2500型（YL140-1860）压裂泵车结构、操作与维护.doc

25002500 型 型 YL140 1860YL140 1860 压裂泵车 压裂泵车 结构 操作与维护结构 操作与维护 目录 ii 目目 录录 缩写说明缩写说明 第一章第一章 结构与组成结构与组成 1 1 一 概述一 概述 1 1 二 工作原理二 工作原理 3 3 三 压裂泵车的编号及型号说明三 压裂泵车的编号及型号说明 5 5 四 四 25002500 型压裂泵车性能参数型压裂泵车性能参数 7 7 1 1 总体尺寸及重量 总体尺寸及重量 7 2 2 整车工作性能参数整车工作性能参数 8 柱塞直径柱塞直径 3 3 3 4 3 4 的性能参数的性能参数 8 柱塞直径柱塞直径 4 的性能参数的性能参数 10 柱塞直径柱塞直径 4 1 2 的性能参数的性能参数 12 柱塞直径柱塞直径 5 的性能参数的性能参数 14 五 设备组成五 设备组成 1717 1 1 装载底盘 装载底盘 18 2 2 动力系统 动力系统 22 3 3 底盘取力装置 底盘取力装置 28 4 4 传动轴及刹车装置 传动轴及刹车装置 34 5 5 冷却系统 冷却系统 35 6 6 压裂泵 压裂泵 38 7 泵的润滑 泵的润滑 41 8 8 排出管汇 排出管汇 43 9 9 吸入管汇 吸入管汇 44 1010 加热装置 加热装置 45 1111 气压系统 气压系统 52 1212 控制和仪表系统 控制和仪表系统 53 1313 安全保护装置 安全保护装置 62 目录 iii 第二章第二章 操作使用及维护保养操作使用及维护保养 6565 一 操作前的检查一 操作前的检查 6565 1 1 载车底盘 载车底盘 65 2 2 动力链 动力链 65 3 3 5ZB 28005ZB 2800 压裂泵压裂泵 65 4 4 液力系统 液力系统 66 5 5 气压系统 气压系统 66 6 6 超压保护 超压保护 66 7 7 其它 其它 66 二 压裂施工前的准备及注意事项二 压裂施工前的准备及注意事项 6767 三 设备的操作三 设备的操作 6969 1 1 压裂车的工作压力和工作档位 压裂车的工作压力和工作档位 69 2 2 底盘发动机启动 底盘发动机启动 71 3 3 液力系统启动 液力系统启动 71 4 4 电控系统介绍及操作说明 电控系统介绍及操作说明 72 5 5 泵车自动控制系统计算机操作说明 泵车自动控制系统计算机操作说明 75 6 6 泵车自动控制系统的特点 泵车自动控制系统的特点 76 7 7 按键功能说明 按键功能说明 77 8 8 泵车自动控制系统软件界面说明 泵车自动控制系统软件界面说明 81 信息屏面信息屏面 83 主运行屏面主运行屏面 85 单泵车运行屏面单泵车运行屏面 99 单泵车校准屏面单泵车校准屏面 1 1 102 单泵车校准屏面单泵车校准屏面 2 2 104 附录附录 I I DDCDDC 综合仪表操作说明综合仪表操作说明 106 DDCDDC 柴油机电控系统发动机故障代码表柴油机电控系统发动机故障代码表 107 四 停泵程序四 停泵程序 117117 目录 iv 五 操作后设备的检查和清洗五 操作后设备的检查和清洗 118118 六 维护保养六 维护保养 119119 1 1 日常或作业前的维护保养程序 日常或作业前的维护保养程序 119 2 2 周维护保养程序 周维护保养程序 119 3 3 月维护保养程序 月维护保养程序 119 4 底盘维护保养 底盘维护保养 120 5 5 系统动力链和冷却系统 系统动力链和冷却系统 121 6 6 28002800 型泵系统型泵系统 122 7 7 液力系统 液力系统 123 8 8 各种润滑剂的规格和用量 各种润滑剂的规格和用量 130 七 零件图册七 零件图册 133133 动力系统 动力系统 G02000000071AA 动力系统 动力系统1 6 134 传动箱管路 传动箱管路 G02010000018AA 动力系统 动力系统2 6 137 传动箱冷却系统 传动箱冷却系统 G02130000013AA 动力系统 动力系统3 6 139 传动箱回油管路 传动箱回油管路 G02130000013AA 动力系统 动力系统4 6 141 预润滑系统 预润滑系统 G02010000028AA 动力系统 动力系统5 6 142 燃油系统 燃油系统 G02120000033AA 动力系统 动力系统6 6 144 散热器安装 散热器安装 G05010000030AA 散热器 散热器1 2 147 散热器管路 散热器管路 G02010000017AA 散热器 散热器2 2 149 泵总成的安装 泵总成的安装 G04000000104AA 152 底盘取力装置 底盘取力装置 G07000000081AA 153 前传动轴总成前传动轴总成 155 传动轴总成 传动轴总成 G03010000032AA 156 排出管汇 排出管汇 G07000000081AA 157 安全管汇 安全管汇 G07000000080AA 159 吸入管汇 吸入管汇 G06000000079AA 161 启动管路 启动管路 G08090000020AA 液压系统 液压系统1 3 162 冷却管路 冷却管路 G08060000022AA 液压系统 液压系统2 3 165 目录 v 