一种液氮加压装置的制作方法

1.本实用新型液氮加压的技术领域，具体而言，涉及一种液氮加压装置。


背景技术：

2.现阶段氮气对油田作业有安全、高效、成功率高的特点。基于氮气密度低、稳定性好、易压缩等特点，它在油田增产作业、天然气开采以及煤层气开采的方面有着广泛的应用。油田增产作业方面主要应用于氮气气举、氮气置换、混气酸化、混气压裂、氮气垫测试、氮气正负压射孔等；天然气开采方面主要应用于氮气压裂；煤层气开采方面主要应用于以氮气驱替煤层气的储层改造技术。可见随着氮气在各行业的应用，液氮设备作为氮气作业的关键设备，用户对液氮设备的需求也将会持续增加，此类设备的市场潜力巨大。
3.目前，油田施工的液氮泵设备领域，对高压、低温液氮加热的方式通常采用直燃式，即燃油锅炉加热，但对于可燃性气体含量较高的油气井来讲，明火加热易发生爆炸，存在安全隐患。
4.通常采用一台发动机进行液氮加压、散热等工作，一般都选择功率较大的发动机，而通常不需要发动机以最大功率进行工作，当需要的发动机的功率较小的时候，发动机的耗能较大。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种液氮加压装置，以解决现有技术的液氮加压装置在使用的时候能耗较大、成本较高的问题。
6.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本技术提供了一种液氮加压装置，包括：底架；主动力单元，主动力单元设置在底架的上部；辅动力单元，辅动力单元设置在底架上；泵单元，泵单元设置在底架的上部，泵单元与主动力单元相连；散热单元，散热单元设置在动力单元的上部，散热单元与辅动力单元相连；主动力单元和辅动力单元均位于底架的一端，泵单元和散热单元均位于底架的后侧。
7.进一步地，泵单元包括柱塞泵和传动结构，柱塞泵通过传动结构与主动力单元相连，柱塞泵的出口与液氮储罐相连通。
8.进一步地，传动结构为传动轴和/或花键。
9.进一步地，液氮加压装置还包括驱动部，驱动部与辅动力单元相连，驱动部的出口与散热单元相连通，并为散热单元提供动力。
10.进一步地，底架为车辆的时，辅动力单元还包括车辆的发动机和取力器，驱动部通过取力器与车辆的发动机相连，底架为橇装时，辅动力单元与主动力单元并列位于底架的前侧。
11.进一步地，散热单元包括翅片式散热器和翅片式散热器风扇马达，翅片式散热器风扇马达与翅片式散热器相连以对翅片式散热器散热，驱动部与翅片式散热器马达相连通，以对翅片式散热器马达提供动力。
12.进一步地，散热单元还包括蒸发器和蒸发器风扇马达，蒸发器风扇马达与蒸发器相连以对蒸发器进行散热，驱动部与蒸发器风扇马达相连通以对蒸发器风扇马达提供动力。
13.进一步地，散热单元还包括旋塞阀液动头，旋塞阀液动头设置在液氮储罐的出口，旋塞阀液动头与驱动部相连通。
14.进一步地，泵单元还包括离心泵，离心泵设置在柱塞泵的上游，以对进入柱塞泵的液氮加压。
15.进一步地，驱动部与离心泵马达相连，以对离心泵马达提供动力。
16.进一步地，液氮加压装置还包括控制单元，控制单元设置在底架上，并位于主动力单元的远离泵单元的一侧，主动力单元、辅动力单元、泵单元和散热单元均与控制单元电连接。
17.由上述技术方案可知，本实用新型的一种液氮加压装置优点和积极效果在于：本实用新型通过主动力单元和辅动力单元的共同作用降低了使用成本，提高了效率。通过泵单元和散热单元的布局提高了散热效率，使得液氮加压装置更加平稳。本实用新型的技术方案有效地解决了现有技术中的液氮加压装置在使用的时候能耗较大、成本较高的问题。
附图说明
18.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1是根据本技术实施例一的液氮加压装置的俯视示意图；
21.图2示出了图1的液氮加压装置的主视示意图；
22.图3示出了本技术实施例二的液氮加压装置的俯视示意图；
23.图4示出了图3的液氮加压装置的主视示意图；
24.图5示出了本技术实施例三的液氮加压装置的俯视示意图；
25.图6示出了图5的液氮加压装置的主视示意图；
26.图7示出了本技术实施例四的液氮加压装置的俯视示意图；
27.图8示出了图7的液氮加压装置的主视示意图。
28.其中，附图标记说明如下：
29.10、底架；20、主动力单元；30、辅动力单元；40、泵单元；41、柱塞泵；42、传动结构；43、离心泵；50、散热单元；51、翅片式散热器；52、蒸发器；53、旋塞阀液动头；60、控制单元。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都
属于本实用新型保护的范围。
31.如图1和图2所示，实施例一的技术方案提供了一种液氮加压装置包括：底架10、主动力单元20、辅动力单元30、泵单元40和散热单元50。主动力单元20设置在底架10的上部。辅动力单元30设置在底架10上。泵单元40设置在底架10的上部，泵单元40与主动力单元20相连。散热单元50设置在动力单元的上部，散热单元50与辅动力单元30相连。主动力单元20位于底架10的前侧(一端)，泵单元40和散热单元50均位于底架10的后侧(另一端)。
