压裂设备的制作方法

1.本发明涉及油田开采领域，具体而言，涉及一种压裂设备。


背景技术：

2.压裂设备是油气田压裂增产作业的核心设备之一，随着我国非常规油气开发战略的不断推进，施工规模和单井注入量越来越大，小体积、大功率成为单元压裂设备新的发展趋势。
3.传统的压裂车(橇)的动力系统由柴油发动机 变速箱 压裂泵组成，如市场上广泛使用的2500型压裂车的动力系统由3000hp柴油发动机 3000hp变速箱 2700hp压裂泵组成。受国家道路运输条件对整机质量、外形尺寸以的限制，传统压裂车(橇)最的大功率只能达到3000hp。
4.大功率电驱压裂橇改变了传统压裂车(橇)的动力系统，以大功率变频系统 变频电机组成的变频电驱动力系统代替了柴油发动机 变速箱组成的内燃机动力系统。变频电驱动力系统具有功率密度高、噪音低、使用成本低、调速精准、排放清洁、操作维护简单等诸多优点，大功率电驱动压裂橇近年来实现了快速发展，但是电驱压裂橇越大其内部润滑和散热效果不好，导致大功率电驱压裂橇容易发生故障，并使的整个电驱压裂橇的外形尺寸超限、质量超重、泵冲较高，实际使用中存在运输困难、易损件使用寿命较短的问题。


技术实现要素：

5.本发明的主要目的在于提供一种压裂设备，以解决现有技术中的压裂设备容易发生故障且体积大不方便运输的问题。
6.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种压裂设备，包括：变频模块；安装座；驱动电机，驱动电机设置在安装座的一端，并与变频模块连接；传动轴，传动轴与驱动电机连接；压裂泵，驱动电机通过传动轴与压裂泵连接；多个润滑机构，多个润滑机构间隔地设置在传动轴两侧的安装座上，多个润滑机构分别与压裂泵连接，以向压裂泵内输送润滑油。
7.进一步地，安装座包括底座和支撑架，压裂设备还包括：散热组件，散热组件设置在传动轴顶部的支撑架上，散热组件与多个润滑机构均连接，以对润滑机构内的润滑油进行降温。
8.进一步地，散热组件包括：散热器，散热器上设有多个进油口和多个出油口，多个进油口、多个出油口和多个润滑机构一一对应地设置，以分别对各个润滑机构内的润滑油进行散热。
9.进一步地，散热器的排气口朝上设置，散热组件还包括：多个散热风扇，多个散热风扇间隔地设置在散热器的顶部，以排出散热器的热量。
10.进一步地，压裂设备还包括连通管，润滑机构包括：润滑油箱，润滑油箱固定在安装座上；润滑油泵，润滑油泵设置在润滑油箱上，并与润滑油箱驱动连通；其中，多个润滑机
构的润滑油箱通过连通管连通，以使各个润滑油箱内的润滑油液面处于同一水平面。
11.进一步地，压裂设备还包括：输油管路，输油管路与润滑油箱连接，以向压裂泵内输入润滑油；电磁阀，电磁阀设置在输油管路上；循环油管路，循环油管路一端与电磁阀连接，循环油管路的另一端与润滑油箱连接；溢流阀，溢流阀设置在循环油管路上；其中，通过控制电磁阀关闭输油管路并打开循环油管路，使润滑油在润滑油泵的带动下经循环油管路和溢流阀加热后流回润滑油箱内。
12.进一步地，压裂设备还包括加热器，加热器设置在润滑油箱上，以对润滑油箱内的润滑油进行加热。
13.进一步地，压裂泵上设有多个进液口和多个排液口，压裂设备还包括：多个进液管，多个进液管与多个进液口一一对应地设置，各个进液管分别与相应地进液口连通；多个排液管，多个排液管与多个排液口一一对应地设置，各个排液管分别与相应地排液口连通。
14.进一步地，压裂设备还包括：多个吊耳，多个吊耳间隔地设置在安装座上，其中，安装座上设有多个吊装孔，多个吊耳均可伸缩地设置在相应地吊装孔内。
15.进一步地，驱动电机采用极数为6的变频电机，压裂泵采用五缸柱塞泵，的压裂泵沿柱塞方向的总长度不超过2550mm，压裂设备还包括：控制模块，控制模块设置在驱动电机一侧的安装座上，控制模块与压裂泵、驱动电机和润滑机构均连接，以分别控制压裂泵内液体的压力、驱动电机的转速和润滑机构内润滑油的体积；控制器，控制器设置在压裂泵一侧的安装座上，以控制压裂泵内柱塞的位置。