回油管路 回油管路 G08160000053AA 液压系统 液压系统3 3 168 气压系统 气压系统 G21040000014AA 171 控制系统接线图控制系统接线图 173 动力端润滑系统动力端润滑系统1 2 G09010200016AA 174 动力端润滑系统动力端润滑系统2 2 G09010200010AA 177 液力端润滑系统液力端润滑系统1 2 G09020000015AA 179 液力端润滑系统液力端润滑系统2 2 G09020100005AA 181 加热炉总成 加热炉总成 G24020000008AA 182 目录 vi 缩写说明缩写说明 本手册采用下列缩写 缩 写单 位 Ib 磅 kg 千克 ft 英尺 m 米 in 英寸 min 分 bbl 桶 kw 千瓦 hp 马力 Mpa 兆帕 大于 1 英寸 25 4 mm 1ft 英尺 0 3048 m 100C 摄氏度 5 9x F 32 F 华氏度 1gal 美加仑 3 785 L 1 bbl 美桶 42 gal 159 L 1psi 0 007 MPa 1N m 0 738 lb ft 1hp 马力 0 745 kw 1kw 1 341 hp 概述 结构与组成 1 第一章第一章 结构与组成结构与组成 一 概述一 概述 2500 型压裂泵车是将泵送设备安装在自走式卡车底盘上 用来执行高压力 大排量的油井增产作业 该装置由底盘车和上装设备两部分组成 底盘车除完成 整车移运功能外还为车台发动机启动液压系统和压裂车风扇冷却系统提供动力 上装部分是压裂泵车的工作部分 主要由发动机 液力传动箱 压裂泵 吸入排 出管汇 安全系统 燃油系统 压裂泵润滑系统 电路系统 气路系统 液压系 统 仪表及控制系统等组成 2500 型压裂泵车的工作原理是通过底盘车发动机动力驱动车台发动机的启动 马达 使车台发动机工作 车台发动机所产生的动力 通过液力传动箱和传动轴 传到压裂泵动力端 驱动压裂泵进行工作 混砂车供给的压裂液由吸入管汇进入 压裂泵 经过压裂泵增压后由高压排出管排出 注入井下实施压裂作业 压裂车的操作控制通过机旁控制箱或远控箱进行 控制箱 远控箱 对发动 机的控制主要包括 发动机启动 油门增减 停机和紧急停机等 同时有发动机 高水温 低油压故障指示灯和实时数据显示 发动机转速显示等 对液力传动箱 的的控制主要包括 传动箱换挡 闭锁 解锁和刹车操作 同时显示液力传动箱 闭锁状态以及对液力传动箱高油温低油压故障指示灯和实时数据显示等 对压裂 泵的控制主要是通过设置压裂泵最高工作压力值来控制压裂泵工作压力 同时在 控制箱上显示压裂泵的工作压力和工作排量 并能显示压裂泵润滑油压和润滑油 温等故障报警和实时数据显示等 概述 结构与组成 2 2500 型压裂泵车配有自动超压保护装置和机械超压保护安全阀两套系统 自 动超压保护装置采用电控形式 施工作业前根据现场作业的压力需要设定压力保 护值 当实际工作压力超过设定值时 超压保护装置给出控制信号 并在控制箱 上出现超压报警 柴油机根据控制信号自动回到怠速状态 并自动启动刹车系统 当超压设定解除后 可以重新启动发动机和压裂泵进行工作 机械超压保护安全 阀是根据压力泵车的最高工作能力予先设定的最高压力保护值 在自动超压保护 装置失灵的情况下 工作压力达到设备最高压力的情况下 机械式安全阀卸压 起到安全保护的功能 机械式安全阀在卸压完成后 可以自动进行关闭 2500 型压裂泵车主要用于油气田深井 中深井的各种压裂作业 它可以单机 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 每台设备通 过数据线进行连接 设备之间相互串联形成环形网络 各台设备的发动机 传动 箱 压裂泵等信号和数据通过网络进行双向传递 从而实现数据共享 联机作业 过程中可以对单车和多车进行编组 通过事先对作业流程进行编组并设置各阶段 流程 实现各组设备自动排量和自动压力控制流程 施工作业参数可以通过仪表 车进行采集和打印 也可以通过任何一台控制箱上的采集数据口 使用笔记本采 集施工作业参数 工作原理 结构与组成 3 二 工作原理二 工作原理 整套设备通过如下方式实现其功能 2500 型压裂泵车采用车载结构 底盘车 件 1 经过加装特殊设计的副粱用 于承载上装部件和道路行驶 采用的重型车桥和加重钢板可以保证压裂车适应油 田特殊道路行驶 底盘变速箱和发动机取力器 件 2 驱动液压系统 启动车台 发动机并为车台发动机冷却水箱 件 5 提供动力 冷却水箱风扇由液压马达驱动 风扇转速可随发动机水温高低自动实现低速 和高速运转 同时还可以采用手动控制方式实现风扇定速控制 整个冷却系统由 五部分组成 第一是为车台发动机钢套水提供冷却 第二是为车台发动机中冷器 提供冷却 第三是为压裂泵动力端润滑油提供冷却 第四为发动机的燃油提供冷 却 第五为液压系统液压油提供冷却 第六为液力传动箱润滑油提供冷却 采用 热交换器 车台发动机 件 3 的额定功率为 3000HP 为压裂泵 件 9 提供动力 保 证压裂泵的输出功率达到 2500HP 与发动机配套使用的液力传动箱 件 6 的功 能是为适应不同工作压力和输出排量变换工作档位 改变输出轴的速度 以适 应施工作业的要求 液力传动箱润滑油的冷却采用热交换器的方式 通过发动机 的水与变速箱的润滑油进行热交换方式实现冷却 