CN104196613A - 一种压裂车冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种压裂车冷却装置。所述压裂车集成冷却装置的支架用螺栓通过减震垫与连接座和底盘大梁连接架相连接，底盘大梁连接架下方装有控制装置和装有带润滑油油温传感器的润滑油箱，车大梁的下部装有带燃油油温传感器的燃油箱，车大梁的上前部装有带液压油油温传感器的液压油箱，液压油箱的下部装有电控变量液压泵，电控变量液压泵与带有水温传感器的发动机相连接，发动机的另一侧装有带传动箱油温传感器的传动箱。卧式散热器上分别装有发动机水冷却装置、动力端冷却装置、液压冷却装置、燃油冷却装置和传动箱冷却装置。该装置采用卧式结构且集中散热方式，合理布置冷却系统的管路，满足车载压裂设备重量及安装空间的要求。

Description

一种压裂车冷却装置

技术领域

   本发明涉及到油井压裂设备领域，特别涉及到一种压裂车冷却装置。

背景技术

压裂车冷却装置是压裂车的一个重要组成部分，直接关系到压裂车的整车使用效率。由于国内没有超过2000hp的大功率车用发动机，因此国内的大型压裂设备上的动力配置全部采用进口发动机以及传动箱。而由于国外的道路状况较好，压裂设备的整车长度和质量不受限制，设备多采用拖车结构，因此国外配置的冷却系统采用立式结构；而国内的道路状况不好，限制了压裂车的质量和整车长度，冷却系统如果也采用国外动力配套厂家提供的立式冷却系统，是不能满足车载压裂车关于质量和体积限制，整车的移动性能无法适应我国油田道路工况的要求。

压裂车立式冷却系统均为风冷，由车台发动机或底盘发动机提供动力，采用液压马达驱动风扇冷却系统，为压裂车上的发动机缸套水、中冷器水、传动箱油、动力端润滑油和液压油冷却。风扇冷却系统的转速由液压马达决定，主要有两种方式：一种风扇转速始终恒定，另一种风扇有高低速（250rpm和750rpm）两个档位，这两种风扇冷却系统按压裂车设定的转速工作。风扇冷却系统的转速不能根据环境温度的变化和设备使用状况的变化进行调节，冷却系统存在较大的功率浪费。例如在寒冷的冬天或设备使用功率低于额定功率的50％时，系统产生的热量较小，风扇没有必要高速运转而消耗能量。另一方面在风扇马达启动时，风扇转速瞬时增加到额定转速，冲击较大，容易损坏马达花键轴，设备维护保养难度和费用增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压裂车冷却装置，其目的一为：采用卧式结构并集成发动机、传动箱、液压箱、润滑油箱和燃油箱的冷却为一体；目的二为：解决车载设备的重量及体积的限制，使压裂车能有较好的通过行驶性能。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种压裂车冷却装置，包括发动机缸套水冷却装置、发动机中冷水冷却装置、卧式散热器、膨胀水箱、液位计、马达、风扇、出水口、动力端冷却装置、液压冷却装置、燃油冷却装置、传动箱冷却装置、支架、减震垫、底盘大梁连接架、电控变量液压泵、液压油箱、发动机、传动箱、燃油箱、可编程控制器、放大器、润滑油箱、压裂车集成冷却装置和控制装置，所述压裂车集成冷却装置的支架用螺栓通过减震垫与连接座相连接，连接座焊接在底盘大梁连接架上，底盘大梁连接架下方装有控制装置，控制装置的一侧装有带润滑油油温传感器的润滑油箱，压裂车大梁的下部装有带燃油油温传感器的燃油箱，压裂车大梁的上前部装有带液压油油温传感器的液压油箱，液压油箱的下部装有电控变量液压泵，电控变量液压泵与带有水温传感器的发动机相连接，发动机的另一侧装有带传动箱油温传感器的传动箱。

所述的压裂车集成冷却装置在支架的上部装有发动机缸套水冷却装置，发动机缸套水冷却装置的上部一侧装有带液位针的膨胀水箱，另一侧装有出水口，发动机缸套水冷却装置的下部装有发动机中冷水冷却装置，发动机中冷水冷却装置的下部装有卧式散热器，卧式散热器的下部装有与电机相连接的风扇，马达用管线与电控变量液压泵相连接。

