ZYT5230TGY型供液车的研制

王维忠，王 敏，张子胜，江海军

（1．中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛 266580；2．中原特种车辆有限公司，河南濮阳 457001；3．中石化中原石油工程有限公司 钻井一公司，河南濮阳 457001）①

ZYT5230TGY型供液车的研制

王维忠1，王 敏2，张子胜2，江海军3

（1．中国石油大学（华东）储运与建筑工程学院，山东青岛 266580；2．中原特种车辆有限公司，河南濮阳 457001；3．中石化中原石油工程有限公司 钻井一公司，河南濮阳 457001）①

针对现有供酸设备不能满足大型酸化压裂作业的要求，研制开发了大排量并带液添功能的ZYT5230TGY型供液车。采用全液压控制，供酸系统及液添系统集中控制。整机排量大，压力高，可供多台压裂车施工作业。安装了多个流量检测装置，可对供酸系统和液添系统进行流量监测，为压裂作业提供准确的参数。同时具有外部通讯接口，可与仪表车进行通讯。

供液车；酸化压裂；集中控制；流量监测

酸化压裂是目前油井提升产量非常有效的方法之一，在多年的生产应用中已经得到证实。酸化压裂施工时要求在很短的时间内将大排量的酸性压裂液和支撑剂快速挤入油层，但安装在压裂车上的柱塞泵在高速运转时均存在自吸能力不足的情况，同时由于酸化压裂液具有一定的黏度，流动效果较低，造成柱塞泵容积效率［1］下降。另外由于井场限制，运输压裂液的设备不能与压裂车近距离摆放，只能延长管线长度，造成压裂车吸入管过长，在管程阻力的作用下更降低了压裂泵的自吸效果。为了解决上述问题，结合现场酸化压裂施工的实际需要，研制开发了ZYT5230TGY型供液车，采用二类底盘的车装式结构［2-3］，主要用于配套油田压裂作业［4］。

1 技术分析

1．1 工作原理与流程

ZYT5230TGY型供液车采用全液压驱动，台上柴油机的动力通过分动箱驱动液压系统。通过液压传动驱动2台砂浆泵及2台液添泵。2台砂浆泵规格相同，分别位于车身两侧；2台液添泵位于车后部，液添系统通过电液比例能够精确控制液添量［5］。传动系统原理如图1。

图1 动力传动系统原理

管汇系统原理图如图2所示。吸入管汇、排出管汇由由壬总成、手动蝶阀组成，液添系统由液添柜、液添泵、流量计、单向阀组成。

图2 管汇原理

吸入管汇与地面罐（酸罐）相连，排出管汇与压裂车相连。酸液通过分布于车两侧的砂浆泵吸入，通过管路到排出管汇，吸入至排出管汇之间加装气动蝶阀及流量计；2路液添系统精确控制液添量，既可独立工作，也可同时工作，液添系统出口加装单向阀，防止液体倒流。

1．2 结构特点

ZYT5230TGY型供液车的结构组成如图3。

图3 ZYT5230TGY型供液车结构

1．2．1 动力系统

发动机是供液车最关键的设备，现场的作业环境确定必须具备可靠性高的特点。采用瑞典原装进口的VOLVO全电脑控制电喷柴油发动机，性能可靠、动力强劲，具有高转速、高水温、低油压自动停机保护功能，并配有进气关断的紧急停机装置，符合油田的作业要求。

1．2．2 液压系统

配置4套独立的电控变量柱塞泵-定量柱塞马达液压系统，分别驱动2台耐磨耐腐砂浆泵及2台液添泵，实现液添及供液、排液功能，形成4个完全独立的工作单元。每个工作单元均为电液比例阀控制泵的排量，从而实现马达的无级调速，满足不同工况的需要。

1．2．3 气路系统

发动机驱动空压机产生压缩空气，为发动机紧急停机、蝶阀控制、气喇叭提供气源。

1．2．4 管汇系统

管汇系统包括砂浆泵吸入、排出管汇和液添泵吸入、排出管汇。所有管汇采用耐酸滚塑处理。各离心泵和蝶阀均采用内衬四氟乙烯材料的耐酸产品，保证整体的耐酸性。

1．2．5 液体添加剂柜

液体添加剂柜由容积为2 m3的2个隔舱组成，内壁作防腐处理，箱体底部分别布置1个出口与相应添加剂泵相连，出口管路直径分别为ø31．75 mm（1⅟⁴英寸）和ø76 mm（3英寸）。管路中各安装1个不锈钢球阀，用于控制通向2个液体添加剂泵管路的通断。液体添加柜下设放液口。每个隔舱均设有液位计。