传动轴 件 7 主要用于连接 动力装置 前传动轴负责变扭器和变速箱的连接 后传动轴用于连接变速箱和压 工作原理 结构与组成 4 裂泵两部分 工作原理 结构与组成 5 为保证压裂车在施工过程中的安全 该车设置有两套安全系统 件 8 第一 采用压力传感器 将施工中的压力变化转化为 4 20mA 电流的变化 施工前首先 设定工作安全压力 当工作压力达到设定压力值时 超压保护装置输出信号给发 动机 在控制器得到信号后会立即使发动机回到怠速状况 并立即使变速箱置于 刹车状态 防止压裂泵继续工作 第二 采用机械式安全阀 产品在出厂时根据 设备的承压最高值进行调定 其功能是在施工作业或者试压过程中 压力达到调 定之后 安全阀会自动开启泄压 当泄压完成后 安全阀会自动关闭 该安全阀 的设定是为了保护压裂泵和整个高压管汇系统的安全 固定在整车尾部的吸入管汇 件 10 采用两路直通结构 施工过程中可以根 据现场施工车辆的布置情况灵活接入一根或者二根上水管线 直通斜向结构既有 利于液体的吸入 又便于施工完成后的管线清理 排出管汇 件 11 采用 140MPa 的高压直管和活动弯头 施工作业时可以将直管移动到地面并与地面管汇 或其它设备进行连接 压裂车的控制系统采用网络控制方式 通过车台上网络控制箱 件 4 进行 集中或远程控制 网络控制箱通过设置在压裂车上的各路传感器采集显示和控制 信号 经过数字化处理后可以在压裂机组的每一台设备上进行远程显示和控制 通过随机配置的采集软件采集和分析施工作业状态 并可以通过设备分组和分阶 段流程控制 实现整套压裂机组的自动排量控制和自动压力控制 液压系统 件 12 第一部分是柴油机启动系统 它来自于汽车底盘取力器驱 动的液压泵 采用双液压启动马达同时实现启动 第二部分是风扇液压系统 通 过底盘发动机取力 驱动多通道水箱风扇马达 风扇速度可以通过设置在发动机 和传动箱上的温控开关实现自动开启 压裂车润滑系统 件 13 包括动力端和液力端润滑系统 动力端采用连续式 压力润滑 通过变扭器取力器驱动的润滑泵提供润滑油 液力端柱塞 盘根采用 气压式连续压力润滑 设备挂挡后可以自动启动盘根润滑 当传动箱置于刹车档 位时系统将自动关闭液力端润滑系统 编号及型号说明 结构与组成 6 三 压裂泵车的编号及型号说明三 压裂泵车的编号及型号说明 2500 型压裂泵车编号根据压裂车的最高工作压力和最大输出水功率两个参数 确定 其中最高压力是压裂泵采用最小柱塞时的额定压力 参数的单位均为公制 产品编号 YL140 1860 YL 压裂泵车 140 压裂车最高工作压力为 140MPa 20000PSI 选用 3 3 4 柱塞 1860 压裂车最大输出水功率 1860KW 2500HP 产品型号及名称 SJX5440TYL140 型压裂车 型号说明 SJX 5 44 0 T YL 140 最大工作压力 140 MPa 压裂车 特种结构 设计顺序号 车辆总质量 45t 专用车代码 石油专用车 企业名称代号 第四石油机械厂 产品编号参照中华人民共和国石油天燃气行业标准 SY T5211 2003 压裂 成套设备 执行 编号及型号说明 结构与组成 7 图 1 1 2500 型压裂泵车示意图 性能参数 结构与组成 8 四 四 2500 型压裂泵车性能参数型压裂泵车性能参数 1 1 总体尺寸及重量 总体尺寸及重量 表 1 1 2500 型压裂车尺寸及重量 项项 目目参参 数数 总长 mm 12200 总宽 mm 2500 总高 mm 4200 底盘前悬 mm 1510 底盘轮距 mm1630 5550 1450 底盘后悬 mm 1650 前桥重量 kgf 16200 后桥重量 kgf 28800 整机重量 kgf 45000 转弯半径 m 17 5 离去角 20 防护栏 接近角 31 爬坡度 23 离地间隙 mm前 364 后 340 最高时速80 公里 小时 电子限速 重心位置 mmX 后桥中心前 2595 Y 地面上 1792 Z 中心右 20 性能参数 结构与组成 9 2 2 整车工作性能参数整车工作性能参数 2500 型压裂泵车可以根据施工区域的状况选用 3 3 4 5 的柱塞 在最 高压力和最大排量之间进行选择 以下分别列出相应柱塞的性能参数及工作曲线 柱塞直径柱塞直径 3 3 3 4 3 4 的性能参数的性能参数 项项 目目参参 数数 柱塞直径 95 25 3 3 4 最高工作压力 140 MPa 对应工作排量 0 76 m3 min 最大排量 2 17 m3 min 对应工作压力 51 5 MPa 压裂泵输出水功率 2500 HP 1860 kw 排量排量压力压力传动箱传动箱 档位档位 冲次冲次发动机转速发动机转速 GPMM3 MINPSIMPa 52 99 15001010 384 20000 137 90 56 52 16001080 409 20000 137 90 60 05 17001150 435 20000 137 90 63 59 18001220 460 20000 137 90 一档一档 67 12 19001280 486 20000 137 90 66 35 15001270 480 20000 137 90 70 77 16001350 512 20000 137 90 75 19 17001440 544 20000 