壓裂車及壓裂設備組的製作方法

2023-11-07 11:51:47

壓裂車及壓裂設備組的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及壓裂車【技術領域】，公開一種壓裂車及壓裂設備組。該壓裂車包括：底盤；至少兩臺發動機，設置在所述底盤上；傳動系統，設置在所述底盤上，與所述至少兩臺發動機連接，用於匯聚並傳送所述發動機輸出功率；增壓機構，設置在所述底盤上，與所述傳動系統連接。本實用新型的壓裂車採用至少兩臺發動機及與其配套的傳動系統，能夠有效降低壓裂車的製造成本及選型難度，有效提高設備運行的可靠性。
【專利說明】壓裂車及壓裂設備組

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及壓裂車【技術領域】，特別涉及一種壓裂車及壓裂設備組。

【背景技術】
[0002] 在常規石油天然氣資源日益減少的情況下，世界各國不得不尋找替代能源，如頁 巖氣、頁巖油、煤層氣等非常規油氣資源。而非常規石油天然氣開採一個關鍵技術就是壓裂 技術。壓裂技術是利用高壓泵組，將具有一定粘度的液體高速注入地層。當泵的注入速度 大於地層的吸收速度時，地層就會產生破裂或使原來的微小縫隙逐漸張開，形成一條或多 條較大的縫隙，隨著液體的不斷注入，已形成的裂縫不斷延伸，從而改善流體在地層中的滲 流條件，增強地層滲透率，減少地下流體的流動阻力，增加油氣的流動性，提高油氣採收率 及油氣井的生產能力，達到增產增注的目的。
[0003] 其中，壓裂車是壓裂技術中的主要設備，現有的壓裂車通常是以一臺大功率柴油 發動機輸出動力通過傳動系統驅動一臺壓裂泵。如圖1所示，壓裂車主要由包括底盤1和 上裝兩部分，上裝部分是壓裂車的工作部分，主要包括動力系統2、傳動系統3、冷卻散熱系 統4、壓裂泵5及控制系統等部件。
[0004] 目前，壓裂車通常採用"柴油發動機一液力變矩器一傳動軸一壓裂泵"的動力傳動 方案，在這種方案中，柴油發動機啟動後，經液力變矩器變速、變矩後，通過傳動軸帶動壓裂 泵轉動，以實現壓裂作業。由於壓裂作業所需的功率較大，因而，為了滿足要求，柴油發動機 的功率也要足夠大以滿足最大功率的要求，但是，所選用的柴油發動機的功率超過一定功 率(如1500KW)時，所需的成本將迅速上升，造成發動機的選型困難，這樣也造成配套的傳動 箱等部件選型範圍窄、價格高。
[0005] 上述傳動方案選型困難和成本較高的另一個因素在於：在世界範圍內，各個國家 的壓裂作業相關元件和部件的技術成熟度和產業鏈完善度相差較大，構成上述傳動方案的 柴油發動機、液力變矩器或傳動軸等需要從某些國家或地區購買，這樣將造成使用這種傳 動方案的壓裂車成本高昂，且受到進口件周期和貨源的限制。
[0006] 此外，現有壓裂車採用單臺大功率柴油發動機作為主要動力源，上述傳動方案的 安全可靠性低，因為一旦柴油發動機、液力變矩器和傳動軸等部件中的任一個發生故障，壓 裂車只能停止壓裂作業進行維修。由於壓裂作業場地一般位於偏遠地區，且這些部件價格 昂貴、難以一次性備足，即便是在壓裂作業技術發展相對成熟的國家，恢復壓裂作業也需要 很長時間，影響作業進度。
[0007] 因此，如何針對現有的上述不足和缺陷進行改進，以便更加適應油氣開發需要，是 本領域技術人員亟待解決的技術問題。 實用新型內容
[0008] 有鑑於此，本實用新型的目的之一在於提供一種壓裂車，實現多臺發動機替代單 臺大功率發動機，不僅有效降低壓裂車成本及選型難度，而且能提高設備運行的可靠性。本 實用新型還提出一種設置有上述壓裂車的壓裂設備組。