32.由上述技术方案可知，实施例一的液氮加压装置优点和积极效果在于：本实施例通过主动力单元20和辅动力单元30的共同作用降低了使用成本，提高了效率。通过泵单元40和散热单元50的布局提高了散热效率，使得液氮加压装置更加平稳。本实施例一的技术方案有效地解决了现有技术中的液氮加压装置在使用的时候能耗较大、成本较高的问题。
33.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，泵单元40包括柱塞泵41和传动结构42，柱塞泵41通过传动结构42与主动力单元20相连，柱塞泵41的出口与液氮储罐相连通。主动力单元20通过传动轴与柱塞泵41相连的方式，使得传动效率更高，能量损失较少。
34.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，液氮加压装置还包括驱动部，驱动部与辅动力单元30相连，驱动部的出口与散热单元50相连通，并为散热单元50提供动力。辅动力单元30为散热单元50提供动力的方式节省了主动力单元20的功率损耗，这样主动力单元20的功率选择可以排除许多的能耗设备。驱动部可以为电机或者液压泵，在本实施例中，驱动部为液压泵，液压泵的结构可以有效地起到防爆的作用。
35.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，底架10为车辆的时，辅动力单元30包括车辆的发动机和取力器，液压泵通过取力器与车辆的发动机相连，辅动力单元30借助车辆的发动机，这样的结构紧凑，不需要再设置小的发动机，还可以节省成本。
36.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，散热单元50包括翅片式散热器51和翅片式散热器风扇马达，翅片式散热器风扇马达与翅片式散热器51相连以对翅片式散热器散热，液压泵与翅片式散热器马达相连通，以对翅片式散热器马达提供动力。翅片式散热器用于发动机防冻液、发动机中冷液/气、液压油、变速箱润滑油、柴油的散热。上述结构保证了液氮加压装置在工作的时候持续性较好，不会出现由于局部变热而出现的停机现象。采用液压泵提供动力的方式可以有效地防爆。
37.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，散热单元50还包括蒸发器52和蒸发器风扇马达，蒸发器风扇马达与蒸发器52相连以对蒸发器52进行散热，液压泵与蒸发器风扇马达相连通以对蒸发器风扇马达提供动力。蒸发器风扇为直燃式蒸发器内的柴油燃烧提供风量。离心泵用于柱塞泵前的液氮加压。采用液压泵提供动力的方式可以有效地防爆。
38.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，散热单元50还包括旋塞阀液动头53，旋塞阀液动头53设置在液氮储罐的出口，旋塞阀液动头53与液压泵相连通。旋塞阀用于控制高压氮气的排出。
39.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，泵单元40还包括离心泵43，离心泵43设置在柱塞泵41的上游，以对进入柱塞泵41的液氮加压。液氮经过离心泵43的初步加压可以使得柱塞泵41的加压损耗的能量少，节省了能量。通过离心泵43的加压还保证了柱塞泵41的进口和出口的压力差减小，在柱塞泵41的选型时节省成本。
40.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，液压泵与离心泵马达相连，以对离心
泵马达提供动力。上述结构可以节省能量，有效地防爆。
41.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，液氮加压装置还包括控制单元60，控制单元60设置在底架10上，并位于主动力单元20的远离泵单元40的一侧，主动力单元20、辅动力单元30、泵单元40和散热单元50均与控制单元电连接。这样可以有效地实现液氮加压装置的自动化。需要说明的是，控制单元60包括多个温度传感器，各温度传感器分别设置在
42.如图3和图4所示，实施例二的技术方案和实施例一的区别在于，辅动力单元30为单独设置的动力单元，辅动力单元30与主动力单元20并列位于底架10的前侧。这样的辅动力单元30与液氮加压装置的能量消耗的匹配性更好。
43.如图5和图6所示，实施例三的技术方案和实施例一的区别在于，底架10为橇装(即没有车辆的车头等动力设施)，辅动力单元30与主动力单元20并列位于底架10的前侧。这样的结构可以有效地节省成本，托运灵活。当需要转移位置的时候，通过人工或者车辆进行托运转移即可。
44.如图7和图8所示，实施例四的技术方案和实施例一的区别在于，底架10为挂车的托运架，辅动力单元30与主动力单元20并列位于底架10的前侧。这样的结构节省成本，托运灵活。当需要转移位置的时候，通过人工或者车辆进行托运转移即可。
45.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
46.以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。