2250压裂车培训教材新版要点.docx
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2250压裂车培训教材新版要点
一、概述……………………………………………………1
二、运载汽车………………………………………………1
三、台上发动机……………………………………………2
四、变速箱…………………………………………………4
五、万向轴…………………………………………………9
六、泵内减速器……………………………………………9
七、卧式三缸泵……………………………………………9
八、润滑系统………………………………………………16
九、控制系统………………………………………………17
十、操作与注意事项………………………………………18
十一、备件明细表…………………………………………22
十二、专用工装明细表……………………………………24
十三、附图………………………………………………25
一、概述：
LTJ5310TYL250型压裂车是移运式设备，能胜任各种工况下的高压液体施工为油田压裂，水力喷砂等作业，煤矿高压、水力采煤、船舶高压水力除锈等。
采用北方奔驰汽车底盘带有轮间和轴间闭锁机构越野性好，性能可靠，适合油田路况工作要求，装载重量只有汽车能力的64％～86％载重余量大，并能跨越一米多宽深沟，适合草原无正式公路的油田使用。
台上设备包括具有2250HP的MTU/DDC12V-4000型柴油机，原装艾里逊S9810M型液力变矩器、5ZB105/1630卧式三缸柱塞泵、高低压管线和活动弯头等其他附属设备，能进行单机或联合施工作业。
台上柴油机的起动、加速、减速、正常停车和紧急停车、变速箱的换挡、压裂施工参数的检测等均能在远离压裂车30米外的地面操作，操作安全可靠。
本设备装有自动超压保护装置，当压裂泵工作压力超过设定压力时，超压保护系统自动断开动力，但柴油机并不熄火，而在低怠速下运转。
因此在超压排除后，可以很快重新启动泵工作。
LTJ5310TYL250型压裂车选用北方奔驰ND13101D47J/8×4汽车底盘。
本设备外形尺寸：
（L×H×B）11130×2500×3800mm
总质量：
30980kg整备质量：
30850kg
二、运载汽车
型号：
北方奔驰ND13101D47J/8×4
额定功率：
276kw（2200r/min）
轴距：
1500+4750+1450mm
驱动形式：
8×4
总质量：
31000kg
发动机型号：
WP10.375最高车速:
85km/h
三、台上发动机
选项一
●型号：
MTU/DDC12V-4000型柴油机
●功率：
2250HP（1678kw）
●转速：
1900r/min
●汽缸数：
12V
●最大扭矩：
8346N.m
●启动方式：
液压启动,它可以保证柴油机在任何条件下有效可靠的
启动。
液压启动系统的动力来自于底盘发动机。
●风扇为吸风式
●启动马达型号:
CMO-5A-214
●散热器包括冷却水、燃油、五缸泵润滑油冷却、变速箱润滑油冷却。
●台上柴油机为双油箱，容积700L×2
●有关柴油机的详细说明参见MTU/DDC12V-4000型《柴油机使用说明书》
选项二
●型号：
康明斯KTA50型柴油机
●功率：
2250HP（1678kw）
●转速：
1800r/min
●最大扭矩：
8542N.m
●启动方式：
液压启动,它可以保证柴油机在任何条件下有效可靠的启动。
液压启动系统的动力来自于底盘发动机。
●传感器采用进口件。
●带冷却液加热炉。
●散热器包括冷却水、燃油、五缸泵润滑油冷却、变速箱润滑油冷却。
●台上柴油机为双油箱，容积700L×2
●有关柴油机的详细说明参见康明斯KTA50型《柴油机使用说明书》
选项三
●型号：
康明斯QSK45型柴油机
●功率：
