一种涡轮压裂半挂车的制作方法

本实用新型涉及油气田作业领域，具体涉及一种涡轮压裂半挂车。

背景技术：

在全球的油气田压裂作业现场，压裂设备的驱动方式主要有两种：

第一种驱动方式柴油发动机驱动，具体的方案是柴油发动机连接变速箱经传动轴驱动压裂柱塞泵工作。也就是说，动力源是柴油发动机，传动装置是变速箱和传动轴，执行元件是压裂柱塞泵。

该配置模式存在以下缺点：

(1)、体积大重量大：柴油机驱动变速箱经传动轴驱动压裂柱塞泵，体积大，重量大，运输受限，功率密度小。

(2)、不环保：柴油发动机驱动的压裂设备在井场运行过程中，会产生发动机废气污染和噪音污染，噪音超过105dba，严重影响周围居民的正常生活。

(3)、不经济：柴油发动机驱动的压裂设备，设备初期的采购成本比较高，设备运行时单位功率燃料消耗费用高，发动机和变速箱的日常维护保养费用也很高。

第二种驱动方式是电驱压裂，具体的方案是电动机连接传动轴或者联轴器驱动压裂柱塞泵工作。也就是说，动力源是电动机，传动装置是传动轴或者联轴器，执行元件是压裂柱塞泵。

电驱压裂本身虽然有很多优点，但是压裂井场的供电是电驱压裂实施的先决条件。通常情况下，压裂井场的供电问题并不好解决。要么井场的电网容量太小，带不动整个压裂机组；要么就是井场根本没有电网。所以常见的电驱压裂现场通常会使用发电机发电，最经济的发电燃料是采用天然气，但采用天然气需要用户租用或者购买燃气发电机组。对于一个没有电网的压裂井场来说，燃气发电机组的功率至少需要达到30mw，这对客户来说，购进如此大功率的燃气发电机组是笔不少的投资。更重要的是实际施工过程中因为燃气发电机组故障停机，则整个电驱压裂机组都会瘫痪，严重影响作业质量甚至还可能会导致作业事故。

为此亟待一种新的压裂设备，解决上述现有柴油发动机驱动压裂和电驱压裂的缺点，可以更好的满足全球油气田压裂市场的需求。

技术实现要素：

本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种涡轮压裂半挂车，通过涡轮发动机，减速箱，传动机构和柱塞泵沿着动力传动方向上的直线连接，可避免过多的传动损耗，保证高效的传动性能。涡轮发动机本身具有体积小、重量轻、功率密度大的优势，同样的外形尺寸和重量，涡轮压裂设备的单机功率是常规柴油机压裂设备的2倍以上。涡轮发动机可以直接100％以天然气为燃料，相对于柴油驱动中的柴油消耗，以及电驱压裂设备中的燃气发电机组投资，大大降低了使用成本。同时，涡轮压裂设备通常是与柱塞泵一对一驱动工作，不像电驱压裂设备中由单台大功率燃气发电机组驱动多个柱塞泵，即采用涡轮压裂设备可以把单台大功率燃气发电机的故障风险均摊到每台涡轮压裂设备上。避免了单台燃气发电设备故障导致全套压裂车组瘫痪的风险。

本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种涡轮压裂半挂车，所述涡轮压裂半挂车包括半挂车体，涡轮发动机，减速箱，传动机构和柱塞泵，所述涡轮发动机，减速箱，传动机构和柱塞泵设在半挂车体上，涡轮发动机的输出端连接减速箱，减速箱与柱塞泵之间通过传动机构传动连接。

进一步地，所述涡轮发动机在连接减速箱的相对侧设有排气系统，所述排气系统包括排气消音器和排气管道，所述排气消音器通过排气管道与涡轮发动机的排气口连通。

进一步地，所述排气系统、涡轮发动机、减速箱，传动机构和柱塞泵沿着动力传动的方向设在同一条直线上。

进一步地，所述半挂车体上设有进气系统，所述进气系统包括进气过滤器，进气消音器和进气管道，进气消音器的一端与进气过滤器连接，进气消音器的另一端与进气管道连接，进气管道的另一端与涡轮发动机的进气口连通。

