一种电液混合驱动混砂设备的制作方法

本实用新型涉及油气田压裂作业设备领域，具体涉及一种电液混合驱动混砂设备。

背景技术：

在中国的油气田压裂作业现场，混砂设备所采用动力传动系统的配置方式都是柴油发动机通过分动箱驱动液压系统，执行部件如吸入离心泵、排出离心泵、绞龙、液添系统、干添系统等都是通过液压马达驱动。

该配置模式存在以下缺点：

(1)、体积大、结构复杂：

柴油机系统包含进气系统、排气系统、加热系统、燃油系统、冷却系统等，结构复杂，占用空间大；

(2)、不环保：柴油发动机驱动的混砂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，严重影响周围居民的正常生活，同时燃油、机油、防冻液等均有泄漏风险，会对环境造成一定程度的污染。

(3)、不经济：柴油发动机驱动的混砂设备，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，动力系统的日常维护保养费用也很高。

鉴于中国的油气开发设备正朝着“低能耗、低噪音、低排放”的方向发展，所以，传统以柴油发动机为动力源的混砂设备的上述缺点从一定程度上阻碍了非常规油气能源的开发进程。

技术实现要素：

本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种电液混合驱动混砂设备，通过两台电动机作为动力源，其中一台驱动排出离心泵，另一台驱动液压系统为排出离心泵外的所有功能部件如吸入离心泵、绞龙、干添、液添等提供动力。通过电动机的应用消除常规柴油机设备使用中的诸多不便及不足之处，同时提高设备作业能力及能耗效率。

本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种电液混合驱动混砂设备，包括撬座，电动机，液压泵，排出离心泵，吸入离心泵，混合罐，干添系统，液添系统和输砂绞龙系统，所述电动机，液压泵，排出离心泵，吸入离心泵，混合罐，干添系统，液添系统和输砂绞龙系统集成撬装在撬座上，所述电动机有2台，包括第一电动机和第二电动机，所述第一电动机用于驱动排出离心泵，所述第二电动机带动液压泵，进而驱动吸入离心泵、混合罐、干添系统、液添系统和输砂绞龙系统，所述电动机为变频一体电动机。

进一步地，所述电液混合驱动混砂设备还包括吸入管汇和排出管汇，吸入管汇与排出管汇分别设在撬座的左右两侧。

进一步地，所述第二电动机设在撬座的前端部。

进一步地，所述第一电动机通过联轴器与排出离心泵连接，所述第一电动机设在排出管汇一侧，并与排出管汇在空间上呈上下排列。

进一步地，所述第二电动机通过分动箱带动液压泵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过两台电动机驱动排出离心泵及除排出离心泵以外的其它混砂设备部件，有效优化了电动机的配置，及优化了混砂设备的动力系统配置。(为满足作业需求，驱动吸入离心泵的电动机需满足离心泵最大功率需求，驱动液压系统的电动机需满足其驱动所有部件的最大功率需求，两个电动机总功率之和较大。采用一个电动机驱动吸入离心泵及其余系统，因实际应用中吸入离心泵与其余系统不会同时达到最大输出，因此电动机功率可进行修正降低，需求功率可降低15％，成本更低，动力系统配置更优，整机尺寸重量更小更紧凑。)

2、通过选用变频一体电动机，及在电动机上集成了逆变功能，规避了柴油机系统结构复杂、占用空间大的问题，同时变频一体电动机的应用减少了独立变频柜的配置，这些方案的实施有效压缩了设备整体尺寸，将常规设备12.5m×2.55m×3.0m的尺寸降低到9.6m×2.55m×3.0m，长度尺寸的大幅降低使得设备运输及井场布置更加灵活方便。

3、通过2台变频一体电动机控制整个混砂设备的部件，使得控制系统更简洁，操作过程中驱动液压泵的电动机可以直接进行定速设置，作业过程中只要按需调整各功能部件转速即可达到控制目的。

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是电液混合驱动混砂设备的结构示意图。

其中，1.第一电动机，2.第二电动机，3.排出离心泵，4.吸入离心泵，5.混合罐，6.干添系统，7.液添系统，8.输砂绞龙系统，9.撬座。

具体实施方式

如图1所示，一种电液混合驱动混砂设备，包括撬座9，电动机，液压泵，排出离心泵3，吸入离心泵4，混合罐5，干添系统6，液添系统7，输砂绞龙系统8，吸入管汇和排出管汇，所述电动机，液压泵，排出离心泵3，吸入离心泵4，混合罐5，干添系统6，液添系统7，输砂绞龙系统8，吸入管汇和排出管汇集成撬装在撬座9上，所述电动机有2台，包括第一电动机1和第二电动机2，所述第一电动机1用于驱动排出离心泵3，排出离心泵3通过第一电动机1直接驱动，可方便有效提高泵的输入功率，进而提升设备的作业能力。所述第二电动机2通过分动箱带动液压泵，进而驱动吸入离心泵4、混合罐5、干添系统6、液添系统7和输砂绞龙系统8，通过两台电动机驱动排出离心泵3及除排出离心泵3以外的其它混砂设备部件，有效优化了电动机的配置，及优化了混砂设备的动力系统配置。所述电动机为变频一体电动机，通过选用变频一体电动机，及在电动机上集成了逆变功能，规避了柴油机系统结构复杂、占用空间大的问题，同时变频一体电动机的应用减少了独立变频柜的配置，这些方案的实施有效压缩了设备整体尺寸，将常规设备12.5m×2.55m×3.0m的尺寸降低到9.6m×2.55m×3.0m，长度尺寸的大幅降低使得设备运输及井场布置更加灵活方便。通过2台变频一体电动机控制整个混砂设备的部件，使得控制系统更简洁，操作过程中驱动液压泵的电动机可以直接进行定速设置，作业过程中只要按需调整各功能部件转速即可达到控制目的。第二电动机2设在撬座9的前端部，吸入管汇与排出管汇分别设在撬座9靠近第二电动机2一端的左右两侧，吸入口及排出口朝向混砂设备外侧面，输砂绞龙系统在混砂设备的最尾部，混合罐5布置在靠近输砂绞龙系统的一端，输砂绞龙系统出砂口设在混合罐5上方，混合罐5的进液口与吸入管汇连接，混合罐5的出液口与排出管汇连接。在橇座的中端部位设置排出离心泵3和吸入离心泵4。所述第一电动机1通过联轴器与排出离心泵3连接，所述第一电动机1设在排出管汇一侧，并与排出管汇在空间上呈上下排列。第一电动机1与排出管汇的设置方案，为设备整体尺寸的有效压缩提供了保障。

工作原理：

排出离心泵3由第一电动机1直接驱动，操作人员在控制室内控制离心泵转速进而控制作业排量，第二电动机2通过分动箱带动液压泵，进而驱动吸入离心泵4、混合罐5的搅拌器、干添系统6、液添系统7和输砂绞龙系统8。作业时，上游压裂基液由吸入口吸入，经由吸入离心泵4打入混合罐5内，支撑剂经由输砂绞龙输送到混合罐5内，干粉添加剂由干添系统6输送到混合罐5内，支撑剂、压裂基液、干粉添加剂等在混合罐5内进行充分混合形成压裂液，压裂液经由排出离心泵3加压输送到下游泵送设备。根据作业需要，液添添加剂可经由液添系统7注入混合罐5或者吸入管汇或者排出管汇中。

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。