2250HP（1678kw）
●转速：
1900r/min
●最大扭矩：
8542N.m
●启动方式：
电启动。
它可以保证柴油机在任何条件下有效可靠的启动。
电启动系统的动力来自于底盘发动机。
●泵P7600A（SP）ADK130-6（B2）
●电磁溢流阀DBW20B-EG24V
●马达CMD-3A（美国）
●传感器采用进口件。
●带冷却液加热炉。
加装冷却液预热锅炉。
国产加热炉YT-Q27.9（河北宏业）
进口韦巴斯特进口300-24V（美国）
●散热器包括冷却水、燃油、五缸泵润滑油冷却、变速箱润滑油冷却。
●台上柴油机为双油箱，容积700L×2
●有关柴油机的详细说明参见康明斯KTA50型《柴油机使用说明书》
四、变速箱
选项一
液力变矩器型号：
艾里逊（ALLISON）S9810M
行星变速器速比
档次速比
13.75∶1
22.69∶1
32.2∶1
41.79∶1
51.58∶1
61.28∶1
71.00∶1
结构特点：
动力换挡；变矩器闭锁；双通路传递扭矩；直接与柴油机连接；闭锁和各挡离合器都是靠弹簧回位的片式摩擦离合器，能自动补偿磨损间隙，而不需要调整。
艾里逊S9810M变速箱工作时可满负荷不脱离动力换档。
所谓动力换档，是指变速箱换档时传递的功率不中断，不影响输出转速。
这种特性最适合压裂工艺要求。
特别是对加砂过程中压裂车换档，压裂泵不会出现停泵现象，冲次没有明显下降，这样就不会造成井下加砂液流速急激变化，也不会发生砂堵或蹩泵现象。
动力换档要求上一档摘开时，下一档正好挂合，一般在挂合与摘开档过程中有一个短时间的重叠过程，这个过程必然造成速度有一个短时间的重叠。
为了保证摘挂档的准确，该变速箱采用了液力摩擦离合器换档。
变速箱油的冷却采用热交换器单独冷却。
艾里逊S9810M变速箱为实现动力换档采用了三个措施：
（1）采用摩擦离合器换档，解决换档重叠时的速度滑动问题；
（2）采用液力控制系统，来控制换档过程中液缸的排油和供油速度，实现换档重叠传递功率值；
（3）换档过程，变矩器闭锁离合器短时间解锁。
在换档时液压油路控制闭锁阀，使闭锁离合器解锁，进入变矩器工况。
这样就使换档重叠造成的力矩变化不影响柴油机的功率输出，使换档平稳，无冲击。
主要性能参数
●最大输入功率：
2250HP（1678kw）
●最大输入转速：
2100rPm
●最大扭矩：
10235N.m
●油品：
C3或8#液力传动油
该变矩器为美国原装产品，是世界上先进的变速器，并采用了综合式变矩器作为液力偶合器以及行星轮减速器为基础的机械变速箱，配备了完善的液压控制系统，具有体积小输入功率大，扭矩大输入转速高，结构紧凑，挂挡平稳、传动柔和、工作稳定可靠随着转速的变化，自动通过闭锁机构可在变矩工况或锁止工况下工作，提高了传动效率，显著改善了传动器的经济及技术性能，并提高了发动机，传动箱三缸泵使用寿命，另外增加了一组换热器，这样保证本产品连续工作的要求。
有关该变速器的详细说明参见《液力机械传动器使用维护说明书》。
选项二
液力变矩器型号：
BY2060C
行星变速器速比
档次速比
83.75∶1
92.69∶1
102.20∶1
111.58∶1
121.00∶1
130.72∶1
结构特点：
动力换挡；变矩器闭锁；双通路传递扭矩；直接与柴油机连接；闭锁和各挡离合器都是靠弹簧回位的片式摩擦离合器，能自动补偿磨损间隙，而不需要调整。
BY2060C变速箱工作时可满负荷不脱离动力换档。
所谓动力换档，是指变速箱换档时传递的功率不中断，不影响输出转速。
这种特性最适合压裂工艺要求。
特别是对加砂过程中压裂车换档，压裂泵不会出现停泵现象，冲次没有明显下降，这样就不会造成井下加砂液流速急激变化，也不会发生砂堵或蹩泵现象。
动力换档要求上一档摘开时，下一档正好挂合，一般在挂合与摘开档过程中有一个短时间的重叠过程，这个过程必然造成速度有一个短时间的重叠。