所述的卧式散热器上分别装有发动机水冷却装置、动力端冷却装置、液压冷却装置、燃油冷却装置和传动箱冷却装置。

所述的发动机中冷水冷却装置左侧开有发动机缸套进水口、中冷水进水口和中冷水出水口，卧式散热器左侧面开有润滑油进油口、润滑油出油口、液压油进油口和液压油出油口，卧式散热器的右侧面开有传动箱进油口、传动箱出油口、燃油进油口和燃油出油口。

所述的控制装置内装有可编程控制器和放大器，可编程控制器分别用数据线与液压油油温传感器、水温传感器、传动箱油温传感器、燃油箱油温传感器和润滑油油温传感器相连接，放大器用导线与电控变量液压泵相连接。

本发明的积极效果为：

1、该装置采用卧式结构，采用液压系统驱动，传动平稳，控制可靠；采用集中散热方式，在满足系统冷却能力的基础上，合理布置冷却系统的管路，减轻冷却系统的重量，满足车载压裂设备质量及安装空间的要求，使车载压裂设备在国内油田具有良好的通过行驶性，从而加快大型压裂设备国产化的步伐；

2、在发动机、动力端润滑、传动箱、液压油箱和燃油箱处分别设有温度传感器，与可编程控制器、电控变量液压泵相联，实现风扇、马达的无级调速及温度自动控制，降低了发动机的功率损耗，从而达到节能的目的；无级调速使设备启动时风扇更平稳，延长了风扇驱动轴寿命。

附图说明

图1、压裂车冷却装置结构示意图；

图2、压裂车集成冷却装置主视图；

图3、卧式散热器俯视图；

图4、压裂车集成冷却装置左视图；

图5、压裂车集成冷却装置右视图；

图6、压裂车冷却装置控制流程框图。

具体实施方式

下面结合附图1-6进一步说明本发明的具体实施方式。

参见图1-6，工作前，首先检查支架24是否用螺栓25与焊在底盘大梁连接架28上的连接座27连接牢固，同时检查减震垫26是否装好，在控制装置43中的可编程控制器38内输入液压油油温传感器31、水温传感器33、传动箱传感器35、燃油油温传感器37和润滑油油温传感器41的参数控制值。工作时，发动机缸套水冷却装置1中的冷却水由发动机缸套进水口13进入发动机32中进行内部循环，然后再进入卧式散热器3中，通过散热通道将水中热量散发，使水冷却，最后从出水口8中排出。发动机中冷水冷却装置2的冷却水从中冷水进水口14进入发动机32中进行内部循环，然后再进入卧式散热器3中，通过散热通道将水中热量散发，最后从中冷水出水口15中排出。压裂车集成冷却装置42上部所装的膨胀水箱4，用于发动机缸套水冷却装置1和发动机中冷水冷却装置2的补水及排出冷却水中的气体，安装的液位计5用于观察冷却系统内的水位的高低。润滑油箱40中的润滑油从润滑油进油口16进入动力端冷却装置9中散热，散热后润滑油由润滑油出油口17流回到润滑油箱40中。液压油箱30中的液压油从液压油进油口18进入液压冷却装置10中散热，散热后的液压油由液压油出油口19流回到液压油箱30中。传动箱34中的油从传动箱进油口20进入传动箱冷却装置12中散热，散热后由传动箱出油口21流回传动箱34中。燃油箱36中的燃油从燃油进油口22进入燃油冷却装置11中散热，散热后由燃油出油口23流回燃油箱36中。