[0009] 第一方面，為實現上述目的，本實用新型提出一種壓裂車，該壓裂車包括：底盤； 至少兩臺發動機，設置在所述底盤上；傳動系統，設置在所述底盤上，與所述至少兩臺發動 機連接；增壓機構，設置在所述底盤上，與所述傳動系統連接。
[0010] 可選地，上述裝置中，所述增壓機構包括壓裂泵；所述傳動系統包括油泵及馬達； 其中，每臺發動機與其匹配的至少一個油泵；所述油泵與至少一個馬達連接，為至少一個馬 達提供壓力油；所述馬達與所述壓裂泵連接，並驅動所述壓裂泵。
[0011] 可選地，上述裝置中，所述壓裂泵為曲軸式柱塞泵，所述曲軸式柱塞泵的兩端設置 有動力輸入齒輪，每個馬達通過動力輸出齒輪與所述動力輸入齒輪嚙合。
[0012] 可選地，上述裝置中，所述曲軸式柱塞泵兩端的動力輸入齒輪所嚙合的動力輸出 齒輪的數目相同；和/或，所述曲軸式柱塞泵任一端的動力輸入齒輪所哨合的動力輸出齒 輪圍繞該動力輸入齒輪均勻布置。
[0013] 可選地，上述裝置中，所述增壓機構包括液壓油缸及增壓缸；所述傳動系統包括油 泵及控制閥組；其中，每臺發動機與其匹配的至少一個油泵；控制閥組連接於所述油泵和 所述液壓油缸之間，所述控制閥組用於控制所述液壓油缸的進回油狀態；所述液壓油缸的 活塞杆設有增壓塞體，增壓塞體可移動地設置於連接於所述增壓缸內。
[0014] 可選地，上述裝置中，每臺發動機的動力輸出端通過所述分動箱與所述至少一個 油泵的動力軸傳動連接。
[0015] 可選地，上述裝置中，所述發動機可由電動機替代，所述電動機的動力來源為外部 電源或壓裂車自帶發電機組系統；或者，所述至少兩臺發動機中有一臺為底盤發動機。
[0016] 可選地，上述裝置中，所述發動機配置有冷卻散熱系統，所述冷卻散熱系統設置於 所述至少兩臺發動機的上方；或者，所述發動機配置有冷卻散熱系統，所述冷卻散熱系統設 置於每個發動機的側面。
[0017] 與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：
[0018] 本實用新型設計的壓裂車，採用至少兩臺發動機作為動力系統，通過傳動系統的 配合將動力匯聚並傳遞至增壓機構，這不僅降低發動機及配套的傳動箱等部件選型難度， 還有效降低壓裂車的製造成本和生產難度，同時能夠降低成本，提高設備運行的可靠性，有 效提高作業效率以及設備的可維護性。
[0019] 第二方面，本實用新型還提出一種壓裂設備組，該壓裂設備組包括：上述任一種所 述的壓裂車、混砂車、管匯車及用於對壓裂作業過程進行監控分析並記錄的儀表車；其中， 所述混砂車與所述管匯車的輸入管匯系統連接，為所述壓裂車提供壓裂液；所述壓裂車的 輸出端與所述管匯車的輸出管匯系統連接，匯集加壓後的壓裂液；所述儀表車分別與所述 壓裂車、混砂車、管匯車連接。
[0020] 由於上述任一實施例所述的壓裂車具有上述技術效果，因此設置有該壓裂車的壓 裂設備組也具有上述技術效果，茲不贅述。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新 型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在 附圖中：
[0022] 圖1為相關技術中壓裂車的結構示意圖；
[0023] 圖2為本實用新型實施例提供的壓裂車的結構示意圖；
[0024] 圖3為本實用新型實施例提供的壓裂車的俯視示意圖；
[0025] 圖4為本實用新型實施例提供的壓裂車上裝部分的結構框圖；
