一種電驅動混砂車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于石油鉆采【技術領域】，具體是一種電驅動混砂車，包括卡車底盤、控制室、變壓器、電動排出泵、電動吸入泵、混合罐攪拌裝置、輸砂攪龍、干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)、吸入管匯以及排出管匯，其中控制室包括混砂車自動控制系統(tǒng)以及電機驅動裝置。本發(fā)明采用電動機作為動力源，相比傳統(tǒng)混砂車采用柴油發(fā)動機和變矩器作為主動力輸出，本發(fā)明結構簡單、設計新穎合理、成本低、噪音小、排放低、控制簡單、砂液配比精度高，便于推廣使用。
【專利說明】一種電驅動混砂車
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于石油鉆采【技術領域】，具體是一種電驅動混砂車。
【背景技術】
[0002]壓裂作業(yè)是油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的最有效的措施之一，該作業(yè)是通過一系列的壓裂機組來完成的，主要設備包括壓裂車、混砂車、儀表車、管匯車以及一些配套設備液罐車、運砂車等，其中混砂車是壓裂施工設備中的主要設備之一，其性能的好壞是決定壓裂作業(yè)成敗的主要因素之一。混砂車主要用于混合、攪拌、運輸壓裂作業(yè)需要的砂液等介質。傳統(tǒng)的混砂車是由柴油發(fā)動機作為動力源，通過液壓系統(tǒng)來完成混砂工作，該技術方案不僅噪音大、排放大、能耗高、控制系統(tǒng)復雜而且混合液的砂密度、液態(tài)添加劑比例、干粉添加劑比例等重要參數(shù)的精度低，直接影響壓裂施工的質量。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種電驅動混砂車，使用電機直接驅動完成吸入、攪拌、輸砂、排出等工序,提供高質量的砂液完成壓裂作業(yè),該混砂車成本低、噪音小、排放低、控制簡單、砂液配比精度高。
[0004]為實現(xiàn)上述技術目的，本發(fā)明提供的方案是:一種電驅動混砂車，包括卡車底盤、控制室、電動排出泵、電動吸入泵、混合罐攪拌裝置、輸砂攪龍、干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)、吸入管匯以及排出管匯，所述控制室包括混砂車自動控制系統(tǒng)以及電機驅動裝置，所述自動控制系統(tǒng)包括吸入控制系統(tǒng)、排出控制系統(tǒng)、添加劑控制系統(tǒng)、液位自動控制系統(tǒng)、輸砂攪龍控制系統(tǒng)、攪拌控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)，所述電機驅動裝置聯(lián)接電動排出泵驅動電機、電動吸入泵驅動電機、攪拌電機、攪龍驅動電機，所述電動吸入泵通過吸入管匯連接混合罐攪拌裝置，所述電動排出泵通過排出管匯連接混合罐攪拌裝置，所述干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)以及輸砂攪龍均與混合罐攪拌裝置連接，電機驅動裝置通過變壓器與井場電源連接。
[0005]而且，所述電動吸入泵包括吸入離心泵和驅動電機，吸入離心泵和驅動電機通過聯(lián)軸器連接。
[0006]而且，所述電動排出泵包括排出離心泵和驅動電機，排出離心泵和驅動電機通過聯(lián)軸器連接。
[0007]而且，所述混合罐攪拌裝置采用攪拌電機作為動力驅動，攪拌電機與攪拌器軸通過聯(lián)軸器連接。
[0008]而且，所述輸砂攪龍采用攪龍驅動電機作為動力驅動，攪龍驅動電機與攪龍軸通過聯(lián)軸器連接。
[0009]而且，所述離心泵驅動電機、攪拌電機以及攪龍驅動電機，是直流電機或是交流電機，所述的電機驅動裝置與前述電機類型相配套。
[0010]而且，所述直流電動機驅動裝置為可控硅，所述交流電動機驅動裝置為變頻器。
[0011]而且，所述井場電源可以是井場電網(wǎng)，或是發(fā)電機組。[0012]本發(fā)明的有益效果在于:
