840K液氮泵车技术效果分析和综合评价.pdf

第11期 ．．41．． 840K液氮泵车的技术效果分析及综合评价 付军刚，杜龙，王美琴 (川庆钻探长庆井下技术作业公司，陕西咸阳712000) [摘 要]通过直燃式840K液氮泵车机械系统的结构分析，对传动系统的效率、冷端能力的计算，着重分析了蒸发系统的结 构原理，并对设备进行了综合评价。 [关键词]直燃式；840K~氮泵车；蒸发器；效能评价 根据蒸发液氮方式 的不同，液氮泵设备分 量，第7挡位为最高排量，发动机转速调节 (转速 为直燃式和非直燃式。非直燃式，即热回收式， 范围为1500．21OOrpm，通过操作台上的发动机油 蒸发系统利用回收的柴油机产生的热量来蒸发液 门进行控制)。 氮 。 目前，400K液氮泵车 已是车载非直燃式的最 在设备作业过程 中，储罐中的液氮经由增 佳配置 ，这种系统用在小排量装置上效能较好， 压泵加压后进入三缸泵的进液管汇 ，缸泵吸入 但用在大排量装置上，则效能变差 。 口的供给压力为60psi，离心泵的排量大于提供 当大排量液氮蒸发装置采用这种蒸发系统 367．9Nm ／m氮气连续排量所需的泵送液氮的排 时，则需要采用更大的发动机，从而增加了整套 量。三缸泵排出的液氮经过直燃式蒸发器转变为 装置的重量和成本 。例如，一套在105MPa压力下 温度15℃．21℃的气体 (注 ：该排放温度 由操作人 氮气排量为240．9Nm ／m的非直燃式液氮蒸发装置 员预设)，由排放 阀流出。变速箱齿轮挡位和发 需一台约2205kW的发动机。设计在 105MPa压力 动机转速联合控制泵的转速和三缸泵的排量。蒸 下氮气排量大于157．7Nm。／m的经济高效的液氮蒸 发器风扇转速 自动匹配三缸泵排量，保持排放温 发装置 ，并非易事。 度为设定的温度。 840K液氮泵车为直燃式液氮泵车，施工排 2传动系统效率分析 量大，在压力为59．5MPa，达到最大施工排量 直燃式840K液氮泵车的机械传动系统与水力 367．9Nm ／m。设备基本施工能力约为 400K非直燃 压裂设备动力配置一样，增加液氮低压系统和液 式液氮泵车的2倍。 氮蒸发系统。 1840K液氮泵车的基本结构 2．1传动系统功率计算 84OK液氮泵车主要动力来源：车载卡特匹勒 CATC32柴油机额定功率：N额定=870kW CATC32发动机，通过阿里森9806传动箱将动力传 (1200hp)： 递给高压三缸柱塞液氮泵，在传动箱的顶部和侧 柴油机风扇消耗的功率：N风按额定功率的 部装备有动力启动单元 。驱动蒸发器风扇的液压 5％计算：N风=43．5kW； ． 泵 由项部动力启动单元启动，而侧部动力启动单 元启动供给集成块的液压泵，该集成块用于将此 空压机和发电机等消耗的功率：N空按额定功 泵的输 出分配给三联液氮泵润滑泵驱动马达、三 率的0．5％计算：N空=4．35kW； 联液氮泵刹车系统、开启和关闭液氮排出阀的液 润