一種單機雙泵結構的電驅壓裂裝備的制作方法

本發明屬油田壓裂增產作業裝備。

背景技術：

在油氣田壓裂作業時，利用多臺大功率壓裂裝備組成壓裂機組，對儲層巖石進行壓裂并形成導流通道。常規壓裂裝備由柴油發動機、液力傳動箱、液壓系統、控制系統以及壓裂泵等組成，工作時，單臺發動機以額定轉速高速旋轉，產生的動力通過液力傳動箱和傳動軸驅動壓裂泵，壓裂液經壓裂泵增壓后形成超高壓液體并排出，為實現不同排量的輸出，液力傳動箱設置有7-9個檔位，調節檔位可滿足施工對排量的變化需求。

隨著超深井、水平井技術的發展，所需壓裂機組的功率越來越大，單臺壓裂裝備的重量和體積也越來越大，大功率壓裂裝備的研發面臨以下問題：一是由于道路運輸限制了裝置的重量和體積，采用柴油發動機驅動的壓裂裝備功率已無法得到有效提升，壓裂裝備的輸出排量已無法再繼續增加，無法滿足未來大規模壓裂施工的高效需求；二是壓裂裝備使用柴油機動力驅動，需要配置液力變速箱、液壓閥件等部件，造成整機成本過高，維保難度大，同時柴油動力施工作業時的噪音和排放問題逐漸凸顯，設計開發出一種噪音小、排放低的大功率壓裂裝備具有重要意義。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種單機雙泵結構的電驅壓裂裝備，該裝備具有大功率、大排量、環保要求高、成本低等優點。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種單機雙泵結構的電驅壓裂裝備，包括橇架總成1、電機2、工業離合器3、安全管匯9、動力端潤滑系統11、液力端潤滑系統12、液力端潤滑油箱13、動力端潤滑油箱14、配電柜17、自動控制柜18，電機2安裝在橇架總成1中間，通過工業離合器3與兩臺壓裂泵相連，并同時驅動兩臺壓裂泵，工業離合器3可將電機2和壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5脫開，兩臺壓裂泵上分別連接有吸入管匯、排出管匯和安全管匯9，吸入管匯和排出管匯用于壓裂液的吸入排出，安全管匯用于施工中緊急情況下安全泄壓，動力端潤滑系統11、液力端潤滑系統12、液力端潤滑油箱13、動力端潤滑油箱14組成潤滑系統，用于壓裂泵動力端和液力端的潤滑，橇架總成1上安裝有由配電柜17和自動控制柜18組成的電控系統，配電柜17用于供配電分配，自動控制柜18用于對電機實現變頻控制。

兩臺壓裂泵分別為壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5，壓裂泵ⅰ4和壓裂泵ⅱ5的布置方向相反。

吸入管匯ⅰ7、排出管匯ⅰ8和安全管匯9安裝在壓裂泵ⅰ4上，吸入管匯ⅱ15、排出管匯ⅱ16和安全管匯9安裝在壓裂泵ⅱ5上，兩個吸入管匯和排出管匯的吸入口和兩個排出口集成在壓裂橇的一側。

動力端潤滑系統11和液力端潤滑系統12為壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5提供動力端和液力端的潤滑。動力端潤滑油箱14安裝在壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5的下方，液力端潤滑油箱13安裝在吸入管匯ⅰ7、吸入管匯ⅱ15的下方。

橇架總成1上還裝有照明系統20，分布在撬架上方，為裝備提供照明；還裝有工具箱19，用于存放常用工具。

本發明的有益效果是：

1、本發明使用電機作為動力源，具有功率大，體積重量小的優點，在體積重量受限的條件下，能夠有效提升壓裂裝備的功率，同時無需使用柴油燃料，在作業中噪聲小，排放低。

2、本發明采用一臺電機兩端輸出，驅動兩個壓裂泵的單機雙泵結構，能夠有效提升施工排量，相當于兩臺傳統壓裂泵車，實現了輸出排量雙倍增加，同時電機與大泵通過工業離合器直連，取消了液力傳動箱，電機能夠實現變頻控制，使得排量由檔位階梯控制變更為連續控制，適應施工需求。使裝備結構更加簡單，減小故障率，便于設備維護。

