涡轮压裂设备的运行方法和涡轮压裂设备技术

提供一种涡轮压裂设备的运行方法和一种涡轮压裂设备。涡轮压裂设备包括涡轮发动机、减速机、刹车机构和压裂泵，涡轮压裂设备的运行方法包括：涡轮发动机通过减速机驱动压裂泵进行压裂作业以使压裂泵处于运行状态，压裂泵被配置为吸入第一压力的流体并被配置为排出第二压力的流体，第二压力大于第一压力；响应于怠速指令，涡轮发动机进入怠速状态，并触发刹车使得压裂泵处于非运行状态。该涡轮压裂设备的运行方法，怠速指令使涡轮发动机进入怠速状态，并触发刹车，利于涡轮压裂设备快速投入与响应，利于涡轮压裂设备快速再次运行，提高涡轮发动机运行的可靠性和压裂井场可靠性。涡轮发动机运行的可靠性和压裂井场可靠性。涡轮发动机运行的可靠性和压裂井场可靠性。

【技术实现步骤摘要】
涡轮压裂设备的运行方法和涡轮压裂设备


[0001]本公开至少一实施例涉及一种涡轮压裂设备的运行方法和一种涡轮压裂设备。

技术介绍

[0002]涡轮压裂设备原理是涡轮发动机与减速箱直接连接，通过减速箱连接压裂泵以驱动压裂泵。例如，压裂泵包括柱塞泵。

技术实现思路

[0003]本公开的至少一实施例提供一种涡轮压裂设备的运行方法和一种涡轮压裂设备。
[0004]本公开的至少一实施例提供一种涡轮压裂设备的运行方法，所述涡轮压裂设备包括涡轮发动机、减速机、刹车机构和压裂泵，所述方法包括：所述涡轮发动机通过所述减速机驱动所述压裂泵进行压裂作业以使所述压裂泵处于运行状态，所述压裂泵被配置为吸入第一压力的流体并被配置为排出第二压力的流体，所述第二压力大于所述第一压力；以及响应于怠速指令，所述涡轮发动机进入怠速状态，并触发刹车使得所述压裂泵处于非运行状态。
[0005]例如，涡轮压裂设备的运行方法还包括：在所述压裂泵排出的所述第二压力的流体的压力大于超压保护值的情况下，触发超压指令，所述超压指令触发所述怠速指令。
[0006]例如，涡轮压裂设备的运行方法还包括：在所述压裂泵处于运行状态之前，响应于启动指令，启动所述涡轮发动机，所述启动指令触发所述怠速指令，以使得在所述涡轮发动机的启动过程中，所述涡轮发动机处于所述怠速状态。
[0007]例如，涡轮压裂设备的运行方法还包括：在所述压裂泵处于所述运行状态时，响应于解除运行指令解除所述压裂泵的所述运行状态，其中，所述解除运行指令触发所述怠速指令。
[0008]例如，人工手动输入所述解除运行指令，解除所述压裂泵的所述运行状态；或者，根据报警保护程序触发所述解除运行指令以解除所述压裂泵的所述运行状态，所述报警保护程序包括在所述压裂泵的润滑油的压力低于第一预设值、所述压裂泵的润滑油的温度高于第二预设值、所述减速机的润滑油的压力低于第三预设值至少之一的情况下触发所述解除运行指令。
[0009]例如，涡轮压裂设备的运行方法还包括：响应于急停指令停止作业，其中，所述急停指令触发所述怠速指令，触发所述急停指令包括急停保护程序触发急停指令和人工判断紧急情况，在急停保护程序未触发的前提下，触发急停指令至少之一，所述急停保护程序包括在所述涡轮发动机的润滑油的压力低于第四预设值，所述涡轮发动机的振动幅度高于第五预设值，所述涡轮发动机的排气温度高于第六预设值至少之一的情况下触发所述急停指令。
[0010]例如，涡轮压裂设备的运行方法，还包括：响应于停止指令以停止作业并使所述涡轮压裂设备停机，其中，所述停止指令触发所述怠速指令。
[0011]例如，所述怠速指令触发刹车指令，响应于所述刹车指令，触发所述刹车。
[0012]本公开的至少一实施例还提供一种涡轮压裂设备，采用上述任一涡轮压裂设备的运行方法运行。
[0013]例如，所述减速机包括减速箱，所述减速机和所述压裂泵通过传动轴相连，所述刹车机构包括刹车片和刹车块，所述刹车块设置在所述减速箱上，所述刹车片与所述传动轴相连，所述刹车块由液压单元驱动。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
[0015]图1是本公开的实施例提供的一种涡轮压裂设备的示意图。
[0016]图2是本公开的一实施例提供的一种涡轮压裂设备的刹车机构的立体示意图。
[0017]图3是本公开的一实施例提供的一种涡轮压裂设备的刹车机构的侧视图。
[0018]图4是本公开的一实施例提供的一种涡轮压裂设备的运行方法的示意图。
[0019]图5为本公开的一实施例提供的一种涡轮压裂设备的示意图。
[0020]图6为本公开的一实施例提供的一种涡轮压裂设备的示意图。