[0026] 圖5為本實用新型實施例提供的壓裂車上裝部分的結構框圖；
[0027] 圖6為本實用新型實施例提供的壓裂設備組的結構框圖。
[0028] 圖中主要元件符號說明：
[0029] 1 底盤
[0030] 2動力系統
[0031] 3傳動系統
[0032] 4冷卻散熱系統
[0033] 5壓裂泵
[0034] 10 底盤
[0035] 20 發動機
[0036] 21 分動箱
[0037] 30 傳動系統
[0038] 31 油泵
[0039] 32 液壓油箱
[0040] 33 進油油路
[0041] 34 馬達
[0042] 35 回油油路
[0043] 36 控制閥組
[0044] 40 壓裂泵
[0045] 50 液壓油缸
[0046] 51 活塞杆
[0047] 52 有杆腔
[0048] 53 增壓塞體
[0049] 60 增壓缸
[0050] 70 配流體

【具體實施方式】
[0051] 下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的 實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下 所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0052] 需要說明的是，在不衝突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特徵可 以相互組合。
[0053] 本實用新型的基本思想在於：設計一種壓裂車，該壓裂車採用多臺發動機或電動 機及其配套設備作為動力系統，通過傳動系統的配合將動力匯聚並傳遞至增壓機構，這不 僅降低發動機及配套的傳動箱等部件選型難度，還能夠降低成本，提高設備運行的可靠性。
[0054] 下面結合附圖，對本實用新型的各優選實施例作進一步說明：
[0055] 壓裂車實施例
[0056] 參照圖2和圖3,其示出了本實施例提出的壓裂車，該壓裂車包括：底盤10、至少兩 臺發動機20、傳動系統30及增壓機構。其中，底盤10配置有底盤發動機。至少兩臺發動機 20設置在底盤10上。傳動系統30設置在底盤10上，並與至少兩臺發動機20連接。增壓 機構設置在底盤10上，並與傳動系統30連接。
[0057] 如圖2所示，增壓機構可安裝在汽車底盤10後部，在底盤10前部安裝有至少兩臺 發動機20,至少兩臺發動機20並聯工作，並將動力匯聚到一起，然後通過傳動系統30,將動 力傳至增壓機構，進而驅動增壓機構進行工作。
[0058] 需要說明的是，本實施例的增壓機構可以是任何能提升壓裂液體壓力的機構，如 壓裂泵、增壓缸，但本實施例不限於此。
[0059] 本實施例中，壓裂車採用至少兩臺發動機(本實施例中，底盤發動機除外）作為動 力設備，以柴油發動機為例，在功率相同情況下，至少兩臺中小型柴油發動機價格之和比單 臺大功率柴油發動機低，整機造價相比單臺柴油發動機的也要低。並且，由於中小型柴油發 動機及配套部件技術成熟，配套選型方便。另外，多臺中小柴油發動機並聯工作，可靠性高 於單臺大功率柴油發動機的可靠性，當其中一臺發生故障時，壓裂車可以通過降低功率繼 續作業。