137 90 79 61 18001520 576 20000 137 90 二档二档 84 04 19001610 608 20000 137 90 83 11 15001590 602 20000 137 90 88 65 16001700 642 20000 137 90 94 19 17001800 682 20000 137 90 99 73 18001910 722 20000 137 90 三档三档 105 27 19002010 762 20000 137 90 98 28 15001880 711 18242 125 78 104 83 16002000 759 18171 125 29 111 38 17002130 806 18108 124 85 117 94 18002260 854 18052 124 47 四档四档 124 49 19002380 901 18002 124 12 123 36 15002360 893 14533 100 20 131 59 16002520 953 14476 99 81 五档五档 139 81 17002671 012 14426 99 47 性能参数 结构与组成 10 148 03 18002831 072 14382 99 16 156 26 19002991 131 14342 98 89 153 80 15002941 113 11657 80 37 164 06 16003141 188 11611 80 06 174 31 17003331 262 11571 79 78 184 56 18003531 336 11535 79 54 六档六档 194 82 19003731 410 11503 79 32 189 48 15003621 372 9462 65 24 202 12 16003871 463 9425 64 98 214 75 17004111 555 9392 64 76 227 38 18004351 646 9363 64 56 七档七档 240 01 19004591 738 9337 64 38 236 85 15004531 715 7569 52 19 252 64 16004831 829 7540 51 99 268 44 17005131 943 7514 51 81 284 23 18005442 058 7490 51 65 八档八档 300 02 19005742 172 7470 51 50 3 3 3 3 4 4 性性能能曲曲线线 40 60 80 100 120 140 0 000 501 001 502 002 50 排量 m3 min 压力 MPa 上表所列数据以容积效率为 100 计算 性能参数 结构与组成 11 柱塞直径柱塞直径 4 的性能参数的性能参数 项项 目目参参 数数 柱塞直径 101 6 4 最高工作压力 123 MPa 对应工作排量 0 867 m3 min 最大排量 2 47 m3 min 对应工作压力 45 3 MPa 压裂泵输出水功率 2500 HP 1860 kw 排量压力 传动箱档位冲次 发动机转 速GPMM3 MINPSIMPa 52 99 15001150 436 17578 121 20 56 52 16001230 466 17578 121 20 60 05 17001310 495 17578 121 20 63 59 18001380 524 17578 121 20 一挡 67 12 19001460 553 17578 121 20 66 35 15001440 546 17578 121 20 70 77 16001540 583 17578 121 20 75 19 17001640 619 17578 121 20 79 61 18001730 656 17578 121 20 二档 84 04 19001830 692 17578 121 20 83 11 15001810 685 17578 121 20 88 65 16001930 730 17578 121 20 94 19 17002050 776 17578 121 20 99 73 18002170 821 17578 121 20 三档 105 27 19002290 867 17578 121 20 98 28 15002140 810 16033 110 55 104 83 16002280 863 15970 110 12 111 38 17002420 917 15915 109 73 117 94 18002570 971 15866 109 40 四档 124 49 19002711 025 15822 109 09 123 36 15002681 016 12773 88 07 131 59 16002861 084 12723 87 73 139 81 17003041 152 12679 87 42 148 03 18003221 219 12640 87 15 五档 156 26 19003401 287 12605 86 91 153 80 15003351 267 10245 70 64 164 06 16003571 351 10205 70 36 174 