1)采用電機作為動力源后，結構更簡單，設計更具合理性；
2)關鍵部件國產(chǎn)化率高、成本低、采購周期短、售后服務方便:本發(fā)明中電機和相應的變頻器、可控硅等在國內(nèi)均有成熟的產(chǎn)品，選型方便，并且整體造價比發(fā)動機方案低；
3)自動化程度高，提高工作效率:在電機驅動裝置驅動下可以實現(xiàn)無極調(diào)速，電機可在不同功率下輸出，從而保持最佳的能源利用率，使作業(yè)能耗降到最低，節(jié)能減排效果好，同時可以實現(xiàn)扭矩、轉速的各種匹配輸出方式，易于提高混砂車的自動化控制水平和效率；
4)能源供應方便:本發(fā)明采用電力驅動方式，可以直接利用井場電網(wǎng)供電，節(jié)省燃油運輸；
5)易于維護:本發(fā)明采用電機作為動力源，與柴油機相比，該電驅方案的維護簡單，控制指標少，大大減少了日常維護工作量和成本；
6)工作可靠性高:電機系統(tǒng)的可靠性遠高于柴油機系統(tǒng)，交流電機可以實現(xiàn)20年免維護，電機驅動裝置無論是采用變頻器還是可控硅，均可保證長期不間斷運行；
7)砂液配比精度高:采用電機作為動力輸出，控制精度比傳統(tǒng)混砂車采用液壓馬達驅動精度高，在低速時尤其明顯。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的正視圖。
[0014]圖2是本發(fā)明的俯視圖。
[0015]其中，1、卡車底盤，2、控制室，3、電動排出泵，4、變壓器，5、混合罐攪拌裝置，6、攪拌電機，7、攪龍驅動電機，8、輸砂攪龍，9、電動吸入泵，10、吸入管匯，11、排出管匯，12、干添系統(tǒng)，13、液添系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]本實施例提供一種電驅動混砂車，如圖1和圖2所示，包括卡車底盤(I)、控制室
(2)、電動排出泵(3)、電動吸入泵(9)、混合罐攪拌裝置(5)、輸砂攪龍(8)、干添系統(tǒng)(12)、液添系統(tǒng)(13)、吸入管匯(10)以及排出管匯(11)，所述控制室(2)包括混砂車自動控制系統(tǒng)以及電機驅動裝置，所述自動控制系統(tǒng)包括吸入控制系統(tǒng)、排出控制系統(tǒng)、添加劑控制系統(tǒng)、液位自動控制系統(tǒng)、輸砂攪龍控制系統(tǒng)、攪拌控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)，所述電機驅動裝置聯(lián)接電動排出泵(3)驅動電機、電動吸入泵(9)驅動電機、攪拌電機(6)、攪龍驅動電機
(7)，所述電動吸入泵(9)通過吸入管匯(10)連接混合罐攪拌裝置(5)，所述電動排出泵
(3)通過排出管匯(11)連接混合罐攪拌裝置(5)，所述干添系統(tǒng)(12)、液添系統(tǒng)(13)以及輸砂攪龍(8)均與混合罐攪拌裝置(5)連接，電機驅動裝置通過變壓器(4)與井場電源連接。
[0018]進一步的，上述電動吸入泵(9)包括吸入離心泵和驅動電機，吸入離心泵和驅動電機通過聯(lián)軸器連接。
[0019] 進一步的，上述電動排出泵(3)包括排出離心泵和驅動電機，排出離心泵和驅動電機通過聯(lián)軸器連接。
[0020]進一步的，上述混合罐攪拌裝置(5)采用攪拌電機(6)作為動力驅動，攪拌電機
(6)與攪拌器軸通過聯(lián)軸器連接。
[0021]進一步的，上述輸砂攪龍⑶采用攪龍驅動電機(7)作為動力驅動，攪龍驅動電機
(7)與攪龍軸通過聯(lián)軸器連接。
[0022]進一步的，上述離心泵驅動電機、攪拌電機(6)以及攪龍驅動電機(7)，是直流電機或是交流電機，所述的電機驅動裝置與前述電機類型相配套。
[0023]進一步的，上述直流電動機驅動裝置為可控硅，所述交流電動機驅動裝置為變頻器。
[0024]進一步的，上述井場電源可以是井場電網(wǎng)，或是發(fā)電機組。