[0060] 為降低成本及選型難度，本實施例採用多臺發動機替代單臺大功率發動機，但是 如果仍採用現有的機械傳動機構，其採用單點輸入方式，難以將多臺發動機的輸出功率匯 聚，例如採用通過分動箱和傳動箱進行動力傳遞的傳動機構時，需要將多點輸入匯集後輸 出，因而傳動機構的結構將會異常複雜，成本不但難以降低，而且控制操作如啟停過程、轉 速匹配等也較為複雜。為此，本實施例針對這一難題，設計一種能夠有效匯聚多臺發動機輸 出功率的傳動系統，這樣，本實施例在降低成本及選型難度的前提下，成功實現對多臺發動 機輸出功率的匯聚及傳送。這裡，所謂"匯聚"是指將多臺發動機的輸出功率通過傳動系統 進行柔性疊加，例如：採用液壓傳動系統，通過液壓合流將發動機輸出的機械力轉換為液壓 力進而疊加並傳遞至如壓裂泵等增壓機構。
[0061] 需要說明的是，至少兩臺發動機可以單層或雙層設置在底盤上，其可沿車身方向 水平、堅直或傾斜一定角度進行布置。這裡，可根據發動機的外形尺寸、底盤長度等因素進 行布置，但不超過規定的整車總長、總寬和總高。
[0062] 在一可選實施例中，本實施例的傳動系統可以通過機械傳動的方式實現，如多個 發動機輸出軸布置在一個圓上，通過齒輪系從該圓心一點傳出動力，從而一個發動機出現 故障並不會影響到整車的正常使用。對於採用機械傳動的方式，多臺柴油發動機可通過齒 輪傳動箱實現功率匯聚，再通過傳動軸並聯，驅動壓裂泵工作。並且，可對多臺柴油發動機 的輸出功率的相位分布進行調整，以削弱做功的脈衝使得發動機運轉平穩。
[0063] 在另一可選實施例中，採用多臺發動機作為動力源的壓裂車中，傳動系統可以採 用液壓傳動的方式，如通過液壓油的匯聚及分流實現多臺發動機的並聯工作。需要說明的 是，由於現有傳動方案需要較為複雜的控制技術，在啟停控制及轉速匹配等方面的複雜性， 難以實現對多臺發動機的傳動，而本實施例提供的液壓傳動方式結構簡單，便於布置，不僅 便於實現對多臺發動機輸出功率的傳遞，還能夠降低壓裂車的製造成本。
[0064] 對於採用液壓傳動的方式，可通過以下兩個實施例提供的傳動方案來實現，下面 結合附圖分別對液壓傳動作進一步說明：
[0065] 實施例一
[0066] 參照圖2和圖4,其示出了本實施例的壓裂車的動力系統和傳動系統等部件。本 實施例中，壓裂車的增壓機構可採用壓裂泵40,傳動系統30可包括油泵31及馬達34。其 中，至少兩臺發動機20並聯輸出功率，每臺發動機20驅動與其匹配的至少一個油泵31，油 泵31連接有液壓油箱32。油泵31和至少一個馬達34連接，為至少一個馬達34提供壓力 油。馬達34與壓裂泵40連接，並驅動壓裂泵40。
[0067] 本實施例可採用多臺中小功率柴油發動機作為動力源，多臺柴油發動機並聯同時 工作驅動壓裂泵，其中，發動機功率之和不低於單臺大發動機功率。
[0068] 本實施例中，油泵31可以設置於對應發動機20的一側，馬達34為兩個以上時，可 分別布置於壓裂泵40的兩端。另外，液壓油箱32可設置於多個發動機20上方，距離底盤 駕駛室較近(鄰近車頭）的區域。
[0069] 這樣，每臺柴油發動機後面接至少一個與其匹配的油泵，每個油泵工作時均從液 壓油箱中吸油，油液經油泵後匯聚，從而實現柴油發動機的輸出功率匯聚，匯聚後的油液可 通過馬達來驅動壓裂泵，也就實現了柴油發動機的並聯工作。
[0070] 在壓裂車工作過程中，壓裂泵40的末端可連接配流體和管匯系統，在工作過程 中，兩個以上發動機20啟動，帶動至少一個油泵31運轉，油泵31將壓力油供應至馬達34， 使至少一個馬達34轉動，至少一個馬達34帶動壓裂泵40轉動，這樣壓裂泵40輸送的壓裂 液通過配流和管匯系統合流後輸出。
[0071] 上述實施例中，發動機可配置有冷卻散熱系統，冷卻散熱系統可設置於至少兩臺 發動機20的上方。例如，發動機20上方距離壓裂泵40較近(鄰近車尾）的區域。可選的 是，發動機配置的冷卻散熱系統可設置於每個發動機20的側面。
