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1、机电工程学院 各种特种车辆的介绍 1.1 压压裂车车 (压压裂机泵组泵组 ) 压压裂车车(或压压裂机泵组泵组 )一般分为为车车装式和撬装式两大类类。 车车装式压压裂机泵组泵组 通常就叫做压压裂车车。撬装式压压裂机泵组专泵组专 供 交通不便地区和海上作业业用，所用设备设备 和压压裂车车完全一样样。 压裂车的主要作用 1）向井内注入高压大排量的压裂液，将油、水层造成人工裂 缝，并向裂缝里注入带支撑剂(如砂)的混合液，支撑住已形成的 裂缝，提高井底附近地层的渗透率。 2）酸化压裂时，用酸化压裂泵来冲洗油井，带出脏物，然后 注酸，并用顶替液把酸全部挤到油层中。 压裂车的主要结构 柴油发动机+压裂泵 机
2、电工程学院 1.2 混砂车 混砂车的主要作用 将不同性质的压裂液和支撑剂，按不同比例均匀混合。 机电工程学院 混砂车的基本结构 组成：混砂车主要由供液系统、输砂系统及传动系统三部分 组成。 动力：一般就用装载汽车的发动机，必要时可另装发动机。 混合方式：(1)水力式混合法 (2)机械搅拌式混合法 机电工程学院 1.3 运砂车 运砂车是为压裂车作业配套的的专用运砂车。 机电工程学院 运砂车的主要作用 为混砂车提供压裂砂。与混砂车、供液车共同作用提供压裂 介质。 运砂车的基本结构 装砂斗、进料口、卸料口及举升机构。 机电工程学院 1.4 配液酸车 配液酸车是为压裂、酸化作业配套的的专用车。 机电工
3、程学院 配液酸车的主要作用 在现场配置压裂基液和配制酸液，并具有储运粉料和添加剂 的功能。 配液酸车的基本结构 发动机 、酸泵（不锈钢 ）、压缩机、粉料罐、添加剂箱、 添加剂泵、混合系统、分离计量等。 机电工程学院 1.5供液车 供液车是为压裂、酸化作业配套的的专用车。 机电工程学院 供液车的主要作用 ：运送压裂液和酸液 供液车的基本结构 罐体总成、罐座总成、供液系统、排液泵及管路系统等。 机电工程学院 1.6 管汇车 管汇车是为压裂、酸化作业配套的的专用车。 机电工程学院 管汇车的主要作用 压裂管汇车是在油田各压裂、防砂作业中用于运载和吊装大 量管汇。 管汇车的基本结构 主要由汽车底盘、液压
4、吊臂、橇架、高低压管汇系统以及液 压系统组成，可根据用户需要设计和配备管汇系统。 机电工程学院 1.7 仪表车 仪表车是成套压裂机组实现联机作业的核心监控设备。 机电工程学院 仪表车的主要作用 实时采集、显示、记录压裂作业全过程，集中控制数台泵 车，可对压裂作业数据进行分析、处理。 仪表车的基本结构 （1）操作控制仪器、计算机监控分析系统 （2） 数据采集、传输控制接口 （3） 网络控制系统 机电工程学院 2.1 美国哈里伯顿公司HQ-2000压裂车 HQ-2000压裂车性能特点: (1)以肯沃斯平头卡车承载底盘，对道路和环境要求低，适应 凸凹不平的道路和井场。 (2)采用高性能的卡特彼勒柴油
5、发动机，功率较可达1492kW的 设计标准。 (3)配备了输入功率1678kW的传动箱，最大转速高达 2100r/min，传动箱换挡和减速器锁定的自动遥控系统控制。 机电工程学院 (4)HQ一2000压裂车装载了大功率的压裂泵，质量与功率的比 可以达到3.2kg/kW。 (5)配备仪表自动监测系统,可以精确的监视压裂车施工作业 时的全部参数变化。 (6)该压裂车整机效率可以达到98%。 (7)操作系统的自动化程度很高，实现了远程控制和实时监测 。 (8)制造压裂车钢材质量好，使用疲劳寿命长。 机电工程学院 HQ-2000压裂车主要技术参数 机电工程学院 1）承载底盘 以肯沃斯C500K64平头
