YLC70-670型壓裂車改造

程國棟

摘 要：為滿足涪陵工區連續油管作業對壓力、流量要求，改造了YLC70-670型壓裂車柱塞泵，泵頭柱塞的改造實現了二檔最高50Mpa的輸出壓力，解決了壓裂車配合連續油管施工中壓力和流量無法同時滿足要求的問題。該改造方案的應用，拓寬了該型號壓裂車服務范圍，具有廣闊的應用前景。

關鍵詞：壓裂車：柱塞泵;柱塞

目前，我國石油工業面臨的形勢是新區勘探開發困難，老區增產挖潛還要做大量的工作，常規井網加密已經效果不大，油井增產成為提高油井產量的重要手段①。勝利石油管理局北部油區（河口、樁西、孤島、孤東）地處疏松砂巖油藏，油井出水、出砂情況嚴重②，儲藏層出砂和砂卡管柱頻繁發生，嚴重時甚至造成油井死井，嚴重制約了北部油田的開發。解決儲油層出砂和砂卡最有效的方法就是防砂、堵水作業③，YLC70-670型壓裂車是實現防砂作業的主要設備，但近年來防砂、酸化、連續油管作業對設備提出了新的要求，設備存在的問題極大地影響了作業效率④。

1、問題分析并確定改進目標

涪陵工區需要壓裂車進行打壓、泵送作業，然而涪陵地區頁巖氣井井深、地層壓力高，車輛滿足壓力要求的同時排量也要滿足要求，長期以來，一直使用2500型壓裂車執行任務，造成了極大地浪費。經調查，涪陵工區打壓泵送作業排量要求400～450L/min，壓力要求20～50MPa。從表2可以看出，YLC70-670型壓裂車3ZB-670型柱塞泵正常工作（發動機轉速1800r/min）時，一檔壓力滿足要求而排量滿足不了施工最低要求，二檔排量滿足要求而最高壓力只有43MPa，也無法達到最高50MPa的要求。

根據現有柱塞泵的工作原理和結構特點，要使現有泵車達到施工要求，有兩個方案可選：增大一檔時流量或者增加二檔時輸出壓力。

YLC70-670型壓裂車所使用的3ZB-670型柱塞泵是徑向柱塞泵，徑向尺寸大，動力端結構復雜，改變偏心距難度非常大;經市場調查，各種規格的柱塞和與之配套的密封總成市場上可以買到，更換柱塞不會對柱塞泵造成不可修復性損傷，所以減小柱塞直徑的方案可以實現。

2、設計

2.1 給定設計參數

參考表1中3ZB-670型柱塞泵在發動機1800r/min工作時的各項參數，給定設計參數，

柱塞泵二檔閉鎖運行條件下：

2.2 壓強

3ZB-670型柱塞泵柱塞直徑為100mm時，輸出壓強P，即

假設要達到50MPa的壓強，柱塞的直徑為dx ，柱塞面積為Sx 。

根據市場調查，市面上有與3ZB-670型柱塞泵配套的直徑為90mm的柱塞總成，因此，改造的柱塞泵柱塞直徑取90mm。此時，實際輸出壓強為

壓強符合施工要求。

2.2 容積效率

3ZB-670型柱塞泵柱塞一個沖次柱塞腔排出液體的總容積就是柱塞泵的實際流量q，即

二檔時3ZB-670型三缸柱塞泵柱塞流量為Q ， 即

2.3 排量

假設更換成直徑為90mm的柱塞后，一個沖次柱塞泵的實際流量q改，即

符合施工時排量要求。

3、結論

2018年7月，兩臺YLC70-670型壓裂車柱塞泵改造完成后即投入到涪陵工區，至2018年10月兩臺壓裂車已正常工作超過1000小時，保證了連續油管項目施工正常進行，同時，為單位創造了良好的經濟效益。

參考文獻：

①謝桂學? 周邊脫砂壓裂技術研究 南充 西南石油學院2001

②謝桂學? 壓裂防砂技術在勝利油田的研究和應用? 石油勘探與開發2002

③萬仁溥、羅英俊? 采油技術手冊（第七分冊）：防砂技術 北京 石油工業出版社 1991

④靳保軍? 提高低滲油田裂縫導流能力系統試驗研究報告 東營 勝利石油管理局1999

⑤YLC70-670型壓裂車SJX5231TYL70使用說明書? 湖北? 中國石化集團江漢石油管理局第四機械廠 2013