[0072] 在一可選實施例中，每個發動機20的動力輸出端可與至少一個油泵31的動力軸 傳動連接，當然在該傳動連接線路上還可以根據需要設置分動箱等部件，本實用新型實施 例對此不作限制。例如，至少兩臺發動機20的動力輸出端配置有分動箱21，並通過分動箱 21與至少一個油泵31的動力軸傳動連接，以驅動油泵31。
[0073] 需要指出的是，發動機20可由電動機替代。需要指出的是，發動機20/電動機的 動力源可為底盤發動機。其中，電動機的傳動方式與多臺發動機的傳動方式一致，但在動力 源上以一臺或多臺電動機替換發動機。電動機可通過外部電源供電，也可通過壓裂車自帶 發電機組系統供電。
[0074] 本實施例中，採用多臺電動機同時工作與單臺柴油發動機相比，整體造價也要降 低。另外，相比多臺柴油發動機同時工作，採用多臺電動機能源供應方便，節能減排效果好。
[0075] 在一可選實施例中，壓裂泵40可為曲軸式柱塞泵，在曲軸式柱塞泵的兩端設置有 動力輸入齒輪，每個馬達通過動力輸出齒輪(其節圓直徑小於動力輸入齒輪的節圓直徑）至 少與曲軸式柱塞泵一端的動力輸入齒輪哨合。
[0076] 可選的是，曲軸式柱塞泵兩端的動力輸入齒輪所嚙合的動力輸出齒輪的數目相 同，這樣能夠使曲軸式柱塞泵兩端的動力傳遞分配更加均勻。
[0077] 可選的是，曲軸式柱塞泵任一端的動力輸入齒輪所哨合的動力輸出齒輪圍繞該動 力輸入齒輪均勻布置，這樣能夠使曲軸式柱塞泵任一端的動力傳遞更加可靠。
[0078] 這裡，可結合圖4所示，每個油泵31的吸油口可連接於液壓油箱32,每個油泵31 的出油口可以通過進油油路33合流後為至少一個馬達34第一油口供應壓力油，馬達34的 第二油口可通過回油油路35向液壓油箱32回油。另外，本實施例中，油泵31可配置有過 載保護裝置，負載過大時啟動過載保護功能。
[0079] 需要說明的是，圖4中多個油泵31向多個馬達34供油採用合流方式，但在其他情 形下，也可以在油泵31、馬達34以及液壓油箱32之間的油路上設置相應的控制閥(或控制 閥組)，以控制馬達34的進回油狀態，例如，可以使每一個油泵31為至少一個馬達34供應 壓力油，有關單個油泵或者多個油泵通過控制閥組控制單個馬達或多個馬達的方案可參見 現有技術的相關描述，在此不再展開說明。
[0080] 從上述各實施例可以看出，本實施例無需採用單個大功率柴油發動機，而是採用 多個發動機20,在滿足最大功率的前提下，各個發動機20承擔的功率能夠有效減少，因而， 可以選用常見的小功率發動機，這樣大大提高了選型範圍。相應地，各個油泵31和各個馬 達34選型範圍也能夠得到有效提高，且能夠實現多種匹配方式。並且，採用這種傳動方案 後，各發動機20、各油泵31和各馬達34易於獲得或購買，無需受到進口、專用的限制，因而 能夠有效降低壓裂車傳動系統的部件成本。另外，採用這種傳動方式後，若某一個發動機、 油泵或者馬達損壞後，整個傳動系統仍能保證壓裂作業繼續進行一段時間，因而有效提高 了安全冗餘度，降低了施工方發生損失的風險。此外，採用這種傳動方式後，便於通過液壓 控制，實現馬達的正反轉，進而實現壓裂泵的正反轉，而現有技術受限於其傳動方案，壓裂 泵只能跟隨柴油發動機單向轉動，本實施例則拓展了壓裂車的功能，例如反泵清洗功能。
[0081] 需要說明的是，上述各實施例中，多個發動機20中的一個可以採用壓裂車底盤發 動機，這樣能夠充分發揮底盤發動機的使用效率，使得底盤發動機在行走過程中能夠發揮 作用，在作業過程中也能發揮作用。