16.应用本发明的技术方案的压裂设备主要应用在油田中进行采油作业，该压裂设备采用多组润滑机构来对压裂泵内的齿轮组件等机构进行润滑，多个润滑机构保障了润滑的可靠性，提高了润滑效率，并且减小了单个润滑机构的体积，此外，将各个润滑机构均布在传动轴的两侧，空间排布更加合理，此外，本发明的压裂设备整体结构布置从前到后依次为：变频模块、压裂泵、传动轴和驱动电机，其中，散热组件设置在传动轴的上方，润滑机构均布在传动轴的两侧，使的整个设备结构更加紧凑，体积更小，解决了现有技术中的压裂设备容易发生故障且体积大不方便运输的问题。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本发明的压裂设备的实施例的整体结构示意图；
19.图2示出了本发明的压裂设备的实施例的部分结构第一视角示意图；
20.图3示出了本发明的压裂设备的实施例的部分结构第二视角示意图；
21.图4示出了本发明的压裂设备的控制模块实施例的示意图。
22.其中，上述附图包括以下附图标记：
23.10、安装座；11、底座；12、支撑架；20、变频模块；30、驱动电机；40、传动轴；50、压裂泵；51、进液口；52、排液管；60、润滑机构；61、润滑油箱；62、润滑油泵；70、散热组件；71、散热器；72、散热风扇；80、连通管；91、加热器；92、吊耳；93、控制模块；94、控制器。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术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发明。
25.为了解决现有技术中的压裂设备容易发生故障且体积大不方便运输的问题，本发明的提供了一种压裂设备。
26.请参考图1至图4，一种压裂设备，包括：变频模块20；安装座10；驱动电机30，驱动电机30设置在安装座10的一端，并与变频模块20连接；传动轴40，传动轴40与驱动电机30连接；压裂泵50，驱动电机30通过传动轴40与压裂泵50连接；多个润滑机构60，多个润滑机构60间隔地设置在传动轴40两侧的安装座10上，多个润滑机构60分别与压裂泵50连接，以向压裂泵50内输送润滑油。
27.本发明的压裂设备主要应用在油田中进行采油作业，该压裂设备采用多组润滑机构60来对压裂泵50内的齿轮组件等机构进行润滑，多个润滑机构60保障了润滑的可靠性，提高了润滑效率，并且减小了单个润滑机构60的体积，此外，将各个润滑机构60均布在传动轴40的两侧，空间排布更加合理，此外，本发明的压裂设备整体结构布置从前到后依次为：变频模块20、压裂泵50、传动轴40和驱动电机30，其中，散热组件70设置在传动轴40的上方，润滑机构60均布在传动轴40的两侧，使的整个设备结构更加紧凑，体积更小，解决了现有技术中的压裂设备容易发生故障且体积大不方便运输的问题。
28.安装座10包括底座11和支撑架12，压裂设备还包括：散热组件70，散热组件70设置在传动轴40顶部的支撑架12上，散热组件70与多个润滑机构60均连接，以对润滑机构60内的润滑油进行降温。散热组件70包括：散热器71，散热器71上设有多个进油口和多个出油口，多个进油口、多个出油口和多个润滑机构60一一对应地设置，以分别对各个润滑机构60内的润滑油进行散热。散热器71的排气口朝上设置，散热组件70还包括：多个散热风扇72，多个散热风扇72间隔地设置在散热器71的顶部，以排出散热器71的热量。
29.如图1和图2所示，本实施例中的安装座10分为底架和支撑架12，底座11采用型钢焊接而成，传动轴40设置在底座11上，支撑架12设置在传动轴40上方，用于安装散热组件70，散热组件70用于给润滑机构60的润滑油进行散热，具体的散热组件70包括散热器71，散热器71的顶部设有多个散热风扇72，相当于排气扇，用来将散热器71散发的热量及时排出。
