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第2章 压裂车机组2．1 压裂机组概述压裂、酸化施工作业是改造油气藏的重要手段之一，压裂施工是通过注入高压流体使井底地层形成具有足够大小的填砂裂缝，以增加油气的流动性，提高油气采收率的一种有效方法，对于低渗透油气井需要借助于压裂和酸化作业才能达到稳产的目的这些工艺都要通过压裂设备来完成，所以压裂设备的发展直接影响着压裂、酸化工艺的发展一套压裂设备包括多台压裂泵车、1~2台混砂车、一台压裂仪表车、地面管汇和其他辅助设备在施工过程中混砂车将压裂液、支撑剂和各种添加剂混合完成后，通过连接管汇提供给多台压裂泵车，压裂泵车将混合液进行增压，通过高压管汇汇集后注入井底，压裂仪表车对作业全过程进行监控并进行施工分析和记录2．2 常用压裂泵车压裂车泵主要由运载底盘、车台柴油机、传动机构、泵体传动等四大件组成压裂泵是压裂车的工作主机现场施工对压裂车的技术性能要求很高，压裂车必须具有压力高、排量大、耐腐蚀、抗磨损性强等特点2．2．1 YL70-670型压裂车（700型） 1．整车概况 YL70-670型压裂车的工作只要是通过车台发动机（CAT C-18）、传动箱（艾利逊S6610M）、卧式三缸单作用柱塞泵来实现的，整个过程的控制都可以在操作室内完成。

压裂车装有自动保护装置在进行压裂施工作业时，操作人员可将仪表台上的工作压力进行设定，当实际工作压力超过这一设定压力时，超压保护装置可立刻使车台发动机回到怠速状态YL70-670型压裂车还具有泵工作排量的实时显示功能，因此操作非常方便该设备工作压力高、排量大，可用于浅井、中深井、深井的小型压裂、酸化作业，也可用于压井、洗井、冲砂等施工作业其最大工作压力为65MPa，最大理论排量为1.58m/min2．标准配置 YL70-670型压裂车主要由车载底盘、车台发动机（CAT C-18）、传动箱（艾利逊S6610M）、3ZB70-670型卧式三缸柱塞泵、计量罐（2m3）、气路系统、润滑系统、电路系统、管汇系统、操作室等组成3．主要技术性能参数（表2-1）表2-1 YL70- 670压裂车性能参数压裂车型号YL70- 670压裂车最大工作压力（MPa）65最大工作流量（L/min-1）1580柱塞泵的最大输入功率（kW）670整机外形尺寸（mm）：长宽高约3875mm2500mm3800mm轴距（mm）5050+14504．主要配置及其参数 （1）载车底盘：YL70-670型压裂车底盘配备北方奔驰（ND125F50J66国Ⅲ），发动机型号为WP10.375，功率为276kW，最大扭矩为1460Nm，车辆的最大速度为84km/h。

2）车台发动机：采用CAT C18型车台发动机，该柴油机的功率为522kW（700hp），电启动方式3）车台传动箱：配有艾里逊（ALLISON）S6610M型机械液力传动箱该机械液力传动箱的参数如下：最大输入功率： 503 kW（675hp）；最高输入转速： 2500r/min；最大输入扭矩： 3075Nm；传动箱传动比： i1=4.00；i2=2.68；i3=2.01；i4=1.35；i5=1.0；i6=0.67该车的六档一般不用4）柱塞泵总成：该车采用3ZB70-670型卧式三缸柱塞泵（柱塞直径为Φ101.6mm），柱塞泵由动力端和液力端两部分组成该泵的性能参数见表2-2：表2-2 3ZB70-670型柱塞泵的性能参数档位传动比冲次流量（L/min）压力（MPa）14.00803956522.681195874332.011597853241.3523711702151.00320158015 动力端由小齿轮轴、主轴、泵壳、连杆、十字头等部件组成其动力传动方向是：小齿轮通过一对齿轮传到主轴上，主轴通过连杆、十字头将动力传递到液力端。

动力端的最大输入功率为670kW，输入扭矩为11926 Nm，齿轮齿形为渐开线，齿轮的传动比为5.619，曲轴的偏心距为101.6mm，齿轮、曲轴和支撑轴承采用齿轮泵强制润滑，润滑油压为0.1~0.5MPa液力端主要由泵头体、柱塞、盘根、吸入排出凡尔及凡尔座、排出管口、吸入管口等组成泵头体采用整体式合金锻件泵液力端结构紧凑，易损件更换方便5）仪表：该车的仪表主要是对施工过程的超高压预警进行设置、零点校准、赠以修正超高压预警设置：该控制仪可任意设置超压报警值，一旦压力超过预先设置的超压报警线，该控制仪立即输出超高压报警信号，控制车辆进入怠速状态零点校准：该控制仪可校准信号零点，以免在测量中出现误差增益修正：该控制仪通过修改参数，可修改输入信号的放大倍数此外，该控制仪可模拟压裂施工过程，输出超压复位信号在寒冷的气候条件下，可采取加温措施，一旦温度达到可工作的温度，自动停止加温，该控制仪具有防水防震功能6）吸入管汇：吸入管主要配备4"主管线，有四个吸入口，其中一个吸入口与计量罐底部的管口相连，另外三个分别在车尾和柱塞泵前侧，其管口的开启是由4"启动蝶阀来控制的7）排出管汇：排出管分为两个通路。