为了保证摘挂档的准确，该变速箱采用了液力摩擦离合器换档。
变速箱油的冷却采用热交换器单独冷却。
BY2060C变速箱为实现动力换档采用了三个措施：
（1）采用摩擦离合器换档，解决换档重叠时的速度滑动问题；
（2）采用液力控制系统，来控制换档过程中液缸的排油和供油速度，实现换档重叠传递功率值；
（3）换档过程，变矩器闭锁离合器短时间解锁。
在换档时液压油路控制闭锁阀，使闭锁离合器解锁，进入变矩器工况。
这样就使换档重叠造成的力矩变化不影响柴油机的功率输出，使换档平稳，无冲击。
主要性能参数
●最大输入功率：
2250HP（1678kw）
●最大输入转速：
2100rPm
●最大扭矩：
8275N.m
●油品：
C3或8#液力传动油
该变矩器为美国原装产品，是世界上先进的变速器，并采用了综合式变矩器作为液力偶合器以及行星轮减速器为基础的机械变速箱，配备了完善的液压控制系统，具有体积小输入功率大，扭矩大输入转速高，结构紧凑，挂挡平稳、传动柔和、工作稳定可靠随着转速的变化，自动通过闭锁机构可在变矩工况或锁止工况下工作，提高了传动效率，显著改善了传动器的经济及技术性能，并提高了发动机，传动箱三缸泵使用寿命，另外增加了一组换热器，这样保证本产品连续工作的要求。
有关该变速器的详细说明参见《液力机械传动器使用维护说明书》。
柴油机与变矩器的安装关系
柴油机与变矩器整体的安装特点
柴油机与变矩器通过三点支撑关系将它们固定在副大梁上。
特点为减少了因其柴油机质量大，重心高，车辆在油井井场或煤井井场等非等级路面行驶和车辆在行驶过程中紧急制动情况下，产生较大的惯性力矩对机体造成损伤和将紧固螺栓松动或剪断。
三点支撑与副大梁之间装有减震垫。
五、万向轴：
最高工作转速：
2100rpm
最大扭矩：
40000N.m
连接法兰安装在压裂泵输入轴上；由万向轴与变速箱输出法兰相连。
采用键连接形式。
传动轴上装有可拆卸的护罩。
六、泵内减速器。
采用双边斜齿轮传动。
选型一
减速比5.65:
1
选型二
减速比6.3889:
1
七、卧式三缸泵
工作原理
驱动卧式三缸泵动力经输入轴泵内一级减速后，泵内曲轴的圆周运动经连杆转换成十字头的往复直线运动。
压裂车将混砂车提供的压裂液经液力端增压变成高压液流注入井下实施压裂作业，完成对地下油气井，煤气井的压裂和添加支撑剂的过程。
型式：
5ZB105/1630卧式五缸柱塞泵
润滑方式：
强迫压力油润滑
柱塞润滑：
气动增压泵压力润滑
动力端的所有运动件都采用强制压力润滑；动力端泵身采用铆焊件，结构合理，强度高，刚度好；泵身外配润滑油箱，容量为100公升。
润滑油选用中负荷工业齿轮油，夏季选用：
220﹟，冬季选用：
150﹟。
使用100小时应清洗滤油器（滤油器位于油箱内吸入管进油口处），初次使用500小时更换润滑油，以后使用每年换季时更换润滑油。
液力端
液力端柱塞密封的润滑采用气动增加供油润滑。
气源由汽车供气，气动增压固定在柱塞润滑油箱顶部，油箱安装在大泵后侧的台板上。
靠压缩空气推动油箱的润滑油输送到柱塞密封区。
压缩空气的气量由压力调节器控制，只要调整压力调节器，就可改变压缩空气的量，达到调节润滑油量的大小。
气动增压关闭和开启的控制是球阀执行的：
只要柴油机一运转，就驱动S9810M变速箱上的齿轮泵运转工作，专供压裂泵动力端润滑中，汽车气包控制阀的工作，使压缩空气包与气动增压油箱接通，气动增压开始工作。
吸入稳压器又名为吸入空气包。
液力端吸入口装有吸入空气包，空气包内有充气气囊，内充1.5千克力/厘米2压力氮气。
空气包起稳压作用，以减少排出管内的压力和流量波动。
稳压器必须合理进行充气和维护，才能保证正常工作。
该柱塞泵由动力端和液力端两部分组成。
动力端是由泵身、主动轴主轴、偏心轮、连杆、十字头、滑板等组成。