30.压裂设备还包括连通管80，润滑机构60包括：润滑油箱61，润滑油箱61固定在安装座10上；润滑油泵62，润滑油泵62设置在润滑油箱61上，并与润滑油箱61驱动连通；其中，多个润滑机构60的润滑油箱61通过连通管80连通，以使各个润滑油箱61内的润滑油液面处于同一水平面。
31.如图1和图2所示，本实施例中的各个润滑油箱61处于同一水平面，为了方便添加润滑油，将各个润滑油箱61通过连通管80连通，连通管80与润滑油箱61的接口位于润滑油箱61的下部，这样保证了各个润滑油箱61内润滑油处于同一水平面，添加润滑油时，只需向一个润滑油箱61内添加润滑油即可。
32.压裂设备还包括：输油管路，输油管路与润滑油箱61连接，以向压裂泵50内输入润滑油；电磁阀，电磁阀设置在输油管路上；循环油管路，循环油管路一端与电磁阀连接，循环油管路的另一端与润滑油箱61连接；溢流阀，溢流阀设置在循环油管路上；其中，通过控制电磁阀关闭输油管路并打开循环油管路，使润滑油在润滑油泵62的带动下经循环油管路和
溢流阀加热后流回润滑油箱61内。压裂设备还包括加热器91，加热器91设置在润滑油箱61上，以对润滑油箱61内的润滑油进行加热。
33.本实施例中的输油管路包括从润滑油箱61内向压裂泵50输入的输油管和从压裂泵50回流至润滑油箱61内的回油管，已构成循环系统，该循环系统内设有用于给润滑油加热的和用于给润滑油散热的组件，具体的，加热器91设置在输油管上，在外界温度较低的情况下启动该设备时，先通过控制电磁阀关闭输油管路并打开循环油管路，使润滑油在润滑油泵62的带动下经循环油管路和溢流阀加热后流回润滑油箱61内，使润滑油在溢流阀和加热器91的双重作用下快速升高温度来提高润滑效果，在温度较高的环境下，润滑油从压裂泵50流入回油管内后经过散热组件70进行散热，降低润滑油温度，从而降低压裂泵50内的温度。
34.压裂泵50上设有多个进液口51和多个排液口，压裂设备还包括：多个进液管，多个进液管与多个进液口51一一对应地设置，各个进液管分别与相应地进液口51连通；多个排液管52，多个排液管52与多个排液口一一对应地设置，各个排液管52分别与相应地排液口连通。
35.此外，为了适应大功率输送钻井液的需要，在压裂泵50上设置多个进液管和排液管52，以增加输送液体的流量，同时保护进液管和排液管52不会受到钻井液太大的冲击压力，缓解了进液管和排液管52承受的压力，延长了使用寿命，同时进液管和排液管52无需采用费用较高，壁厚较厚的管道。
36.压裂设备还包括：多个吊耳92，多个吊耳92间隔地设置在安装座10上，其中，安装座10上设有多个吊装孔，多个吊耳92均可伸缩地设置在相应地吊装孔内。
37.吊耳92可伸缩地设置在底座11上，当需要时吊耳92伸出底座11，当运输时，吊耳92隐藏在底座11的吊装孔内。
38.驱动电机30采用极数为6的变频电机，压裂泵50采用五缸柱塞泵，的压裂泵50沿柱塞方向的总长度不超过2550mm，压裂设备还包括：控制模块93，控制模块93设置在驱动电机30一侧的安装座10上，控制模块93与压裂泵50、驱动电机30和润滑机构60均连接，以分别控制压裂泵50内液体的压力、驱动电机30的转速和润滑机构60内润滑油的体积；控制器94，控制器94设置在压裂泵50一侧的安装座10上，以控制压裂泵50内柱塞的位置。
39.从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：
40.本发明的压裂设备主要应用在油田中进行采油作业，该压裂设备采用多组润滑机构60来对压裂泵50内的齿轮组件等机构进行润滑，多个润滑机构60保障了润滑的可靠性，提高了润滑效率，并且减小了单个润滑机构60的体积，此外，将各个润滑机构60均布在传动轴40的两侧，空间排布更加合理，此外，本发明的压裂设备整体结构布置从前到后依次为：变频模块20、压裂泵50、传动轴40和驱动电机30，其中，散热组件70设置在传动轴40的上方，润滑机构60均布在传动轴40的两侧，使的整个设备结构更加紧凑，体积更小，解决了现有技术中的压裂设备容易发生故障且体积大不方便运输的问题。