一个通路是从泵排出口通过旋塞阀排入计量罐中，另一个通路是从排出口直接排到地面管汇，上排部分由2"高压管汇、2"旋塞阀、2"球阀等高压元件组成下排部分由2"高压管汇、2"旋塞阀等高压元件组成排出管汇的实验压力为65MPa8）润滑系统：润滑系统由动力端润滑系统和液力端润滑系统两个部分组成动力端润滑系统由动力端润油泵、动力端润滑油箱、液压管线油压表、油滤器、溢流阀、回油管等组成动力端润滑系统的润滑油从液力机械传动箱取力的液压油泵提供润滑系统的回油靠油自流来实现液力端润滑系统由液力端润滑油箱、压力表、气动隔膜泵、油水分离器、润滑油管线、分配阀、油槽、滤清器等组成9）气路系统：本车的气路系统由车台发动机提供气源，其功能主要是为气动隔膜泵提供动力、为蝶阀的开闭提供动力10）空调系统：操作室内安装有空调，空调压缩机由发动机驱动11）操作台：操作台由操作室和操作仪表组成操作台是整车的控制中心12）电路系统：电路系统为整车的控制部分，电路系统的各电器元件主要集中在操作室内的仪表台上5．整车特点 YL70- 670压裂车在作业时，底盘发动机可停止工作，作业动力室靠车台动力装置提供的在作业状态时，动力传递是由发动机经液力机械传动箱、传动轴到压裂用柱塞泵的动力端，动力端通过主轴上的连杆带动液力端的柱塞作往复运动，动力端润滑油通过液力机械传动箱取力的润滑油泵提供，液力端润滑系统的润滑油通过空气压缩机提供的气源，带动液力端润滑油箱上的气动隔膜泵工作。

压裂车的操作和控制都在操作室内进行，整车的操作和控制非常方便，设备安装有自动超压保护装置，当柱塞泵的实际排出压力值超过预先设定的压力值时，该装置能够使发动机回到怠速状态，以确保设备和人身安全，操作室前后配有照明灯，适合夜间作业2．2．2 BL1600型压裂车（1650型）1．整车概况 BL1600型压裂车是由美国SS公司制造的该设备工作压力高、排量大，可用于浅井、中深井、深井的小型压裂、酸化作业，也可用于压井、洗井、冲砂等施工作业其最大工作压力为103.4MPa，最大排量1.515m3/min最大理论的工作只要是通过车台发动机、传动箱（ALLISON CLT9880型）、卧式三缸单作用柱塞泵来实现的，整个过程的控制都可以在操作室内完成压裂车装有自动保护装置在进行压裂施工作业时，操作人员可将仪表台上的工作压力进行设定，当实际工作压力超过这一设定压力时，超压保护装置可立刻使车台发动机回到怠速状态该泵车的具体作业参数见表2-3：表2-3 BL1600型压裂车作业参数表传动器档位1234567锁定状态总传动比23.8217.0913.9811.2510.108.076.353发动机额定转速，r/min2050205020502050205020502050泵冲数min-186.1120.0146.6182.2203.0245.0322.7排量系数0.950.950.950.950.950.950.95泵排量m3/min0.4040.5630.6880.8550.9531.1931.515最大工作压力，MPa103.4103.4103.483.574.859.847.1输出水功率，KW699974118911931193119311932．主要配置（1）载车底盘：使用美国国际收割机公司制造的IHC COF5870/64型底盘车，发动机型号为DDA6V-92TA，属于二冲程、涡轮增压、二次冷却式柴油机，功率为246kW/2100 rpm，最大扭矩1304Nm /1200 rpm。

（2）台上发动机：使用美国底特律柴油机阿里逊公司制造的DDA 16V-149TI型柴油机，柴油机类型为二冲程、涡轮增压、中间冷却式柴油机、16缸、V型排列，额定功率为1342kW（1800HP）/2050rpm，最大扭矩为7022Nm/600 rpm3）传动箱：使用ALLISON CLT9880型变速器，类型为单级，多相，三元件，行星齿轮式液力变矩器，最大输入转速为2100r/min，最大输入净扭矩为6649Nm，最大输入净功率为1268kW，锁定转速为1500r/min，可以进行手动、远控或电动换挡4）压裂泵：配备美国OPI公司制造的OPI1800AWS型三缸单作用柱塞泵额定功率为1342kW（1800HP），柱塞直径为101.6mm，冲程为203.2mm，动力端减速比为6.353，最大工作泵冲数为330min-1，液力端最大工作压力为123.5MPa，3．结构特点（1）该车前后均无拖车钩，现场作业中需要拖车时不便此外，液压油箱排出管线位置太低，越野行驶中易碰坏，油箱位置太高、加油不方便；随车面板裸露，易受气候影响2）该车在工作压力103.4MPa下能输出排量0.688m3/min，其水功率高达119kW，适用于大型高压压裂、酸化作业。

此外该车压裂泵柱塞推力可达1001kN，相应液力端最高工作压力可达123.5MPa，因而具有一定超负荷能力特殊情况下，如果能把排出管汇工作压力相应提高，该车可在123.5MPa压力下短期工作3）压裂泵须保证吸入压力不低于345kPa，否则会产生气蚀，降低泵头使用寿命，尤其在高压作业和泵注高粘度液体时，更为严重4）现场作业前，应对使用的全部管汇按工作压力进行试压，以确保作业顺利与安全2．2．3 YL105－1490型压裂车（2000型） 1．整车概况 YL105－1490型压裂车（2000型）是一种在底盘车上装有一台卧式三缸高压柱塞泵或五缸高压柱塞泵的移动设备如SJX5360TYL105压裂车上安装的是三缸柱塞泵，SJX5341TYL105压裂车上安装的是五缸柱塞泵图2-1 2000型压裂泵车1—底盘车 2—液压系统 3—车台发动机冷却水箱 4—网络控制箱 5—车台发动机 6—液力传动箱 7—刹车装置 8—传动轴 9—压裂泵 10—吸入管汇 11—排出管汇该该压裂车主要由底盘车和车台两部分组。