧。具体实施时，将燃气系统整体布置在第二侧能够进一步保证压裂设备空间的合理利用，使得管路上的压力调节阀、过滤器、压力传感器、温度传感器和关停球阀等均位于第二侧。

具体地，压裂设备还包括控制系统，控制系统用于控制压裂设备运行，控制系统设置在第二侧。具体实施时，由于第一侧布置有液力端，而液力端的压力较大，故将控制系统设置在第二侧，避免液力端影响控制系统的正常运行，提高安全性。

具体地，运输装置为车体；燃气系统接口、第一接口和第二接口均设置在运输装置的尾部。

具体实施时，由于涡轮发动机30进气位置在第二侧，可以缩短燃气系统的管道长度；柱塞泵的第一减速机去掉惰轮后，第一减速机的重量减轻，整机重量减轻；减少维保部件的数量，降低维修成本和减速机的加工难度。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的压裂设备包括涡轮发动机30、柱塞泵20和传动机构，该压裂设备通过设置传动机构，使得涡轮发动机30的输出端通过传动机构与动力输入端连接，以使涡轮发动机30的动力传输给柱塞泵20，进而使得涡轮发动机高转速的特征能够匹配压裂设备高扭矩低转速的需求，促进了涡轮发动机在压裂领域的使用推广。

需要说明的是，本申请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，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压裂设备，其特征在于，包括：

涡轮发动机(30)，所述涡轮发动机(30)的输出端沿第一旋转方向旋转；

柱塞泵(20)，所述柱塞泵(20)的动力输入端沿第二旋转方向旋转；

传动机构，所述传动机构的输入端与所述涡轮发动机(30)的所述输出端连接，所述传动机构的所述输出端与所述动力输入端连接，所述传动机构用于将所述涡轮发动机(30)的动力传输给所述柱塞泵(20)。

2.根据权利要求1所述的压裂设备，其特征在于，所述第一旋转方向和所述第二旋转方向相反；所述传动机构包括：

传动组件，所述传动组件的输入端与所述涡轮发动机(30)的所述输出端连接；

第一减速机(10)，具有第一输入端(11)、第一输出端(12)和惰轮(13)，所述第一输入端(11)与所述传动组件的输出端连接且沿第三旋转方向旋转，所述第三旋转方向与所述第二旋转方向相同；所述第一输出端(12)与所述动力输入端连接，所述第一输入端(11)通过所述惰轮(13)与所述第一输出端(12)连接，以使所述第一输出端(12)沿所述第二旋转方向旋转。

3.根据权利要求1所述的压裂设备，其特征在于，所述第一旋转方向和所述第二旋转方向相同；所述传动机构包括：

传动组件，所述传动组件的输入端与所述涡轮发动机(30)的所述输出端连接；

第一减速机(10)，具有第一输入端(11)和第一输出端(12)，所述第一输入端(11)与所述传动组件的输出端连接且沿第三旋转方向旋转，所述第三旋转方向与所述第二旋转方向相反；所述第一输出端(12)与所述动力输入端连接，所述第一输入端(11)和所述第一输出端(12)相啮合，以使所述第一输出端(12)沿所述第二旋转方向旋转。

4.根据权利要求2或3所述的压裂设备，其特征在于，所述传动组件包括：

第二减速机(70)，具有第二输入端和第二输出端，所述涡轮发动机(30)的所述输出端与所述第二减速机(70)的所述第二输入端连接，所述第二输出端与所述第一输入端(11)连接。

5.根据权利要求4所述的压裂设备，其特征在于，所述传动组件还包括：

传动轴(80)，所述第二输出端通过所述传动轴(80)与所述第一输入端(11)连接。

6.根据权利要求2所述的压裂设备，其特征在于，所述压裂设备还包括：

运输装置，所述柱塞泵(20)、所述涡轮发动机(30)和所述传动机构均设置在所述运输装置上，所述运输装置具有第一侧和第二侧；

所述柱塞泵(20)具有用于液体流入和流出的液力端，所述液力端位于所述第二侧，所述动力输入端位于所述第一侧。

7.根据权利要求3所述的压裂设备，其特征在于，所述压裂设备还包括：

运输装置，所述柱塞泵(20)、所述涡轮发动机(30)和所述传动机构均设置在所述运输装置上，所述运输装置具有第一侧和第二侧；

所述柱塞泵(20)具有用于液体流入和流出的液力端，所述液力端位于所述第一侧，所述动力输入端位于所述第二侧。

8.根据权利要求6或7所述的压裂设备，其特征在于，所述液力端与所述动力输入端垂直于所述柱塞泵(20)的输入轴的长度方向排列设置。

9.根据权利要求6所述的压裂设备，其特征在于，

所述涡轮发动机(30)具有进气口，所述进气口设置在所述第二侧；所述压裂设备还包括燃气系统接口，所述燃气系统接口设置在所述第一侧，所述燃气系统接口与所述进气口相连通；和/或，

所述压裂设备还包括第一接口，所述第一接口与所述柱塞泵(20)的进液口相连通，所述第一接口设置在所述第二侧；和/或，

所述压裂设备还包括第二接口，所述第二接口与所述柱塞泵(20)的出液口相连通，所述第二接口设置在所述第二侧。

10.根据权利要求7所述的压裂设备，其特征在于，

所述涡轮发动机(30)具有进气口，所述进气口设置在所述第二侧；所述压裂设备还包括燃气系统接口，所述燃气系统接口设置在所述第二侧，所述燃气系统接口与所述进气口相连通；和/或，

所述压裂设备还包括第一接口，所述第一接口与所述柱塞泵(20)的进液口相连通，所述第一接口设置在所述第一侧；和/或，

所述压裂设备还包括第二接口，所述第二接口与所述柱塞泵(20)的出液口相连通，所述第二接口设置在所述第一侧。