大功率轻型模块式海洋压裂橇的研制.pdf

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1、石油和化工设备-32-论文广场2017年第20卷大功率轻型模块式海洋压裂橇的研制吕文伟（中石化石油工程机械有限公司第四石油机械厂，湖北荆州434023）[摘要]目前，海洋压裂施工主要有两种方式，一种是将设备集中在一艘驳船上，施工时通过高压软管与平台上的井口连接；另一种是将所有设备吊到平台上，直接在平台上进行压裂施工。在后一种方式中，施工时需将设备全部吊到平台上，由于平台吊机起吊能力的限制，对压裂设备的重量提出了要求。本文对压裂橇进行了轻量化和模块式设计，解决了这一难题。[关键词]海洋压裂；模块式；压裂橇；轻量化；研制随着我国海洋油气田开发力度的加大，海起吊要求。洋压裂施工次数越来越多，对海洋压

2、裂装备的要1技术方案求越来越高。目前，海洋压裂施工主要有两种方现有海洋压裂橇是为柱塞泵橇和动力橇两式，一种是将设备集中摆放在一艘船上，施工时个模块，柱塞泵橇重量约10吨，动力橇重量为15通过高压软管与平台上的井口连接，高压软管与吨。因此，为保证单个模块重量不大于12吨，必施工船之间有一套快速分离装置，遇到紧急情况须将动力橇重新划分模块，并进行轻量化设计。时可远程脱开平台与施工船之间的连接，实现施本文将2300型压裂橇划分为三个模块，并通过一工船的快速撤离；另一种方式是将所有设备吊到个共用底座进行连接。平台上，直接在平台上进行压裂施工。这两种方式都有各自的局限性。前一种方式由于施工船是1.1模块

3、划分采用锚链进行定位，仅适合在渤海等浅海区域施针对单个模块重量不超过12吨的要求，将工，无法适应南海等深海海域。后一种方式施工2300型压裂橇分为三个模块：柱塞泵模块、动力时需将设备全部吊到平台上，对海洋平台上的吊系统模块和散热系统模块，这三个模块各自成机能力提出了要求。而我国早期建造的一些海洋橇，施工时安装在一个共用底座上，相互之间的平台，吊机最大起吊能力仅12吨，现有海洋压裂液气路管线通过快速接头连接。设备单个模块重量已达15吨，平台吊机无法满足1-共用底座；2-柱塞泵橇；3-动力橇；4-散热器橇图12300型压裂橇总布置图作者简介：吕文伟（1988—），男，湖北十堰人，大学本科，助理工程

4、师，在中石化石油工程机械有限公司第四石油机械厂从事石油机械设计开发工作。第1期吕文伟大功率轻型模块式海洋压裂橇的研制-33-1.2模块设计重试验，通过CCS吊点认证。1.2.1柱塞泵模块由于动力端润滑油泵通过传动箱取力，油泵柱塞泵模块主要包括SQP2500柱塞泵、动力端安装在动力系统橇上，润滑油管通过快速接头与润滑系统、液力端润滑系统、吸入管汇、排出管柱塞泵橇连接。同样，柱塞泵橇安装有一个电器汇、安全管汇和传动轴等。整个模块采用橇装结接线箱，所有电线接入接线箱内，再通过一根多构，带有防碰架，并按2倍整橇重量对橇架进行吊芯电缆和电缆插头与动力系统橇连接。1-橇架；2-排出管汇；3-柱塞泵；4-吸

5、入管汇；5-安全管汇；6-梯子；7-润滑油罐；8-传动轴图2柱塞泵橇1.2.2动力系统模块2300型压裂橇动力系统模块包括3512C发动机、S9825A传动箱、电器控制箱、燃油箱、储气罐和电瓶箱等。整个模块采用橇装式结构，并带有防碰架。橇架顶部设有吊耳，满足海洋吊装要求。由于单橇重量不得超过12吨的限制，设计时将所有支座进行轻量化设计，并校核其强度。在进行橇架设计时，既要考虑其强度满足CCS认证要求的2倍吊重试验，又需考虑减重。经过反复修改和计算校核，最终将橇架减重三百多公斤。在结构布局上，尽量将一些可不必放在动力系统橇上的部件，安装在柱塞泵橇或散热器橇上。另外，为了降低橇架高度，首次将消声器

6、安装在橇架顶部，实现消声器的便捷1-传动轴；2-水管路；3-消声器；4-电瓶箱；5-橇架；6-燃油箱；7-控制箱拆装。当平台吊机能力不足时，可现场拆图3动力系统橇下消声器。石油和化工设备-34-论文广场2017年第20卷1.2.3散热系统模块散热风扇通过一根传动轴直接从3512C发动机散热系统用来给压裂橇各部件散热，主要功曲轴取力，可大大缩短散热器橇的长度，减少施能包括发动机缸套水散热、发动机中冷器散热、工时设备的占地面积。本方案由于全部为机械连传动箱油散热和动力端润滑油散热。接，散热风扇不需增加额外控制，减少了设备的故障点，提高了设备运转的可靠性。1-橇架；2-散热器；3-梯子；4-散热器水

7、管路图4散热系统橇2结论◆参考文献[1]袁旭军，吴汉川.从我国压裂市场现状谈大型压裂机组的通过对2300型压裂橇的模块式和轻量化设研制[J].石油天然气学报，2010，32(3)：383-385.计，将单个模块重量控制在12吨以内，为国内同[2]吴汉川.我国压裂设备现状及国产装备研发目标[J].石油机型号产品中重量最轻。同时，所有模块采用框架械，2008，36(9)：154-158.[3]李传斌.