31 17003791 436 10170 70 12 六档 184 56 18004021 520 10138 69 90 性能参数 结构与组成 12 194 82 19004241 605 10110 69 71 189 48 15004121 561 8316 57 34 202 12 16004401 665 8283 57 11 214 75 17004671 769 8255 56 92 227 38 18004951 873 8229 56 74 七档 240 01 19005221 977 8206 56 58 236 85 15005151 951 6653 45 87 252 64 16005502 081 6627 45 69 268 44 17005842 211 6604 45 53 284 23 18006182 341 6583 45 39 八档 300 02 19006532 471 6565 45 27 4 4 性性能能曲曲线线 40 60 80 100 120 140 0 000 501 001 502 002 50 排量 m3 min 压力 MPa 上表所列数据以容积效率为 100 计算 性能参数 结构与组成 13 柱塞直径柱塞直径 4 1 2 的性能参数的性能参数 项项 目目参参 数数 柱塞直径 114 3 4 1 2 最高工作压力 97 5 MPa 对应工作排量 1 097 m3 min 最大排量 3 128 m3 min 对应工作压力 35 8 MPa 压裂泵输出水功率 2500 HP 1860 kw 排量排量压力压力 传动箱档位传动箱档位冲次冲次 发动机转发动机转 速速GPMM3 MINPSIMPa 52 99 15001460 552 13889 95 76 56 52 16001560 589 13889 95 76 60 05 17001650 626 13889 95 76 63 59 18001750 663 13889 95 76 一挡一挡 67 12 19001850 700 13889 95 76 66 35 15001830 692 13889 95 76 70 77 16001950 738 13889 95 76 75 19 17002070 784 13889 95 76 79 61 18002190 830 13889 95 76 二档二档 84 04 19002310 876 13889 95 76 83 11 15002290 866 13889 95 76 88 65 16002440 924 13889 95 76 94 19 17002590 982 13889 95 76 99 73 18002751 040 13889 95 76 三档三档 105 27 19002901 097 13889 95 76 98 28 15002711 025 12668 87 35 104 83 16002891 093 12619 87 00 111 38 17003071 161 12575 86 70 117 94 18003251 229 12536 86 44 四档四档 124 49 19003431 298 12501 86 20 123 36 15003401 286 10092 69 59 131 59 16003621 372 10053 69 31 139 81 17003851 457 10018 69 08 148 03 18004081 543 9987 68 86 五档五档 156 26 19004301 629 9960 68 67 153 80 15004241 603 8095 55 81 164 06 16004521 710 8063 55 60 174 31 17004801 817 8035 55 40 六档六档 184 56 18005081 924 8011 55 23 性能参数 结构与组成 14 194 82 19005372 031 7988 55 08 189 48 15005221 975 6571 45 30 202 12 16005572 107 6545 45 13 214 75 17005912 239 6522 44 97 227 38 18006262 370 6502 44 83 七档七档 240 01 19006612 502 6484 44 71 236 85 15006522 469 5256 36 24 252 64 16006962 634 5236 36 10 268 44 17007392 798 5218 35 98 284 23 18007832 963 5202 35 87 八档八档 300 02 19008263 128 5187 35 77 4 4 5 5 性性能能曲曲线线 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 501 001 502 002 503 003 50 排量 m3 min 压力 MPa 上表所列数据以容积效率为 100 计算 性能参数 结构与组成 15 柱塞直径柱塞直径 5 5 的性能参数的性能参数 项目项目参数参数 柱塞直径 127 5 最高工作压力 78 9 MPa 对应工作排量 1 355 m3 