压裂车冷却装置通过安装在液压油箱30上的液压油油温传感器31感应液压冷却装置10中的温度，通过安装在发动机32上的水温传感器33感应发动机缸套水冷却装置1、发动机中冷水冷却装置2中的温度，通过安装在传动箱34上的传动箱油温传感器35感应传动箱冷却装置12中的温度，通过安装在燃油箱36上的燃油箱油温传感器37感应燃油冷却装置11中的温度，通过安装在润滑油箱40上的润滑油油温传感器41感应动力端冷却装置9中的温度。压裂车工作时，上述五个温度传感器分别测量发动机水温、燃油系统油温、动力端润滑油温、传动箱油温和液压油温，并将测量数值通过数据线输入可编程控制器38中，可编程控制器38接收到5个不同介质的温度模拟信号后，通过对5个温度值进行上、下限分析比较后，输出所需的电压信号，通过放大器39将可编程控制器38输出的电压信号转换成电流信号，并经导线输出至电控变量液压泵29处，此时电控变量液压泵29根据需要驱动卧式散热器3上的马达6，且带动风扇7转动，开始对动力端冷却装置9、液压冷却装置10、发动机缸套水冷却装置1、发动机中冷水冷却装置2、燃油冷却装置11和传动箱冷却装置12进行散热冷却。通过调节电控变量液压泵29的流量，即可改变卧式散热器3上的马达6和风扇7的转速，从而实现马达6和风扇7转速的自动控制。

以上所述仅是本发明的非限定实施方式，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思和不作出创造性劳动的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种压裂车冷却装置，包括发动机缸套水冷却装置（1）、发动机中冷水冷却装置（2）、卧式散热器（3）、膨胀水箱（4）、液位计（5）、马达（6）、风扇（7）、出水口（8）、动力端冷却装置（9）、液压冷却装置（10）、燃油冷却装置（11）、传动箱冷却装置（12）、支架（24）、减震垫（26）、底盘大梁连接架（28）、电控变量液压泵（29）、液压油箱（30）、发动机（32）、传动箱（34）、燃油箱（36）、可编程控制器（38）、放大器（39）、润滑油箱（40）、压裂车集成冷却装置（42）和控制装置（43），其特征在于：所述压裂车集成冷却装置（42）的支架（24）用螺栓（25）通过减震垫（26）与连接座（27）相连接，连接座（27）焊接在底盘大梁连接架（28）上，底盘大梁连接架（28）下方装有控制装置（43），控制装置（43）的一侧装有带润滑油油温传感器（41）的润滑油箱（40），压裂车大梁的下部装有带燃油油温传感器（37）的燃油箱（36），压裂车大梁的上前部装有带液压油油温传感器（31）的液压油箱（30），液压油箱（30）的下部装有电控变量液压泵（29），电控变量液压泵（29）与带有水温传感器（33）的发动机（32）相连接，发动机（32）的另一侧装有带传动箱油温传感器（35）的传动箱（34）。

2.根据权利要求1所述的压裂车冷却装置，其特征在于：所述的压裂车集成冷却装置（42）在支架（24）的上部装有发动机缸套水冷却装置（1），发动机缸套水冷却装置（1）的上部一侧装有带液位针（5）的膨胀水箱（4），另一侧装有出水口（8），发动机缸套水冷却装置（1）的下部装有发动机中冷水冷却装置（2），发动机中冷水冷却装置（2）的下部装有卧式散热器（3），卧式散热器（3）的下部装有与马达（6）相连接的风扇（7），马达（6）用管线与电控变量液压泵（29）相连接。

3.根据权利要求1或2所述的压裂车冷却装置，其特征在于：所述的卧式散热器（3）上分别装有动力端冷却装置（9）、液压冷却装置（10）、燃油冷却装置（11）和传动箱冷却装置（12）。

4.根据权利要求1所述的压裂车冷却装置，其特征在于：所述的发动机中冷水冷却装置（2）左侧开有发动机缸套进水口（13）、中冷器进水口（14）和中冷器出水口（15），卧式散热器（3）左侧面开有润滑油进油口（16）、润滑油出油口（17）、液压油进油口（18）和液压油出油口（19），卧式散热器（3）的右侧面开有传动箱进油口（20）、传动箱出油口（21）、燃油进油口（22）和燃油出油口（23）。

5.根据权利要求1所述的压裂车冷却装置，其特征在于：所述的控制装置（43）内装有可编程控制器（38）和放大器（39），可编程控制器（38）分别用数据线与液压油油温传感器（31）、水温传感器（33）、传动箱油温传感器（35）、燃油箱油温传感器（37）和润滑油油温传感器（41）相连接，放大器（39）用导线与电控变量液压泵（29）相连接。