[0082] 需要說明的是，上述實施例中，發動機20為多個，便於選型，降低生產成本並能夠 增強可靠性，可通過分動箱驅動多個油泵31，這種方案也便於油泵31、馬達34的選型以及 適當提高傳動系統的可靠性，以及便於實現壓裂泵40的正反轉。
[0083] 實施例二
[0084] 參照圖5,其示出了本實施例提供的另一種壓裂車的動力系統和傳動系統等部件。 與上述實施例一不同的是，本實施例的傳動系統的配置及布局可採用如下方式：
[0085] 如圖5所示，本實施例的增壓機構可採用液壓油缸50及增壓缸60,傳動系統30可 包括油泵31、液壓油箱32及控制閥組36。本實施例中，至少兩臺發動機20並聯輸出功率， 每臺發動機20驅動與其匹配的至少一個油泵31。油泵31與液壓油箱32和至少一個控制 閥組36連接。控制閥組36連接於油泵31和液壓油缸50之間，控制閥組36用於控制液壓 油缸50的進回油狀態。液壓油缸50的活塞杆51設有增壓塞體53,增壓塞體53可移動地 設置於連接於增壓缸60內。液壓油缸50的活塞杆51連接於增壓缸60的增壓塞體53,驅 動增壓塞體53往復運動。
[0086] 結合圖5所示，本實施例的壓裂車可以包括：多個發動機20、多個油泵31、控制閥 組36、液壓油箱32及增壓機構，該增壓機構包括但不限於：第一輸送機構、第二輸送機構和 第三輸送機構。其中，第一輸送機構、第二輸送機構和第三輸送機構均可包括液壓油缸50 和增壓缸60,液壓油缸50的活塞杆51的伸出端設有增壓塞體53,形成增壓塞體，增壓塞體 53可移動地設置於增壓缸60內。這裡，"多個"是指兩個及兩個以上。需要指出的是，本實 施例對增壓機構中所設置的上述輸送結構的數量不作限制。
[0087] 在一可選實施例中，每個發動機20的動力輸出端與至少一個油泵31的動力軸傳 動連接，發動機20可以直接驅動油泵31，當然也可以採用間接驅動，即在發動機20與油泵 31之間的傳動連接線路上可以設置分動箱21，由分動箱21帶動一個或者同時帶動多個油 泵31。另外，本實施例中，油泵31可配置有過載保護裝置，負載過大時啟動過載保護功能。
[0088] 其中，每個油泵31的吸油口接於液壓油箱32,每個油泵31的出油口連接於控制閥 組36的進油口，控制閥組36的回油口接於液壓油箱32,控制閥組36的三個工作油口分別 接於三個液壓油缸50的無杆腔，這樣通過改變控制閥組的工作狀態，即可控制三個液壓油 缸50的進回油狀態。
[0089] 上述實施例中，第一輸送機構、第二輸送機構和第三輸送機構均包括液壓油缸50 和增壓缸60,液壓油缸50的活塞杆51的伸出端設有增壓塞體53,形成增壓塞體，增壓塞體 53可移動地設置於增壓缸60內。每個發動機20驅動至少一個油泵31。第一輸送機構中 液壓油缸50、第二輸送機構中液壓油缸50和第三輸送機構中液壓油缸50的有杆腔41依次 連通，控制閥組36連接於多個油泵31與第一輸送機構、第二輸送機構、第三輸送機構之間， 用於控制第一輸送機構中液壓油缸50、第二輸送機構中液壓油缸50和第三輸送機構中液 壓油缸50的無杆腔進回油狀態。其中，各輸送機構的液壓油缸50的有杆腔52依次連通。 控制閥組用於控制各油缸50的無杆腔的進回油狀態。
[0090] 另外，設於各液壓油缸50的活塞杆51伸出端的增壓塞體可以採用多種形式，要求 能夠實現增壓塞體在增壓缸60中來回伸縮進，而使增壓缸60的出口吸入或排出壓裂液。例 如，該增壓塞體可以是活塞杆51伸出端自身形成，也可以是連接於活塞杆伸出端的活塞或 者柱塞等。