min 最大排量 3 861 m3 min 对应工作压力 29MPa 压裂泵输出水功率 2500 HP 1860 kw 排量排量压力压力 传动箱档位传动箱档位冲次冲次 发动机转发动机转 速速GPMM3 MINPSIMPa 52 99 15001800 682 11250 77 57 56 52 16001920 727 11250 77 57 60 05 17002040 773 11250 77 57 63 59 18002160 818 11250 77 57 一挡一挡 67 12 19002280 864 11250 77 57 66 35 15002260 854 11250 77 57 70 77 16002410 911 11250 77 57 75 19 17002560 968 11250 77 57 79 61 18002711 025 11250 77 57 二档二档 84 04 19002861 082 11250 77 57 83 11 15002831 070 11250 77 57 88 65 16003011 141 11250 77 57 94 19 17003201 212 11250 77 57 99 73 18003391 283 11250 77 57 三档三档 105 27 19003581 355 11250 77 57 98 28 15003341 265 10261 70 75 104 83 16003561 349 10221 70 47 111 38 17003791 434 10186 70 23 117 94 18004011 518 10154 70 01 四档四档 124 49 19004231 602 10126 69 82 123 36 15004191 588 8175 56 37 131 59 16004471 694 8143 56 15 139 81 17004751 799 8115 55 95 148 03 18005031 905 8090 55 78 五档五档 156 26 19005312 011 8067 55 62 153 80 15005231 979 6557 45 21 164 06 16005582 111 6531 45 03 174 31 17005932 243 6509 44 88 六档六档 184 56 18006272 375 6489 44 74 性能参数 结构与组成 16 194 82 19006622 507 6471 44 61 189 48 15006442 439 5322 36 70 202 12 16006872 601 5301 36 55 214 75 17007302 764 5283 36 43 227 38 18007732 926 5267 36 31 七档七档 240 01 19008163 089 5252 36 21 236 85 15008053 048 4258 29 36 252 64 16008593 252 4241 29 24 268 44 17009133 455 4226 29 14 284 23 18009663 658 4213 29 05 八档八档 300 02 190010203 861 4202 28 97 5 5 性性能能曲曲线线 20 30 40 50 60 70 80 90 0 501 001 502 002 503 003 504 00 排量 m3 min 压力 MPa 上表所列数据以容积效率为 100 计算 性能参数 结构与组成 17 设备组成 结构与组成 18 五 设备组成五 设备组成 2500 型压裂泵车主要由 装载底盘 带发动机驱动液压油泵 车台发动机 及散热水箱系统 液力传动箱 传动轴 压裂泵总成 排出管汇 吸入管汇 安 全系统 液压系统 燃油系统 气路系统 润滑系统 包括压裂泵动力端和液力 端润滑 电路系统 仪表控制台 远程控制系统 预加热系统等几大部分组成 设备组成 结构与组成 19 1 1 装载底盘 装载底盘 2500 型压裂泵车装载底盘选用 Mercedes Benz ACTROS 4150 8X8 底盘配 置状况参照下表 车体尺寸轴距 7180 mm 允许总车重 车辆底盘质量 48 000Kg 13200kg 不含副梁 15 000Kg 含副梁 前桥及悬挂第一桥 驱动桥 带轮边减速 9000Kg 第二桥 驱动桥 不带轮边减速 9000Kg 前钢板 2x9000Kg 不对称抛物线钢板 前一二桥带自动负荷分配器 选配前桥轮间差速锁 增强驱动能力及附着力 后桥及悬挂第三桥 驱动桥带轮边减速 16 000Kg 第四桥 驱动桥带轮边减速 16 000Kg 配 18 000 Kg x 2 加硬抛物线钢板悬挂 双后桥间距扩 大为 1450mm 桥间及轮间差速锁 桥间及轮边双级减速 离地间隙高 承载能力强 后桥防侧翻稳定杆为加强型 设备组成 结构与组成 20 轴距 转弯半径 在 7300mm 时 8x8 为 17 5m 发动机奔驰 OM502 LA V8 涡轮增压中冷 功率 503 马力 370KW 1800 转 扭矩 2400 牛顿米 1080 转 满足欧洲 III 号排放标准 发动机智能控制系统 智能保养系统 单体泵电子控制高压力喷射 1800BAR 