YLC70-670型压裂车改造

程国栋

摘 要：为满足涪陵工区连续油管作业对压力、流量要求，改造了YLC70-670型压裂车柱塞泵，泵头柱塞的改造实现了二档最高50Mpa的输出压力，解决了压裂车配合连续油管施工中压力和流量无法同时满足要求的问题。该改造方案的应用，拓宽了该型号压裂车服务范围，具有广阔的应用前景。

关键词：压裂车：柱塞泵;柱塞

目前，我国石油工业面临的形势是新区勘探开发困难，老区增产挖潜还要做大量的工作，常规井网加密已经效果不大，油井增产成为提高油井产量的重要手段①。胜利石油管理局北部油区（河口、桩西、孤岛、孤东）地处疏松砂岩油藏，油井出水、出砂情况严重②，储藏层出砂和砂卡管柱频繁发生，严重时甚至造成油井死井，严重制约了北部油田的开发。解决储油层出砂和砂卡最有效的方法就是防砂、堵水作業③，YLC70-670型压裂车是实现防砂作业的主要设备，但近年来防砂、酸化、连续油管作业对设备提出了新的要求，设备存在的问题极大地影响了作业效率④。

1、问题分析并确定改进目标

涪陵工区需要压裂车进行打压、泵送作业，然而涪陵地区页岩气井井深、地层压力高，车辆满足压力要求的同时排量也要满足要求，长期以来，一直使用2500型压裂车执行任务，造成了极大地浪费。经调查，涪陵工区打压泵送作业排量要求400～450L/min，压力要求20～50MPa。从表2可以看出，YLC70-670型压裂车3ZB-670型柱塞泵正常工作（发动机转速1800r/min）时，一档压力满足要求而排量满足不了施工最低要求，二档排量满足要求而最高压力只有43MPa，也无法达到最高50MPa的要求。

根据现有柱塞泵的工作原理和结构特点，要使现有泵车达到施工要求，有两个方案可选：增大一档时流量或者增加二档时输出压力。

YLC70-670型压裂车所使用的3ZB-670型柱塞泵是径向柱塞泵，径向尺寸大，动力端结构复杂，改变偏心距难度非常大;经市场调查，各种规格的柱塞和与之配套的密封总成市场上可以买到，更换柱塞不会对柱塞泵造成不可修复性损伤，所以减小柱塞直径的方案可以实现。

2、设计

2.1 给定设计参数

参考表1中3ZB-670型柱塞泵在发动机1800r/min工作时的各项参数，给定设计参数，

柱塞泵二档闭锁运行条件下：

2.2 压强

3ZB-670型柱塞泵柱塞直径为100mm时，输出压强P，即

假设要达到50MPa的压强，柱塞的直径为dx ，柱塞面积为Sx 。

根据市场调查，市面上有与3ZB-670型柱塞泵配套的直径为90mm的柱塞总成，因此，改造的柱塞泵柱塞直径取90mm。此时，实际输出压强为

压强符合施工要求。

2.2 容积效率

3ZB-670型柱塞泵柱塞一个冲次柱塞腔排出液体的总容积就是柱塞泵的实际流量q，即

二档时3ZB-670型三缸柱塞泵柱塞流量为Q ， 即

2.3 排量

假设更换成直径为90mm的柱塞后，一个冲次柱塞泵的实际流量q改，即

符合施工时排量要求。

3、结论

2018年7月，两台YLC70-670型压裂车柱塞泵改造完成后即投入到涪陵工区，至2018年10月两台压裂车已正常工作超过1000小时，保证了连续油管项目施工正常进行，同时，为单位创造了良好的经济效益。

参考文献：

①谢桂学  周边脱砂压裂技术研究 南充 西南石油学院2001

②谢桂学  压裂防砂技术在胜利油田的研究和应用  石油勘探与开发2002

③万仁溥、罗英俊  采油技术手册（第七分册）：防砂技术 北京 石油工业出版社 1991

④靳保军  提高低渗油田裂缝导流能力系统试验研究报告 东营 胜利石油管理局1999

⑤YLC70-670型压裂车SJX5231TYL70使用说明书  湖北  中国石化集团江汉石油管理局第四机械厂 2013