[0091] 這樣，每臺柴油發動機的輸出端連接至少一個與其匹配的油泵，每個油泵工作時 均從液壓油箱中吸油，油液經油泵後匯聚，從而實現柴油發動機的輸出功率匯聚，匯聚後的 油液可通過液壓油缸來驅動壓裂泵，也就實現了柴油發動機的並聯工作。本實施例的壓裂 車採用至少兩臺動力設備及其配套的傳動系統，因而便於選型，能夠有效降低壓裂車的制 造成本，有效提高設備運行的可靠性。
[0092] 如圖5所示，在壓裂車工作過程中，增壓缸60的出口均可連接配流體70和管匯系 統，在工作過程中，多個發動機20啟動，帶動多個油泵31運轉，控制閥36動作，控制至少一 個油缸31的無杆腔進油，其他油缸31的無杆腔回油，從而使增壓缸60通過配流體70將壓 裂液吸入和連續輸出，以滿足壓裂作業的需要。
[0093] 與現有技術相比，各輸送機構的油缸可以採用不同缸徑，相應地，對應的增壓缸也 可以採用不同缸徑，由此油缸與增壓缸相互配合能夠實現不同壓力下的多種排量要求，且 覆蓋範圍較廣。再者，油缸和增壓缸的行程較大，運行時換向次數較少、線速度較低，這樣能 夠有效提高輸送機構相關部件(如增壓缸、油缸等）的使用壽命。並且，採用多個發動機時， 在滿足最大功率的前提下，各個發動機承擔的功率能夠有效減少，因而，可以選用常見的小 功率發動機，這樣也大大提高了選型範圍，相應地，各個油泵、各油缸、各增壓缸等液壓元件 的選型範圍也能夠得到有效提高，有效降低了實現難度，也便於實現多種匹配方式。
[0094] 另外，採用這種傳動方式後，各發動機、各油泵、各油缸和各增壓缸等易於獲得，實 施容易，無需受到進口、專用的限制，因而能夠有效降低壓裂車傳動輸送系統的部件成本。 需要指出的是，採用這種傳動方式後，若某一個發動機或油泵損壞後，整個傳動輸送系統仍 能保證壓裂作業繼續進行一段時間，因而有效提高了安全可靠性，降低了施工方發生損失 的風險。
[0095] 由上述各實施例所述可見，與現有技術相比，本實用新型具有如下優點：
[0096] 本實用新型設計的壓裂車，採用多臺發動機或電動機及其配套設備作為動力系 統，通過傳動系統的配合將動力匯聚並傳遞至增壓機構，這不僅降低發動機及配套的傳動 箱等部件選型難度，還有效降低壓裂車的製造成本和生產難度，同時能夠降低成本，提高設 備運行的可靠性，有效提高作業效率以及設備的可維護性。
[0097] 壓裂設各糹目實施例
[0098] 參照圖6,其示出了本實施例提出的一種壓裂設備組，該壓裂設備組包括：上述任 一實施例所述的壓裂車、混砂車、管匯車及用於對壓裂作業過程進行監控分析並記錄的儀 表車。其中，所述混砂車與所述管匯車的輸入管匯系統連接，為所述壓裂車提供壓裂液。所 述壓裂車的輸出端與所述管匯車的輸出管匯系統連接，匯集加壓後的壓裂液。所述儀表車 分別與所述壓裂車、混砂車、管匯車連接。
[0099] 需要說明的是，本實施例的壓裂設備組主要包括壓裂車、混砂車、儀表車、管匯車 及輔助設備等。混砂車與液罐車和運砂車連接，在施工過程中混砂車將液罐車中的壓裂液、 支撐劑和各種添加劑混合完成後，通過連接管匯提供給多臺壓裂車，壓裂車將混合後的液 體進行加壓，通過高壓管匯匯集後經井口注入井底，儀表車對壓裂作業全過程進行監控分 析並記錄。
[0100] 由於上述任一實施例所述的壓裂車具有上述技術效果，因此設置有該壓裂車的壓 裂設備組也具有上述技術效果，茲不贅述。