6、卡车为承载底盘。 肯沃斯C500K卡车采用卡特彼勒3406C柴油发动机，额定功率 为343kW，额定转速为2100r/min，配置13挡手控变速器。 机电工程学院 2）压裂泵 压裂泵是压裂车的核心部件，它的性能和技术先进性直接影 响到压裂车的性能指标并影响压裂施工质量。 (1) OPI 1800AWS型压裂泵 美国OPI公司是往复泵的专业制造厂。 OPI 1800AWS型压裂泵是AWS8大系列中最具代表性的压裂泵。 OPI 2000一AWS型压裂泵最高压力143.2MPa，最大排量 5.73m3/min (压裂车装机功率1470KW)。 机电工程学院 OPI 1800AWS型压裂泵主要结构特点
7、: （1）该泵的箱体采用低碳钢焊接，经消除应力处理加工而成 （2）箱体内装有曲轴、连杆、十字头等传动部件 （3）曲轴为合金钢整体锻件，经渗氮处理后磨削而成 （4）曲轴瓦采用剖分结构，有两层金属组成，外层为钢，内 层为2mm的耐磨合金 （5）连杆为3段式，选用优质碳素钢制造，杆身截面为管形， 连杆头部为精加工件 机电工程学院 （6）传动轴为一整体齿轮轴。 （7）十字头采用球墨铸铁 （8）曲轴三曲拐用4个单列圆柱滚子轴承固定在箱体上 OPI 1800AWS型压裂泵主要技术参数 机电工程学院 （2）HQ-2000型压裂泵 美国哈里伯顿公司设计制造。最大额定工作压力：103.4MPa 工作环境温度：-
8、40 50 该型压裂泵质量功率比为3.2kg/kW，是目前世界上各种2000 水功率（1470kW)车载式压裂泵中质量功率比最小的，质量也最轻 ，仅4808kg。 机电工程学院 HQ-2000型压裂泵主要结构特点: 1)泵的齿轮减速器斜齿轮组，表面经渗碳研磨处理，齿轮减 速比为6.313:1 2) HQ-2000型是压裂泵是五缸泵 3)液力端配有五种规格尺寸的柱塞,可根据需要的压力和排量 选用 4)柱塞表面经铬化硼火焰喷涂处理，表面硬度达到65HRC，具 有很强的抗腐蚀性和耐磨性 机电工程学院 5)该型泵采用哈里伯顿的双导杆压裂泵阀，导向准确，阀 体开闭灵活 6) 阀体和阀座均经渗碳处理以增强
9、耐磨性和抗冲蚀能力 7)动力端的润滑由传动箱驱动的齿轮泵提供压力润滑油来 完成 机电工程学院 (3) HT3000B增压泵 HT-3000B增压泵是三缸、单作用柱塞泵； HT-3000B是液力驱动，最大冲程1878mm ； HT-3000B自装性强，整机配置在一台拖车上。 机电工程学院 HT3000B增压泵技术性能特点 1）从原理上讲，HT3000B增压泵就是利用HT - 400泵提供 的大容量、低压力的流体，泵送小流量、高压力的压裂液，从而 给压裂液增加了压力。 2）HT3000B用于连续、高压、泵吸量大、进行长期增压作 业的场合和其它深井场合。 3）把增压泵和HT- 400联用，可以提高了
10、泵的可靠性，降低 了磨损。 机电工程学院 4）把增压泵和HT- 400联用，可以提高了泵的可靠性，降低 了磨损。 5）HT - 400能抽吸低压清水，而增压泵必须抽吸高压下的腐 蚀液或磨砺性的压裂液。 6）通过与HT3000B增压泵联用显著地提高了HT400泵的疲 劳寿命和可靠性。 7）因为冲程长，即使在抽吸腐蚀液或高压磨砺液时，HT 3000B也具有满意的疲劳寿命和耐磨损性。 机电工程学院 HT3000B增压泵主要技术参数 机电工程学院 3）台上发动机 采用卡特彼勒3512DITA柴油机作为台上发动机。发动机输 出功率1678kW。 4）台上传动箱 用阿里逊9885八速电控液动传动箱。该传动
11、箱额定输入功 率为1678kW，最大输入转速为2100r/min。 5）自动控制系统 由哈里伯顿公司设计制造的自动遥控系统(ARC)能够连续 精确地控制和监测10台压裂车的全部操作参数。 机电工程学院 （1）自动压力控制系统能自动调节泵排量，以保持一定的 泵注压力 （2）可选择需要的任意压力值，达到压力极限值时，控制 器会自动降低油门，并把传动箱置于空挡，达到超压自动保护的 效果。 （3）在紧急情况下，操作者还可以通过连接到区域网络上 的任何一个控制面板，使整套机组停止工作。 机电工程学院 3.1 美国哈里伯顿公司压裂酸化混砂车 FBRC100ARC混砂车的最大额定排量为1519m3/min，