41.本发明的压裂设备包括设有变频模块的变频房和压裂泵橇两个运输单元，其中压裂泵橇包括：采用型钢焊接成的底座和支撑架，底座和支撑架共同组成橇底座，橇底座的两侧对称设计了4个吊耳，底座焊接有电机安装座和压裂泵安装座。驱动电机采用为六极变频电机，顶部设有散热风机，驱动电机与电机安装座通过螺栓固定。压裂泵为五缸柱塞泵，与
压裂泵安装座通过螺栓固定。变频电机和压裂泵之间采用万向传动轴连接以传递动力，动力端润滑机构布置在传动轴附近的空间。
42.润滑机构由两套独立并联的润滑机构组成，主包括：两个润滑油箱，两组润滑泵总成，油箱连通管，散热器，风扇支架和电加热器。两个润滑油箱对称布置在传动轴的两侧，且沉入橇底座内安装，润滑油箱之间采用连通管连接。润滑油泵总成由润滑泵和电机组成，整体安装在润滑油箱上。散热器支架与橇底座采用销轴连接，便于拆装。散热器为卧式结构，包括两个进油口和两个出油口，顶部设置有两个散热风扇，散热风扇为吸风型，热空气从顶上排出。散热器安装在散热器支架上。电加热器从润滑油箱的侧面装入。
43.压裂泵的润滑油分两路分别进入两个润滑油箱，两组润滑油泵总成泵送润滑油循环。润滑油管从散热器的两个入口进入并汇流，经过散热风扇冷却后从两个出口分流，分流的润滑油引入压裂泵的进油阀块。
44.润滑机构的管路上设置有溢流阀和二位二通电磁阀，启动润滑泵，将系统切换到溢流发热状态，此时电机功率转换为润滑油加热功率，配合润滑油箱上安装的电加热器工作，实现对润滑油的快速循环加热。
45.压裂泵采用双排出的管汇设计，排出管采用高压直角弯头调向，靠近压裂泵输入齿轮箱一端的排出管通过压裂泵液力端和动力端支座之间，柱塞下方的空间引出到整橇的尾端，与排出管并排安装。吸入管汇包括三个进液口，两个进液口沿压裂橇轴线布置，一个进液口垂直与压裂橇轴线布置。
46.橇底座对称设置有4个吊耳，吊耳为可伸缩结构，运输时，吊耳收缩到橇底座的宽度尺寸以内，采用插销限位；吊装时，将吊耳拉出，装上卸扣和吊装绳索即可起吊压裂泵橇。吊耳内部设置有限位螺钉，限制吊耳的最大伸出量。
47.控制模块集成在控制柜内，控制柜通过支架安装在变频电机的一侧。控制箱支架侧面设置有接线板，接线板上设置有380v、220v和通讯网线的快插接头。控制模块用于监控整机的工作状态，在散热器支架上设置有盘泵控制器，可实现检泵时就近控制压裂泵的柱塞位置。
48.本发明的压裂设备还包括具有变频模块的变频房、驱动电机和压裂撬吊装结构，压裂泵、驱动电机和压裂泵润滑机构均设置在压裂撬吊装结构上，其中压裂撬吊装结构包括：采用型钢焊接成的底座和支撑架，底座和支撑架共同组成橇底座，橇底座的两侧对称设计了4个吊耳组件，底座焊接有电机安装座和压裂泵安装座。驱动电机采用为六极变频电机，顶部设有散热风机，驱动电机与电机安装座通过螺栓固定。压裂泵为五缸柱塞泵，与压裂泵安装座通过螺栓固定。变频电机和压裂泵之间采用万向传动轴连接以传递动力，动力端润滑机构布置在传动轴附近的空间。
49.本发明的压裂泵润滑机构采用多组润滑机构来对压裂泵内的齿轮组件等机构进行润滑，多个润滑机构保障了润滑的可靠性，提高了润滑效率，并且减小了单个润滑机构的体积，各个润滑油箱61处于同一水平面，为了方便添加润滑油，将各个润滑油箱61通过连通管连通，连通管与润滑油箱61的接口位于润滑油箱61的下部，这样保证了各个润滑油箱61内润滑油处于同一水平面，添加润滑油时，只需向一个润滑油箱61内添加润滑油即可，润滑油泵用于抽取润滑油箱61内的润滑油并将润滑油输送至压裂泵，润滑油泵与润滑油箱61一一对应地设置，通过本发明的压裂泵润滑机构给大功率压裂泵进行供油能够保证压裂泵内
润滑油的供给量，设置多个润滑机构更加可靠，防止一个润滑机构坏掉后，整个压裂泵无法工作的问题，保证压裂泵持续工作。
50.压裂泵润滑机构由两套独立并联的润滑机构组成。
