一种大功率电驱动压裂车的制作方法

专利2022-05-09  52


本实用新型属于油田压裂作业设备技术领域,具体的说是一种用于油气田压裂用的大功率电驱压裂车。



背景技术:

目前为止,压裂车均采用“柴油发动机—变速箱—压裂泵”的动力方案,不仅存在噪音大、污染高、工人作业条件差等缺点,而且大功率柴油发动机和变速箱尺寸、重量大,不利于车载方案的设计和大功率压裂车的开发。特别是随着低碳环保要求的提高,大功率柴油机的使用将受限,柴油机驱动方案成为制约压裂车发展的瓶颈。同时常规压裂车耗油量巨大,成本较高,不利于降本增效。

由于近几年环保要求不断提升,压裂装备作业井场均离居民居住区距离较近,柴油机的噪音和污染排放不利于现阶段压裂井场的长时间作业。压裂装备的技术改进升级迫在眉睫。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种大功率电驱压裂车,用大功率电动机替代大功率柴油机,解决了现有技术中存在的柴油机的大噪音和高耗油的问题。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种大功率电驱压裂车,包括牵引装置,牵引装置上设置有供配电变频系统,供配电变频系统连接有变频电机,变频电机通过传动轴连接有压裂泵,压裂泵输入口连接有吸入管汇,压裂泵输出口连接排出管汇。

供配电变频系统连接有控制器,控制器通过控制供配电变频系统给变频电机提供动力旋转,变频电机通过传动轴驱动压裂泵往复运动,吸入管汇持续提供压裂液,排出管汇排出高压压裂液。

压裂泵输出水马力能达到2500hp-3000hp。

牵引装置为一种四轴或五轴重型底盘。

供配电变频系统集成了变压器、变频器。

变频电机输入电压可以是690v低压,也可以是6000v中压;

压裂泵是一种五缸柱塞泵,通过传动轴直接连接变频电机,能配置4-5寸柱塞,排出管汇7的排出压力最高达到140mpa;

本实用新型的有益效果为:

通过电机代替柴油机,能实现废气的零排放,节能减排,降低了工作过程中的噪音和震动。整车使用电网供电,以柴油机油耗280g/kw.h,柴油按5.9元/l;密度0.85g/l,电驱动系统效率为85%,电网电费按1.25元/(kw.h)计算,得出电驱费用为1.47元/(kw.h),传统柴油驱动为1.94元/(kw.h),电代油能大大降低设备的使用成本。同时供配电变频系统2和变频电机4能实现国产化,降低整车的采购成本。

附图说明

附图1是一种大功率电驱压裂车的布置图。

图中,1.牵引装置,2.供配电变频系统,3.控制箱,4.变频电机,5.传动轴,6.压裂泵,7.排出管汇,8.吸入管汇。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

一种大功率电驱压裂车,包括牵引装置1,牵引装置1上设置有供配电变频系统2,供配电变频系统2连接有变频电机4,变频电机4通过传动轴5连接有压裂泵6,压裂泵6输入口连接有吸入管汇8,压裂泵6输出口连接排出管汇7。

供配电变频系统2连接有控制器3,控制器3通过控制供配电变频系统2给变频电机4提供动力旋转,变频电机4通过传动轴5驱动压裂泵6往复运动,吸入管汇8持续提供压裂液,排出管汇7排出高压压裂液。

压裂泵6输出水马力能达到2500hp-3000hp。

牵引装置1为一种四轴或五轴重型底盘。

供配电变频系统2集成了变压器、变频器。

变频电机4输入电压可以是690v低压,也可以是6000v中压;

压裂泵6是一种五缸柱塞泵,通过传动轴直接连接变频电机,能配置4-5寸柱塞,排出管汇7的排出压力最高达到140mpa;

参照图1,牵引装置1作为整机承载底盘,上装集成各大部件,车台上装供配电变频系统2、变频电机4和压裂泵6,吸入管汇8和排出管汇7安装在压裂泵6上,同时传动轴5连接变频电机4和压裂泵6。控制箱3安装在牵引装置1的副梁上,牵引装置1上安装有工具箱和压裂泵工作所需要的润滑油箱等附件。

本实用新型装置的工作原理是:供配电变频系统2从网电接入高压电,经过变压和变频后提供动力给变频电机4,变频电机4通过传动轴5带动压裂泵6转动,压裂泵6通过吸入管汇8吸入压裂液,然后通过排出管汇7排出高压液体。控制箱3可以控制调节变频电机4的频率,从而控制变频电机4转速。

通过变频电机4代替传动柴油机,不仅简化了机械传动结构,也能降低噪音和减少排放。且控制箱3能实现对变频电机4的无级变频,增强了工作时的调速平稳性。台上设备能实现国产化,降低采购成本。

对于本领域技术人员而言,显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。


技术特征:

1.一种大功率电驱动压裂车,其特征在于:包括牵引装置(1),牵引装置(1)上设置有供配电变频系统(2),供配电变频系统(2)连接有变频电机(4),变频电机(4)通过传动轴(5)连接有压裂泵(6),压裂泵(6)输入口连接有吸入管汇(8),压裂泵(6)输出口连接排出管汇(7)。

2.根据权利要求1所述的一种大功率电驱动压裂车,其特征在于,所述供配电变频系统(2)连接有控制器(3),控制器(3)通过控制供配电变频系统(2)给变频电机(4)提供动力旋转,变频电机(4)通过传动轴(5)驱动压裂泵(6)往复运动,吸入管汇(8)持续提供压裂液,排出管汇(7)排出高压压裂液。

3.根据权利要求1所述的一种大功率电驱动压裂车,其特征在于,所述压裂泵(6)输出水马力能达到2500hp-3000hp。

4.根据权利要求1所述的一种大功率电驱动压裂车,其特征在于,所述牵引装置(1)为一种四轴或五轴重型底盘。

5.根据权利要求1所述的一种大功率电驱动压裂车,其特征在于,所述供配电变频系统(2)集成了变压器、变频器。

6.根据权利要求1所述的一种大功率电驱动压裂车,其特征在于,所述变频电机(4)输入电压采用690v低压或者6000v中压。

7.根据权利要求1所述的一种大功率电驱动压裂车,其特征在于,所述压裂泵(6)是一种五缸柱塞泵,通过传动轴直接连接变频电机,能配置4-5寸柱塞,排出管汇(7)的排出压力最高达到140mpa。

技术总结
本实用新型公开一种大功率电驱动压裂车。供配电变频系统从网电接入高压电,经过变压和变频后提供动力给变频电机,变频电机通过传动轴带动压裂泵转动,压裂泵通过吸入管汇吸入压裂液,然后通过排出管汇排出高压液体。控制箱可以控制调节变频电机的频率,从而控制变频电机转速,变频电机能提供的最大功率为2000kW,排出管汇的输出压力能达到140MPa。通过变频电机代替传动柴油机提供动力,这不仅简化了机械传动,降低了噪音和减少排放,节能减排,同时也降低了用户的作业成本。且控制箱能实现对变频电机的无级变频,增强了工作时的调速平稳性。同时供配电变频系统和变频电机能实现国产化,降低整车的采购成本和维护成本。

技术研发人员:彭俊威;戴启平;陈远建;侯雯;杨强
受保护的技术使用者:中油国家油气钻井装备工程技术研究中心有限公司;宝鸡石油机械有限责任公司;中国石油天然气集团有限公司
技术研发日:2020.08.31
技术公布日:2021.08.03

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