1．2．6 液添系统

液添系统包含2台添加剂泵，其吸入口与液体添加剂柜相连。2台泵可单独工作，也可同时工作。每个泵安装1套流量计量装置。液添泵电液比例控制，可以精确调节液添量。

1．2．7 操作控制系统

操作控制系统由操作台和仪表箱组成。控制系统采用西门子PLC和显示屏，所有液路、气路控制单元、发动机控制装置、气动蝶阀、砂浆泵、添加剂泵的控制均集中于仪表箱内，操作方便。

1．3 主要技术参数

2 主要创新点和先进性

1） 采用2台大排量耐腐蚀砂浆泵，整机排量大，可实现同时供多台压裂车施工，满足大型压裂作业要求。

2） 该设备排出压力高，可有效解决压裂车与地面罐距离较远的问题（压裂施工井场受限）。

3） 整机安装了多个流量检测装置，可对每个离心泵和液体添加剂泵的流量进行瞬时测量和累计计量，为压裂作业提供了准确的参数。同时具有外部通讯接口，可方便地与仪表车进行通讯。

4） 整机全液压驱动，配置4套独立的电控变量柱塞泵-定量柱塞马达液压系统，每个工作单元均为电液比例控制泵的排量，从而实现液压马达的无级调速，满足不同工况的需要。

3 试验与应用情况

ZYT5230TGY型供液车经厂内试验，效果良好，各项参数达到设计要求。2011—2012，在川东北元坝3井、母家1井和重庆隆盛1井的压裂施工中使用了该供液车，液添精度及供液质量均满足作业要求，使用效果较好。其性能可靠、控制先进、功能齐全、操作方便等优点得到了用户的认可。

4 结语

ZYT5230TGY型供液车是根据市场发展的需要研制开发的新型供酸设备。该设备既能远距离泵送大排量酸液，又可实现液添功能。整车全液压驱动，集中控制，适应性强，可靠性高，可满足不同工况的多种作业要求。并且减轻了作业人员的劳动强度，既节省了成本又实现了环保，得到了用户的一致好评。

［1］谢永金，秦斌，胡泽辉．用于2000型压裂车的三缸泵和五缸泵实验研究［J］．石油矿场机械，2007，36（9）：70-72．

［2］蒋崇贤，徐达．专用汽车设计［M］．武汉：武汉汽车工业出版社，1994．

［3］徐灏．机械设计手册：第3卷［M］．北京：机械工业出版社，1991．

［4］王军，解庆，刘金荣．煤层气勘探开发设备配套方案建议［J］．石油矿场机械，2010，39（3）：79-82．

［5］章宏甲，黄宜．液压传动［M］．北京：机械工业出版社，2002．

Research for ZYT5230TGY Fluid Supply Truck

WANG Wei-zhong1，2，WANG Min2，ZHANG Zi-sheng2，JIANG Hai-jun3
（1．College of Transportation and Civil Engineering，China University of Petroleum，Qingdao 266580，China；2．ZYT Petroleum Equipment Co．，Ltd．，Puyang 457001，China；3．No．1 Drilling Company，Sinopec Zhongyuan Oilfield Service Corporation，Puyang 457001，China）

fluid supply truck；acid fracturing；centralized control；displacement monitoring

TE934．4

B

1001-3482（2014）05-0092-06

2013-12-11

王维忠（1973-），男，山东寿光人，高级工程师，博士研究生，主要从事石油机械产品设计及开发管理工作，E-mail：zytcwwz＠163．com。

Abstract：Aiming at the existing equipment that cannot meet the needs of large acid fracturing operation，users need acid-supply equipment urgently which with large displacement and liquid supply function．So the ZYT5230TGY fluid supply truck is developed．The full hydraulic control，acid-supply and fluid-fill system centralized control are adopted on the truck．The whole equipment has large displacement，high pressure，and can monitor the displacement of supply acid system and fluid supply system to offer accurate parameter for fracturing operation．At the same time，it have external communication interface to communicate with the instrumentation truck．