自动巡航系统及限速系统 发动机辅助制动系统及排气制动系统 比油耗 190 克 千瓦小时 发动机噪音控制欧洲高标准 CM96 20 变速箱奔驰 G240 16 16 9 0 69 全同步变速箱 16 个前进挡 2 个倒挡 智能换档 变速箱机油冷却器 分动箱型号 VG2400 3W 分动箱机油冷却器 适合经常使用前加力 离合器OM502LA2x400 毫米干式双片离合器 制动系统前后鼓式制动器 ABS 选择智能换档时必选 双回路压缩空气制动 发动机辅助制动系统及排气制动系统 加热式长效压缩空气干燥器 适合温差大的地区 制动间隙自动调节 快速手刹释放系统 油箱400l 左侧及 990l 右侧铝制油箱 连通 燃油预热启动系统 油路配强力加热式油水分离器 设备组成 结构与组成 21 轮胎前胎为 12 00R24 米其林 XZY 越野用轮胎 204G22 后胎为 12 00R24 米其林 XZY 越野用轮胎 204G22 备胎一只 电气系统发电机 28V 80A 电瓶 2x12V 220Ah 12V 接口 驾驶室安全型中型驾驶室 后储物箱 驾驶室不配后窗 强 力空调 驾驶员气悬可调座椅 收音机录放机 望地 镜 副司机后视镜电动可调 电动车窗 随车工具袋 轮胎气压计 雾天行车超强卤素灯 充气软管 千斤 顶 警示三角 灯泡一盒 内遮阳板 燃油消耗实时 显示系统 仪表盘图表式清晰显示系统 国际标准公制单位 驾驶室液压翻转装置 智能保养系统故障诊断显示系统 柔性保养提示系统 无需定公里保养 维修检测辅助判断系统 性能 接近角 离去角 离地间隙 最高时速 爬坡能力 tg 31 度 34 度 前离地间隙 364mm 后离地间隙 340mm 107 公里 小时 85 公里电子限速 减速比 I 5 33 48 5 总车重为 48 吨时 取力器取力器 1 发动机全功率取力 速比 1 1 45 平法兰 取力器 2 变速箱取力器 直接插泵 N05 NH2 全程调速 特配发动机参数设定模块 PSM 取力器转换开关在驾驶室内 设备组成 结构与组成 22 其它特殊配置 适合恶劣路况的驾驶室减震系统 适合恶劣路况的钢板悬挂系统 进气道多级过滤系统 方滤芯 自动复位熔断器 进气道火焰启动 驾驶室顶部气喇叭 驾驶室喷漆 红色 MB 3626 资料零件光盘共 2 套 中文操作及保养手册每车 1 套 上装改装指导手册 特殊改装要求轴距加长至 7180mm 后悬加长至 1650mm 特殊设计整体式副大梁 200mm 高 电源总开关 设备组成 结构与组成 23 2 2 动力系统 动力系统 动力系统主要由车台发动机和液力传动箱 消音器安装 传感器 发动机和 液力传动箱附件以及安装支座等组成 整套系统通过发动机前后支座和变速箱前后支座与底盘副粱连接 发动机和 变速箱两部分通过传动轴进行连接 2500 型压裂泵车选用的车台发动机为 DDC MTU 16V4000 发动机具体的结 构及特点请参阅相关的发动机资料 设备组成 结构与组成 24 DDC MTU 16V4000 DDC MTU 16V4000 T1637K39T1637K39 发动机配置发动机配置 额定功率 2235 kW 3000 BHP 1900 r min 峰值扭矩 9184 lb ft 1650 r min 最高转速 2000 r min 发动机类型 4 冲程 电子系统 DDEC IV 电压 24 V 单排气管直径 14 in 双排气管直径 10 in 排气温度 840 F 448 C 燃油泵 Electronic 燃油消耗 142 5 gal hr 进气量 6887 ft3 min 涡轮增压器进气管尺寸 8 in 设备组成 结构与组成 25 机油流量 124 gal min 机油压力 88 lb in2 怠速机油压力 50 lb in2 一级燃油滤尺寸 30 microns 二级燃油过滤器尺寸 8 microns 最大燃油进口温度 140 F 60 C 最大燃油泵吸入能力 6 in Hg 清洁系统 12 1 in Hg 不清洁系统 最大燃油回油压力 7 lb in in2 活塞冷却方式 喷射式 压缩比 13 7 1 平均活塞速度 2369 ft min 涡轮增压器 BTV8507 发动机尺寸 118 41X62 51X68 36 in 干重 15615 lb 7083 Kg 湿重 16598 lb 7528 Kg 设备组成 结构与组成 26 发动机功率曲线发动机功率曲线 发动机扭矩曲线发动机扭矩曲线 设备组成 结构与组成 27 TWIN TWIN DISC DISC 传动箱配置传动箱配置 2500 型压裂泵车传动箱采用 TWIN DISC 传动箱作为配置方案 变速箱型号 TWIN DISC TA90 8501 最大输入功率 2235 kW 3000HP 最大扭矩 12880 N m 最高转速 2100 r min 变矩器型号 TWIN DISC 8FLW 2302 TDEC 400 控制器 满足 SAE J1939 data link 标准并提供 R232 标准网络接口 电压 24V 直流 SAE 0 连接 下部取力口 用于驱动压裂泵动力端润滑系统 设备组成 结构与组成 28 变速箱采用电控换档方式 变速箱传动比 I1 4 47 1 i2 3 57 1 i3 2 85 1 i4 2 41 1 i5 1 92 1 I6 1 54 1 