51.压裂泵动力端润滑机构采用双联独立润滑机构为压裂泵进行润滑，润滑油箱61通过连通管相连，保证大容量储油要求的同时，平衡油量、使润滑油均匀分配，润滑油泵由电机和齿轮泵相连直接安装在润滑油箱61的盖板上面，启动电机带动齿轮泵吸取润滑油，齿轮泵出油口处装有压力表来检测油路压力。
52.正常工况下，润滑油从润滑油泵出来经过常开状态的电磁阀到达过滤器，过滤后的润滑油经过单向阀到达温控阀的入口。温控阀根据润滑油的温度自动选择流道，温度较低时，润滑油会直接流向压裂泵；温度较高时，润滑油会经散热器降温后流向压裂泵，在压裂泵的进油口安装有安全阀与润滑油箱61相连，保证润滑油进入压裂泵的压力稳定，最后润滑油从压裂泵的出油口回到油箱完成整个回路。
53.低温工况下，润滑油温度达不到起泵要求。就要先关闭电磁阀，开启并调节润滑油泵的出油口和油箱回油口之间的溢流阀，利用溢流发热结合油箱内的加热器组成循环加热回路，待润滑油达到要求再切换至正常工况模式。
54.压裂泵低速运行工况下，只需开启多个润滑机构中的任意一路或几路，即可达到润滑效果，无需全部开启，起到了节约能源的效果。
55.本实施例中的润滑机构上还设有温控阀，压裂泵润滑机构包括总的控制器，控制器与各个温控阀连接，温控阀检测润滑油的温度，并控制润滑油的流量，具体的，输油管路与温控阀连接，温控阀还连接两个输油支路，一个输油支路与散热组件连接，另一个输油支路直接与压裂泵连接，控制器控制温控阀来分配两个输油支路内润滑油的流量，以使经过散热组件的润滑油和不经过散热组件的润滑油混合后在流入压裂泵内的温度稳定在一定的范围内，具体的，当温度较高时，温控阀分给流经散热组件的输油支路较多的润滑油，另一个输油支路则相对减少，温度较低时，则相反。
56.润滑机构还包括：循环油管路，循环油管路一端与电磁阀和润滑油箱61之间的输油管路连接，循环油管路的另一端与润滑油箱61连接；溢流阀，溢流阀设置在循环油管路上；其中，通过控制电磁阀关闭输油管路并调节溢流阀以使润滑油在润滑油泵的带动下循环在循环油管路、溢流阀和润滑油箱61内流动并加热。压裂泵润滑机构还包括加热器，加热器设置在润滑油箱61内，以对润滑油箱61内的润滑油进行加热。
57.本实施例的润滑机构为了应对温度较低的环境，还设置了给润滑油加热的功能，以保证润滑油的润滑效果，此外，为了保证对润滑油的加热速度，设置了两套加热系统来对润滑油进行加热，其中一套加热系统采用加热器直接设置在润滑油箱61内对润滑油进行加热，加热器可以采用加热管的形式，设置在润滑油箱61内的下端，另一套加热系统采用压力转化为润滑油热能的方式，具体的，在润滑油箱61出来的输油管路上设置了电磁阀，以控制输油管路的开关，润滑油箱61还设置了循环油管路，循环油管路一端与润滑油箱61连接，另一端与润滑油箱61和电磁阀之间的输油管路连接，当需要对润滑油加热时，先关闭电磁阀，然后打开润滑油泵，润滑油泵带动润滑油在输油管路、循环油管路和润滑油箱61之间循环流动，循环油管路上装有溢流阀，润滑油流经溢流阀后在压差的作用下产生热量，温度升高。
58.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技术的示例性实施方式。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。
59.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
60.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
61.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。
62.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
63.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。