12、工作环 境温度为-4050。 该型混砂车配备哈里伯顿公司设计制造的微处理器控制系 统，可以准确地对作业用液体添加剂、干粉添加剂及支撑剂等的 加入速度和混合罐液面实施比例监测和自动控制。 机电工程学院 1）承载底盘 采用肯沃斯C500K64平头卡车，其底盘及发动机主要性 能与压裂车相同。 2）添加剂输送系统 台上发动机选用卡特彼勒3208T8V四冲程旋转发动机，额 定功率为224kW，额定转速为2600r/min。吸排离心泵均由卡车底 盘发动机取力液力驱动。 机电工程学院 3）添加剂注入系统系统 该系统包括4种液体添加剂和2种干粉添加剂系统。 液体添加剂系统由4个液力驱动的液体添加剂泵组成。这
13、些泵把添加剂输送到混合罐或排出管汇中，可从控制台上自动控 制或手动控制排量。 干粉添加剂送料器也由液力驱动，把干粉添加剂输送到喷 射管及混合罐与净液混合，然后再排送到混砂车罐的顶部，排量 既可自动控制也可手动控制。 机电工程学院 4）支撑剂输送系统 该系统由两个液力驱动、直径为305mm(12英寸)的螺旋输 砂器组成。 输砂器用来计量和输送支撑剂到混砂车混合罐，每个输砂 器的最大输砂量为5455kg/min。 支撑剂的浓度及输砂器的速度由控制台根据作业工艺要求 自动控制或手动控制。 两个螺旋输砂器在液力驱动下可以单独作绕枢轴的左右摆 动，使其能更好地接近支撑剂的装卸设备。 机电工程学院 5）
14、自动混合罐液面控制系统 该系统由混合罐和液面控制部分组成。 混合罐是一个工作容积为1.25m3的圆柱形罐,与液力驱动 的、装在一根轴上的两个涡轮搅拌器结为一体。 自动混合罐液面控制系统是一电气-液力系统。原理是用 浮子测量混合罐中液面，并将其转化为与液面深度相当的低功率 电信号，由计算机处理后实现自动控制。 机电工程学院 6）控制系统 混砂车配有哈里伯顿公司设计制造的自动遥控系统。 该控制系统可根据作业工艺要求对设定的各种添加剂、支 撑剂的加入量自动控制加入比例和速率。 混砂车所有作业参数均可通过局域网在仪表车上集中实时 显示监控。 机电工程学院 4.1 美国哈里伯顿公司压裂酸化仪表车 压裂酸
15、化仪表车配备了用户计算机硬件和软件，可以进行 作业数据采集、压裂酸化施工设计和施工作业后评价分析等工作 。 工作环境温度为-4050。 1） 承载底盘 采用肯沃斯T-300承载底盘。底盘发动机为彼勒3126ATAAC ，157kW，最高转速2200r/min。 机电工程学院 2） 压裂车遥控系统 仪表车内安装压裂车操作控制面板，可以单独控制10台压 裂车,利用随车提供的电缆，仪表车可以在76.2m开外的地方遥控 压裂车。 主要控制项目有发动机油门、传动箱换挡、锁定防护开关 、发动机正常停车、发动机紧急停车、压裂泵超压自动保护以及 传感器状态检查等。 机电工程学院 3）混砂车遥控系统 仪表车控制
16、中心后部安装混砂车遥控操作面板，它能遥控 和监测混砂车的全部功能。使用随车提供的电缆，仪表车可以在 76.2m开外的地方遥控混砂车。 主要控制项目有:发动机、传动箱、2个干粉添加剂系统、 4个液体添加剂系统、2个螺旋输砂器、混合搅拌器和混合罐液面 ，以及作业匀变能力控制。 机电工程学院 4）数据采集和存储系统 该系统配备了1台Pentium CPU工业计算机，16MB内存和 112GB硬盘，1台14英寸和两台20英寸VGR彩色显示器、1台彩色打 印机和1套数据采集软件。 此软件能够采集和存储油压与套压、纯净液、携砂液、4 种液体添加剂及N2或CO2的排量；2种干粉添加剂加入速度；4个额 外模拟量(电流)和4个额外频率量信号。 机电工程学院 5）压裂酸化设计系统 压裂酸化设计系统包括1台Pentium CPU工业计算机，16MB 内存和112GB硬盘，1台14英寸VGR彩色显示器；1套FRACPROTM软件 和1台彩色喷墨打印机。 FRACPROTM2D和3D压裂模拟软件是用于水力压裂设计和分 析的综合工程平台，不仅能模拟复杂油气藏裂缝的扩展和