i7 1 25 1 i8 1 00 1 i9 0 8 1 不用 变速箱内部设有自动刹车装置 其功能是防止输出轴由于惯性带动压裂泵运 转 设备组成 结构与组成 29 3 3 底盘取力装置 底盘取力装置 为保证压裂车的动力输出和施工作业的可靠性 满足长时间施工作业要求 2500 型压裂车采用车载底盘发动机和台上发动机共同取力的方式 保证压裂车动 力的功率储备 该装置通过底盘发动机上取力器驱动液压系统为车台发动机风扇 冷却系统提供动力 风扇驱动油泵与底盘取力口通过传动轴进行连接 取力器连 接尺寸为 BENZ NA125 型式 发动机取力器发动机取力器 取力器型号 NMV200 代码 N56 旋转方向 逆时针 设备组成 结构与组成 30 设备组成 结构与组成 31 项目极限扭矩安装长度螺栓连接孔螺栓分布圆直径 取力传动轴 3500N M 400 70mm 8x 10 25101 5 设备组成 结构与组成 32 变速箱取力器变速箱取力器 设备组成 结构与组成 33 起动液压系统起动液压系统 对于 MTU DDC 16V4000 DDEC 发动机而言 起动方式一般有三种方式 电起 动 气起动和液压起动 其中电起动方便 成本低廉 缺点是在冬天起动比较困 难 气起动方便可靠且成本低廉 在冬天起动比较容易 缺点是泵本车无法解决 气源问题 需要外接气源 液压起动方便可靠 在冬天起动比较容易 而且车本 身可以解决油源问题 缺点是需要一整套液压油箱 液压泵 阀件及其附件 成 本比较高 但是为了使 MTU DDC 16V4000 DDEC 发动机起动方便可靠 特别是在 寒冷的冬天可靠的起动发动机 我们最终选择液压起动方式 液压起动马达采用 双液压马达起动 液压泵是根据不同的底盘来选择 对于 BENZ 4150 底盘而言 为了保证液压 系统在安全的范围下工作 采用板式溢流阀与叶片泵直接安装 在液压系统进油和回油管路上装有滤清器 这样保证了液压油清洁 减少液 压系统故障 在油箱进油口和回油口分别装有球阀和单向阀 从而更加方便对液 压系统进行维护 起动液压系统通过底盘取力器提供动力 车台发动机启动完成后可以关闭底 盘操作台上的取力器开关 设备组成 结构与组成 34 风扇液压系统风扇液压系统 2500 型压裂泵车采用卧式水箱驱动方式 驱动水箱的动力为液压马达 动力 由发动机取力器驱动 通过传动轴连接液压泵 系统中配装有冲洗阀 主要目的 是 第一 带走闭式系统中热量 第二 冲走闭式系统中部分脏污 整个风扇液压系统具有手动温控和自动温控功能两种方式 手动控制功能 当发动机起动后 无论发动机水温或变扭器油温 液压系统油温是多少 水箱的 风扇旋转的速度保持在 600r min 自动温控功能 当发动机起动后 水箱风扇进 行慢速旋转 速度为 200r min 控制系统内预先设定了各控制系统的开启温度 当发动机水温 传动箱油温 液压系统油温其中任何一个温度达到设定温度后 其温度开关发出电信号 使液压泵斜盘在大角度下工作 从而使水箱风扇加速到 600r min 工作 当系统温度降到设定点后 控制系统给出信号使液压泵斜盘在小 角度下工作 从而使水箱风扇降到 200r min 工作 注意 注意 为保证压裂车的正常工作 作业时必须开启底盘取力器的开关 风扇为保证压裂车的正常工作 作业时必须开启底盘取力器的开关 风扇 液压系统的控制速度是基于底盘发动机转速液压系统的控制速度是基于底盘发动机转速 1200r min1200r min 的情况下达到的控制速度 的情况下达到的控制速度 在极端条件下 可以通过底盘的在极端条件下 可以通过底盘的 GPSGPS 巡航系统调高发动机的转速 巡航系统调高发动机的转速 在液压系统进油和回油管路上分别装有的滤清器 可以保证液压油清洁 减 少液压系统故障 在液压油箱进油口和回油口分别装有球阀和单向阀 从而更加 方便对液压系统进行维护 设备组成 结构与组成 35 4 4 传动轴及刹车装置 传动轴及刹车装置 变扭器与变速箱之间采用前传动轴连接 变速箱与压裂泵之间采用后传动轴 连接 以保证操作者的安全 每个传动轴周围均安装有可拆卸的护罩 刹车装置内置于传动箱的内部 通过控制系统进行控制 项目连续运转扭矩安装长度螺栓连接孔螺栓分布圆直径 前传动轴 27100N M610mm8x 18 11314 后传动轴 48000N M1118mm10 x 22 1310 设备组成 结构与组成 36 5 5 冷却系统 冷却系统 2500 型压裂泵车采用 DDC MTU 16V4000 柴油发动机 额定功率 2235KW 3000 HP 与 TWIN DISC TA90 8501 变速箱连接后驱动 SJ 5ZB 2800 五 缸压裂泵工作 为使动力系统具有一定的功率储备 采用底盘驱动风扇冷却系统 根据车载 2500 型压裂泵车各冷却系统的散热要求 冷却器的传热特性以及 车体空间布置 系统管路的连接等情况 冷却系统由一套卧式散热器系统和一套 油水热交换器系统所组成 卧式散热器系统 图 1 分为发动机钢套水冷系统 中冷器冷却系统 燃油冷却系统 液压油冷却系统以及压裂泵动力端冷却系统等 5 个相互独立的冷却系统 其中燃油冷却系统 液压油冷却系统 压裂泵动力端 冷却系统组合构成第一层散热器 第二层散热器由缸套水冷系统 中冷器冷却系 统组成 散热器冷却流程 冷却空气先冷却第一层油散热器组合后 再冷却第