[0101] 以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型 的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種壓裂車，其特徵在於，包括： 底盤（10); 至少兩臺發動機（20)，設置在所述底盤（10)上； 傳動系統（30)，設置在所述底盤（10)上，與所述至少兩臺發動機（20)連接，用於匯聚 並傳送所述至少兩臺發動機（20)的輸出功率； 增壓機構，設置在所述底盤（10)上，與所述傳動系統（30)連接。
2. 根據權利要求1所述的壓裂車，其特徵在於： 所述增壓機構包括壓裂泵（40); 所述傳動系統（30)包括油泵（31)及馬達（34); 其中，每臺發動機（20)用於驅動與其匹配的至少一個油泵（31);所述油泵（31)與至少 一個馬達（34)連接，為至少一個馬達（34)提供壓力油；所述馬達（34)與所述壓裂泵（40) 連接，用於驅動所述壓裂泵（40 )。
3. 根據權利要求2所述的壓裂車，其特徵在於： 所述壓裂泵（40)為曲軸式柱塞泵，所述曲軸式柱塞泵的兩端設置有動力輸入齒輪，每 個馬達通過動力輸出齒輪與所述動力輸入齒輪嚙合。
4. 根據權利要求3所述的壓裂車，其特徵在於： 所述曲軸式柱塞泵兩端的動力輸入齒輪所嚙合的動力輸出齒輪的數目相同；和/或， 所述曲軸式柱塞泵任一端的動力輸入齒輪所哨合的動力輸出齒輪圍繞該動力輸入齒 輪均勻布置。
5. 根據權利要求1所述的壓裂車，其特徵在於： 所述增壓機構包括液壓油缸（50)及增壓缸（60); 所述傳動系統（30)包括油泵（31)及控制閥組（36); 其中，每臺發動機（20)用於驅動與其匹配的至少一個油泵（31);控制閥組（36)連接於 所述油泵（31)和所述液壓油缸（50)之間，所述控制閥組（36)用於控制所述液壓油缸（50) 的進回油狀態； 所述液壓油缸（50)的活塞杆（51)設有增壓塞體（53)，增壓塞體（53)可移動地設置於 連接於所述增壓缸（60)內。
6. 根據權利要求2至5任一項所述的壓裂車，其特徵在於： 每臺發動機（20)的動力輸出端通過分動箱（21)與所述至少一個油泵（31)的動力軸傳 動連接；和/或 所述油泵（31)配置有過載保護裝置。
7. 根據權利要求1至5任一項所述的壓裂車，其特徵在於： 所述至少兩臺發動機（20)中有一臺為底盤發動機。
8. 根據權利要求1至5任一項所述的壓裂車，其特徵在於： 所述發動機（20 )由電動機替代，所述電動機的動力來源為外部電源或壓裂車自帶發電 機組系統。
9. 如權利要求1至5任一項所述的壓裂車，其特徵在於： 所述發動機配置有冷卻散熱系統，所述冷卻散熱系統設置於所述至少兩臺發動機（20) 的上方；或者， 所述發動機配置有冷卻散熱系統，所述冷卻散熱系統設置於每個發動機（20)的側面。
10. -種壓裂設備組，其特徵在於，包括： 至少一個權利要求1至9任一項所述的壓裂車、混砂車、管匯車及用於對壓裂作業過程 進行監控分析並記錄的儀表車； 其中，所述混砂車與所述管匯車的輸入管匯系統連接，為所述壓裂車提供壓裂液；所述 壓裂車的輸出端與所述管匯車的輸出管匯系統連接，匯集加壓後的壓裂液； 所述儀表車分別與所述壓裂車、混砂車、管匯車連接。
【文檔編號】B60K5/00GK203832322SQ201320882756
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年12月30日 優先權日:2013年12月30日
【發明者】易小剛 申請人:三一重型能源裝備有限公司