电驱压裂橇动力匹配设计与分析方法

为了在设计时减少大功率电驱压裂橇的重量,同时不影响整橇性能,本文通过5000hp电驱压裂橇的匹配设计作为例子,提供一种方法来确定电机与压裂泵的主要技术参数,使其在满足性能的前提下,电机与压裂泵两者总重尽可能小,从而达到降低整橇重量的目的。

3000型压裂橇的研制及应用

为了适应恶劣的油田道路条件和工厂化压裂的要求,满足普通运输车最大允许质量和高功率、大排量、高压力的压裂工艺需要,研制3000型压裂橇。该橇采用分体式橇装结构,由动力橇和泵橇组成,单橇的质量均小于20 t,其最高工作压力140 MPa,最大排量2.83 m 3/m in。动力橇和泵橇采用集装箱箱体结构,通过快速连接装置现场组装。分析表明,该橇整体布局合理,不仅解决了现在大型压裂车的超限运输问题,而且井场占地面积小,吊装方便,满足现阶段大型压裂作业对设备性能的技术要求。

2000型海洋压裂橇组的研制

针对在役的海洋压裂设备存在的机组配套不完善、单机水功率低、自动化程度低等问题,研制了2000型海洋压裂橇组。该橇组是通过开发大功率压裂泵橇、大排量的混砂橇和配酸橇而研发的,并通过网络控制系统将机组所有设备集中控制,同时提供配套齐全的辅助设备,使整套机组既能满足酸化作业要求又能满足压裂作业要求。塘沽4井次的酸化和压裂施工作业表明,机组的设计满足海洋酸化和压裂施工工艺要求,达到了海洋施工作业安全和环保要求。

7000型电驱压裂橇驱动系统研制

目前7000马力的电驱压裂泵系统是国内最大功率等级的压裂设备,本设备拥有更高的稳定性、节能性,具有良好的市场推广前景。

大功率轻型模块式海洋压裂橇的研制

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。

海上小型压裂橇的研制

结合海上油田小型压裂工艺的要求,同时针对海上平台空间受限的问题,研制了海上小型压裂橇。该橇可以单机进行施工作业,也可以多台设备组成机组与其它设备实现联机作业。本文简要阐述了小型压裂橇的结构特点、功能及总体技术参数等。

基于ADAMS与ANSYS的橇装压裂设备联合仿真

海上橇装压裂设备在海洋平台或甲板上作业时,其周期性的载荷激励容易对其底部支撑造成损坏。为此,对橇装压裂设备的主要激励源五缸往复式柱塞泵进行动力学仿真分析,得出其在2挡产生的激振力最大,因此以2挡为例进行分析计算。采用ADAMS对压裂橇进行不同连接方案下的动力学仿真分析可知,在压裂橇底部施加8点弹性支撑时,其支撑点的受力较小且趋于稳定;将压裂橇8点弹性支撑的动态响应结果输入到ANSYS作为甲板的动态激励,分析得出甲板的响应结果符合商船振动综合评价标准。提出的减振方案及分析结果对海上橇装压裂设备的安放具有一定的参考价值。

105MPa快速连接压裂管汇橇的研制与应用

为解决国内压裂管汇连接作业效率低、劳动强度大和布局不规范等问题,研制了105 MPa多自由度快速连接压裂管汇橇。该橇将高压管汇总成、低压管汇总成、多自由度快速连接压裂桥臂和液压助力系统等集成设计到橇装结构上,其中液压助力系统可平衡压裂桥臂自身重力,实现压裂管汇橇与压裂车之间的快速连接,可根据不同工况需求,通过调节液压来调整平衡力和压裂管汇桥臂的运动速度。该橇配置的减震系统可减小压裂管汇橇受到的脉冲振动,延长其使用寿命。采用多自由度快速连接压裂管汇橇连接8台压裂车用时34 min,作业完成后撤场用时26 min,与连接和撤场用时均在5 h以上的常规压裂管汇橇相比,作业效率提高10倍以上。105 MPa快速连接压裂管汇橇满足现场提速提效、安全生产要求,具有广阔的应用前景。

浅谈压裂电驱系统橇装房体的设计方案

压裂,是指采油或采气的过程中,利用水力作用,使油气层行程裂缝的一种方法。它将高压大排量具有一定粘度的液体挤入油气层,当把油气层压出许多裂缝后,加入支撑剂(如石英砂等)充填进裂缝,提高油气层的渗透能力,以增加油气产量。电驱压裂撬即通过电机驱动压裂泵,将传统的柴油发动机驱动变成电机直接驱动,并与目前最先进的网络通讯技术相结合,采用“即插即用”的模块式设计理念,实现了电驱压裂橇的智能化控制,极大降低了压裂成本及污染,提高了开采效率。

国内大型压裂装备发展现状及分析

随着国内压裂施工作业中压力和排量的不断增加,国内的压裂装备也朝着高压力和大排量的方向发展。列举了国内现阶段的几种典型的大型压裂装备与技术,包括车载压裂装备、涡轮驱动压裂装备、全液压驱动压裂装备、电驱压裂装备和橇装压裂装备,介绍了各项技术的特点和性能,并分析了各自的优势和不足。通过对比研究表明,压裂橇装技术比较成熟,且能适应当前压裂施工环境作业的要求。最后,结合压裂橇装设备的技术特点,提出了压裂橇装设备需要解决的关键技术难题,这对大型压裂橇装设备的研制具有一定的指导意义。

105MPa快速连接压裂管汇橇的研制与应用

多自由度快速连接压裂歧管橇实现了压裂歧管橇与压裂车之间的快速连接,解决了传统压裂歧管橇与压裂车之间的连接问题。该安装是劳动密集型且高效。低、高安全风险和不规则的安装布局缩短了压裂作业的准备时间并降低了劳动强度。该装置与压裂车连接时,允许压裂车进行位置调整,极大地方便了压裂现场的施工布局。该装置每个高压进口都设置有旋塞阀,能快速有效地隔离压裂管汇橇与故障车,降低了压裂施工作业风险。该装置采用模块化集成设计,既规范了压裂现场布局,又实现了橇装的快速拆装转运,具有广阔的推广应用前景。