附圖說明：

圖1為本發明的主視圖；

圖2為圖1的俯視圖；

圖3為圖2的俯視圖；

圖4為圖1的左視圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步說明。

參見圖1-4，撬架總成1上安裝有電機2、壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5、護罩總成6，電機2兩端與壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5均通過工業離合器3連接，連接形式可為花鍵、平鍵、法蘭連接，且兩個壓裂泵安裝方向相反，這樣可以平衡振動，避免壓裂泵反向運轉；工業離合器控制系統10控制工業離合器3能夠在任意工況下有效脫開，防止單臺壓裂泵損壞后影響整個裝置的正常作業，護罩總成6安裝在工業離合器3外部，防止機械傷害。

吸入管匯ⅰ7、排出管匯8和安全管匯9安裝在壓裂泵ⅰ4上，吸入管匯13、排出管匯16和安全管匯9安裝在壓裂泵ⅱ5上，在壓裂作業過程中，電機2提供動力，壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5分別通過吸入管匯ⅰ7、吸入管匯ⅱ15吸入的壓裂液加壓，從排出管匯ⅰ8、排出管匯16ⅱ中打入井內，進行壓裂工作。通過設定安全管匯9的最高壓力，確保作業安全。兩個吸入口和兩個排出口集成在壓裂橇的一側，這樣方便連接管路，減小作業時的占地面積。

動力端潤滑系統11和液力端潤滑系統12為壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5提供動力端和液力端的潤滑。動力端潤滑油箱14安裝在壓裂泵ⅰ4、壓裂泵ⅱ5的下方，液力端潤滑油箱13安裝在吸入管匯ⅰ7、吸入管匯ⅱ15的下方。

橇架總成1上裝有配電柜17、自動控制柜18和工具箱19，配電柜17為電機2、工業離合器控制系統10、動力端潤滑系統11、液力端潤滑系統12提供電氣控制；自動控制柜18顯示系統運行狀態、顯示報警、提供整機自動控制功能。配電柜17、自動控制柜18和工具箱19集成安裝在與吸入排出口相對的另一側，配電柜17安裝在工具箱19的左邊，自動控制柜18安裝在工具箱19的上部。

橇架總成1上還裝有照明系統20，包含六個照明燈，分布在撬架上方，還裝有工具箱19，用于存放常用工具。

本發明所有動力均采用電力，與傳統使用柴油機的壓裂裝備相比，無廢氣排放且噪聲小，更加節能環保，符合國家新環保法的要求。

技術特征：

技術總結
一種單機雙泵結構的電驅壓裂裝備，電機安裝在橇架總成中間，通過工業離合器與兩臺壓裂泵相連，并同時驅動兩臺壓裂泵，兩臺壓裂泵上分別連接有吸入管匯、排出管匯和安全管匯，吸入管匯和排出管匯用于壓裂液的吸入排出，安全管匯用于施工中緊急情況下安全泄壓，動力端潤滑系統、液力端潤滑系統、液力端潤滑油箱、動力端潤滑油箱組成潤滑系統，用于壓裂泵動力端和液力端的潤滑，橇架總成上安裝有由配電柜和自動控制柜組成的電控系統，配電柜用于供配電分配，自動控制柜用于對電機實現變頻控制。本發明具有大功率、大排量、環保要求高、成本低等優點。

技術研發人員：王慶群;石權;彭平生;吳漢川;李莉莉;王云海;彭飛;劉灼;陸英娜
受保護的技術使用者：中石化石油工程機械有限公司第四機械廠;中石化石油機械股份有限公司
技術研發日：2017.07.27
技術公布日：2017.10.10