[0025]工作原理:吸入控制系統(tǒng)通過電機驅動裝置精確控制電動吸入泵9通過吸入管匯10泵送進入混合罐攪拌裝置5中的基液吸入量，添加劑控制系統(tǒng)和液位自動控制系統(tǒng)精確控制進入混合罐攪拌裝置5中的液態(tài)添加劑比例和干粉添加劑比例，輸砂攪龍控制系統(tǒng)通過電機驅動裝置精確控制攪龍驅動電機7的轉速，從而控制進入混合罐攪拌裝置5中的支撐劑攝入量。最后通過攪拌控制系統(tǒng)將進入混合罐攪拌裝置5中的基液、添加劑以及支撐劑進行充分攪拌，達到要求的砂液配比后，通過排出控制系統(tǒng)控制電動排出泵3經(jīng)過排出管匯11將所需砂液排出。
[0026]綜上所述，本發(fā)明提供一種電驅動混砂車，該混砂車使用電機直接驅動完成吸入、攪拌、輸砂、排出等工序，提供壓裂作業(yè)所需的高質量砂液。該混砂車成本低、噪音小、排放低、控制簡單、砂液配比精度高。
[0027]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進或變形，這些改進或變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種電驅動混砂車，包括卡車底盤、控制室、電動排出泵、電動吸入泵、混合罐攪拌裝置、輸砂攪龍、干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)、吸入管匯以及排出管匯，其特征在于:所述控制室包括混砂車自動控制系統(tǒng)以及電機驅動裝置，所述自動控制系統(tǒng)包括吸入控制系統(tǒng)、排出控制系統(tǒng)、添加劑控制系統(tǒng)、液位自動控制系統(tǒng)、輸砂攪龍控制系統(tǒng)、攪拌控制系統(tǒng)、電機控制系統(tǒng)，所述電機驅動裝置聯(lián)接電動排出泵驅動電機、電動吸入泵驅動電機、攪拌電機、攪龍驅動電機，所述電動吸入泵通過吸入管匯連接混合罐攪拌裝置，所述電動排出泵通過排出管匯連接混合罐攪拌裝置，所述干添系統(tǒng)、液添系統(tǒng)以及輸砂攪龍均與混合罐攪拌裝置連接，電機驅動裝置通過變壓器與井場電源連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種電驅動混砂車，其特征在于:所述電動吸入泵包括吸入離心泵和驅動電機,吸入離心泵和驅動電機通過聯(lián)軸器連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種電驅動混砂車，其特征在于:所述電動排出泵包括排出離心泵和驅動電機，排出離心泵和驅動電機通過聯(lián)軸器連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種電驅動混砂車，其特征在于:所述混合罐攪拌裝置采用攪拌電機作為動力驅動，攪拌電機與攪拌器軸通過聯(lián)軸器連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種電驅動混砂車，其特征在于:所述輸砂攪龍采用攪龍驅動電機作為動力驅動，攪龍驅動電機與攪龍軸通過聯(lián)軸器連接。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種電驅動混砂車，其特征在于:所述離心泵驅動電機、攪拌電機以及攪龍驅動電機，是直流電機或是交流電機，所述的電機驅動裝置與前述電機類型相配套。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種電驅動混砂車，其特征在于:所述直流電動機驅動裝置為可控硅，所述交流電動機驅動裝置為變頻器。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種電驅動混砂車，其特征在于:所述井場電源可以是井場電網(wǎng)，或是發(fā)電機組。
【文檔編號】E21B43/267GK103912259SQ201410135264
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月4日 優(yōu)先權日:2014年4月4日
【發(fā)明者】唐軍, 余飛, 梁云, 董永, 汪承材, 張驥 申請人:四機賽瓦石油鉆采設備有限公司