进一步地，所述柱塞泵的功率在5000hp以上。

进一步地，所述传动机构是传动轴或联轴器。

进一步地，所述半挂车体的车轴数量为3个以上。

进一步地，所述半挂车体的鹅颈上设有液压动力单元，所述液压动力单元用于驱动涡轮压裂半挂车上的液压系统。

进一步地，所述液压动力单元为柴油发动机驱动或电动机驱动。

进一步地，所述半挂车体的鹅颈上设有散热系统，所述散热系统对涡轮压裂半挂车上所用的油品进行冷却。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：通过涡轮发动机，减速箱，传动机构和柱塞泵沿着动力传动方向上的直线连接，可避免过多的传动损耗，保证高效的传动性能。涡轮发动机本身具有体积小、重量轻、功率密度大的优势，同样的外形尺寸和重量，涡轮压裂设备的单机功率是常规柴油机压裂设备的2倍以上。涡轮发动机可以直接100％以天然气为燃料，相对于柴油驱动中的柴油消耗，以及电驱压裂设备中的燃气发电机组投资，大大降低了使用成本。同时，涡轮压裂设备通常是与柱塞泵一对一驱动工作，不像电驱压裂设备中由单台大功率燃气发电机组驱动多个柱塞泵，即采用涡轮压裂设备可以把单台大功率燃气发电机的故障风险均摊到每台涡轮压裂设备上。避免了单台燃气发电设备故障导致全套压裂车组瘫痪的风险。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中，1.散热系统；2.液压动力单元；3.半挂车体；4.排气消音器；5.排气管道；6.进气系统；7.涡轮发动机；8.减速箱；9.传动轴；10.柱塞泵。

具体实施方式

如图1所示，一种涡轮压裂半挂车，所述涡轮压裂半挂车包括半挂车体3，涡轮发动机7，减速箱8，传动机构和柱塞泵10，所述涡轮发动机7为整车动力传动系统的动力源，所述涡轮发动机7，减速箱8，传动机构和柱塞泵10设在半挂车体3上，在半挂车体3上还可布置电瓶线、燃油箱、润滑油箱、液压油箱等部件，为涡轮发动机7，减速箱8，柱塞泵10等上装部件提供油品和支撑，涡轮发动机7的输出端连接减速箱8，减速箱8与柱塞泵10之间通过传动机构传动连接。减速箱8用于将涡轮发动机7的动力输出降速増扭后经传动机构驱动柱塞泵10工作。

所述涡轮发动机7在连接减速箱8的相对侧设有排气系统，所述排气系统包括排气消音器4和排气管道5，所述排气消音器4通过排气管道5与涡轮发动机7的排气口连通。排气管道5用于将涡轮发动机7排气引导至排气消音器4内，排气消音器4可降低排气噪音。

所述排气系统、涡轮发动机7、减速箱8，传动机构和柱塞泵10沿着动力传动的方向设在同一条直线上。通过涡轮发动机7，减速箱8，传动机构和柱塞泵10沿着动力传动方向上的直线连接，可避免过多的传动损耗，保证高效的传动性能，并且这样的排布安装可降低半挂车体上设备的重心高度，方便运输。涡轮发动机7本身具有体积小、重量轻、功率密度大的优势，同样的外形尺寸和重量，涡轮压裂设备的单机功率是常规柴油机压裂设备的2倍以上。涡轮发动机7可以直接100％以天然气为燃料，相对于柴油驱动中的柴油消耗，以及电驱压裂设备中的燃气发电机组投资，大大降低了使用成本。当然涡轮发动机7也可以100％以燃油为燃料，优选为天然气，可以比燃油更降低燃料成本。同时，涡轮压裂设备通常是与柱塞泵10一对一驱动工作，不像电驱压裂设备中由单台大功率燃气发电机组驱动多个柱塞泵10，即采用涡轮压裂设备可以把单台大功率燃气发电机的故障风险均摊到每台涡轮压裂设备上。避免了单台燃气发电设备故障导致全套压裂车组瘫痪的风险。

所述半挂车体3上设有进气系统6，所述进气系统6包括进气过滤器，进气消音器和进气管道，进气消音器的一端与进气过滤器连接，进气消音器的另一端与进气管道连接，进气管道的另一端与涡轮发动机7的进气口连通。

所述柱塞泵10的功率在5000hp以上，柱塞泵10的功率越大则越适合于长时间大负载的连续作业工况。

所述传动机构是传动轴9或联轴器。

所述半挂车体3的车轴数量为3个以上，保证其充分的承载力。

所述半挂车体3的鹅颈上设有液压动力单元2，所述液压动力单元2用于驱动涡轮压裂半挂车上的液压系统。液压系统包括液压泵、液压马达、各种阀件、液压油箱、液压油散热器等，(液压系统的主要作用：用于驱动涡轮发动机7的燃油泵、涡轮发动机7的启动马达、柱塞泵10的动力端润滑系统、减速箱8润滑系统、各种油品的散热器等)。

所述液压动力单元2为柴油发动机或电动机。

所述半挂车体3的鹅颈上设有散热系统1，所述散热系统1对涡轮压裂半挂车上所用的油品进行冷却。所用的油品包括涡轮发动机7机油，液压油，柱塞泵10润滑油，减速箱8润滑油等。

本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。