具体实施方式
[0021]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0022]除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语包括物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0023]压裂作业对于压裂设备有两个基本要求。首先，热车阶段不能有排量输出，只有在需要的时候才能启动压裂泵，提供排量。其次，紧急情况下，包含超压情况，需要紧急切断输出，也就是需要压裂泵与前端脱离，避免发生事故。
[0024]在一些已有的压裂设备中，设置离合器。然而，由于离合器不能在高速啮合的特性，必须在启动之前才能啮合离合器，否则会损坏离合器。从而，离合器的应用是启动之前啮合，需要排量的时候，启动涡轮发动机；遇到紧急情况，离合器脱离，压裂泵受惯性作用停止或者受井口的负载停止。
[0025]涡轮压裂设备采用离合器实现快速脱离，但是存在一定的问题。首先，离合器必须在设备启动之前结合，这就限制了离合器的使用范围，只能在启动之前结合，如果超压后再次结合，就需要停机，无法实现设备快速启动。其次，在超压保护之后，离合器使压裂泵与减
速机快速脱离，瞬间失去负载，有使涡轮发动机飞车的可能，给涡轮发动机带来风险；当然，这时候压裂泵受惯性作用停止或者受井口的负载停止，对后端也有一定影响。再次，离合器的特性是不适合频繁启停，容易造成密封损坏，使用寿命短，造成维护成本增加。
[0026]图1是本公开的实施例提供的一种涡轮压裂设备的示意图。如图1所示，涡轮压裂设备包括涡轮发动机1、减速机2、扭矩限制器3、传动机构4、以及压裂泵5。如图1所示，涡轮发动机1、减速机2、扭矩限制器3、传动机构4、以及压裂泵5顺次连接，构成涡轮压裂设备的传动系统。例如，传动机构4包括联轴器。例如，压裂泵5包括柱塞泵。例如，压裂泵5被配置为吸入低压力的压裂流体并将其增压以形成高压力的压裂流体。高压力的压裂流体的压力大于低压力的压裂流体的压力。低压力的压裂流体也可称作吸入流体，高压力的压裂流体也可称作排出流体。低压力的压裂流体可称作第一压力的流体。高压力的压裂流体可称作第二压力的流体。例如，压裂泵5被配置为吸入第一压力的流体并被配置为排出第二压力的流体，第二压力大于第一压力。例如，在本公开的一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种涡轮压裂设备的运行方法，所述涡轮压裂设备包括涡轮发动机、减速机、刹车机构和压裂泵，所述方法包括：所述涡轮发动机通过所述减速机驱动所述压裂泵进行压裂作业以使所述压裂泵处于运行状态，所述压裂泵被配置为吸入第一压力的流体并被配置为排出第二压力的流体，所述第二压力大于所述第一压力；以及响应于怠速指令，所述涡轮发动机进入怠速状态，并触发刹车使得所述压裂泵处于非运行状态。2.根据权利要求1所述的涡轮压裂设备的运行方法，还包括：在所述压裂泵排出的所述第二压力的流体的压力大于超压保护值的情况下，触发超压指令，其中，所述超压指令触发所述怠速指令。3.根据权利要求1所述的涡轮压裂设备的运行方法，还包括：在所述压裂泵处于运行状态之前，响应于启动指令，启动所述涡轮发动机，其中，所述启动指令触发所述怠速指令，以使得在所述涡轮发动机的启动过程中，所述涡轮发动机处于所述怠速状态。4.根据权利要求1
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3任一项所述的涡轮压裂设备的运行方法，还包括：在所述压裂泵处于所述运行状态时，响应于解除运行指令解除所述压裂泵的所述运行状态，其中，所述解除运行指令触发所述怠速指令。5.根据权利要求4所述的涡轮压裂设备的运行方法，其中，人工手动输入所述解除运行指令，解除所述压裂泵的所述运行状态；或者，根据报警保护程序触发所述解除运行指令以解除所述压裂泵的所述运行状态，所述报警保护程序包括在所述压裂泵的润滑油的压力低于第一预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛竹青，张日奎，张鹏，王建伟，王吉华，纪晓磊，
申请(专利权)人：烟台杰瑞石油装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：