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1、设计与制造摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2014年第5期(第27卷,总第133期)·机械研究与应用·*全液压压裂车液压系统及作业能力分析张志强,杨摇鑫,赵摇真,郭摇磊,吴摇军(三一重型能源装备有限公司,北京摇102202)摘摇要:针对传统机械传动压裂车存在的关键零部件被国外垄断、成本高等问题,首次提出并设计了一种基于液压传动的全液压压裂车。即通过发动机-液压泵-液压油缸-输送缸实现传动的方案。且为了更好地满足当今油井对压裂车高压力和大排量的要求,特设计了高、中、低压三种输送缸。这种全新的设计理念和样机尝试,为真正意义上实现压裂车国产化奠定了基
2、础。关键词:压裂车;液压;机械传动;作业能力中图分类号:TE934摇摇摇摇摇摇文献标志码:A摇摇摇摇摇摇文章编号:1007-4414(2014)05-0132-03AnalysisoftheHydraulicSystemandWorkAbilityofHydraulicFracturingTruckZHANGZhi-qiang,YANGXin,ZHAOZhen,GUOLei,WU摇Jun(SanyHeavyEnergySourcesEquipmentCorporation,Beijing摇102202,China)Abstract:Aimingat
3、disadvantagesoftraditionalmechanicaltransmissionfracturingtruck,suchasthekeypartsmonopolizedbyforeigncountries,andthehighcost,anewtypeoffracturingtruckbasedonhydraulictransmissionisproposedandde鄄signedfirstlyinthispaper.Thatis,transmissioniscompletedthroughengine-hydraulicpump
4、-hydrauliccylinder-deliverycylinder.Andinordertomeettherequirementsofhighpressureandlargedischargeofthefracturingtruck,threekindsofde鄄liverycylinderofhigh,mediumandlowpressurearedesignedrespectively.Suchnewdesignconceptandprototypereallylaythefoundationofthelocalizationoffract
5、uringtruckinChina.Keywords:fracturingtruck;hydraulic;mechanicaltransmission;workcapacity0摇引摇言1摇液压系统设计压裂是油气生产中不可缺少且行之有效的一种常规2500型机械传动压裂车,其压裂泵出口最3增产技术,超过70%的油气井需要压裂技术才能收高压力约为140MPa左右;最大流量约为330m/h,到较好的开发效果。压裂施工是由压裂车、混砂车、发动机功率为1860kW,且更大功率(2205kW以管汇车、仪表车等成套设备组成。其中,压裂车承担上)已成为压裂车发展新
6、趋势。由此可见,如果要用了最重要的任务,设备的好坏直接影响了油田的开全液压传动代替机械传动,液压系统必须具备能够满采。且随着复杂油气田、低渗透油田、煤层气田的开足作业要求的大功率(高压、大流量)的能力。发以及近年来国家提出的页岩气开发等非常规压裂整个系统按功能可分为三个部分:动力部分:发[1-2]施工的出现,对压裂车的要求越来越高。动机提供所需功率;传动部分:泵和阀控制油液的压常见压裂车输出功率为1490~1860kW,均采力和流量;执行机构:油缸和输送缸。用机械传动方式,即上车主要由发动机、液力变矩器、1.1摇液压系统原理图变速箱、压裂泵、润滑系
7、统、冷却系统和仪表及控制系根据上述压裂车对液压系统的要求,设计了全液统组成。其中大功率发动机、液力变矩器加变速箱、压压裂车,其液压原理图如图1。压裂泵等关键零部件均被国外少数几家企业垄断,售1.2摇动力部分价高。据计算上述零部件成本占压裂车总成本的传统2500型压裂车压裂泵输出功率为186050%以上。因此,高成本、技术垄断等一直制约着国kW,在不降低压裂车功率的前提下设计全液压压裂产压裂车的发展。车,其发动机总功率也设计为1980kW(其中一部分三一重能首次提出了有别于以往机械传动的新功率用于驱动散热器等辅助液压系统)。不同于传传动方式———全液
8、压传动,即把大功率发动机拆分成统压裂车用一台大功率发动机,此全液压压裂车共使几个常见的小功率发动机,发动机带动多个液压泵合