其冲程为203.3mm。
液力端是由阀箱、上下水室、柱塞等组成。
阀箱采用高强度合金钢
锻件加工而成，它们均可与动力端直接配联，改换不同挡位以满足施工中的不同工况要求。
（1）主要参数：
水功率：
1650kw柱塞直径:
φ125mm
冲程：
203.3mm速比:
6.3889:
1
柴油机转速：
1900r/min
柴油机功率：
2250HP
柱塞直径
挡位
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
Ⅶ
大泵冲次min-1
79
110
135
166
188
232
297
Φ125m
排量
L/min
973
1356
1658
2038
2309
2851
3649
压力MPa
75
53
43
35
31
25
19
水功率：
1650HP柱塞直径：
φ115mm
冲程：
203.3mm速比：
5.65:
1
柴油机转速：
1800r/min
柴油机功率：
2250HP
柱塞直径
挡位
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
大泵冲次min-1
85
118
145
201
318
442
Φ115mm
排量
L/min
897
1244
1538
2121
3355
4664
压力
MPa
81.5
58
47
34
21
15
2）三缸泵的故障与排除
序号
现 象
原 因
排 除 方 法
1
三
缸
泵
润
滑
油
温
高
⒈油面高
⒈排油到适当位置
⒉油面低
⒉加油到适当位置
⒊油品不对，油质量差，油脏
⒊按油料表要求换合适油
⒋滤油器污脏，堵塞造成润滑油流量低
⒋清洗滤油器，更换滤芯
⒌泵内机械事故
a.曲轴轴承烧
b.十字头滑板、横销轴承烧
⒌检查动力端
a.更换曲轴承瓦
b.检查、修复
2
三
缸
泵
润
滑
油
温
过
低
⒈油面低
⒈加油到适当位置
⒉滤油器污脏、堵塞
⒉清洗滤油器，更换滤芯
⒊安全阀调节压力低
⒊调整安全阀开启压力
⒋安全阀弹簧损坏
⒋更换弹簧
⒌三缸泵内机械因素
a.运动摩擦件间隙过大
b.润滑分配阀调不准
检查动力端
a.调整轴承轴与瓦的间隙
b.调整
3
柱
塞
温
度
高
⒈柱塞密封损坏
⒈更换柱塞密封
⒉柱塞安装不正确
⒉重新安装柱塞
⒊柱塞密封压盖太紧
⒊调松压盖
⒋柱塞磨损严重
⒋更换柱塞
⒌柱塞润滑油箱缺油
⒌加满油
4
三缸泵
液力端
凡尔冲
击声强
烈
⒈阀橡皮损坏
⒈更换阀橡皮
⒉阀弹簧断裂
⒉更换阀弹簧
⒊阀座损坏
⒊更换阀座
5
三缸泵
排液不
稳定
⒈进排出阀损坏
⒈更换
⒉柱塞密封损坏
⒉更换
⒊阀座漏失严重
⒊更换
6
三缸泵
柱塞有
周期性
敲击声
柱塞弹性杆没有上紧。
弹性杆端面和柱塞两端面留有间隙，在柱塞往复运动中，周期性的碰撞，产生敲击声
检查柱塞弹性杆固紧情况。
上紧弹性杆。
停泵，活动泵曲轴，使柱塞到前端死点，当再活动曲轴，能发现柱塞与十字头伸出杆端面有间隙出现。
在工作时，发现柱塞与十字头伸出端面渗出压裂液也是弹性杆没上紧所致。
7
三缸泵带负荷挂挡泵不动作
⒈柴油机转速低
1.三缸泵带负荷起动泵时传动箱开始外于变矩器工况，挂挡时柴油机转速较低，当井口压力高时，变矩器输出力矩不足以起泵。
只要提高柴油机转速变矩力矩增加，就能起动泵。
⒉挡次选择不合适
⒉当柴油机已达到最高转速还起动不了泵，则是挡次高了，改挂低速挡。
八、润滑系统
压裂泵冷却润滑系统是提供压裂泵动力端运动件之间的润滑油，带走所有运动副摩擦热量，保证零件正常工作的润滑油循环系统。
齿轮泵：
油箱→齿轮泵→散热器→滤油器→动力端→压裂泵油底壳→油箱
五缸泵液力端柱塞密封的润滑，采用强迫润滑、废油可利用油箱沉淀后重复使用。
五缸泵动力端的润滑为一个系统。
五缸泵动力端润滑系统是由齿轮油泵、散热器、滤油器、油压表、溢流阀、管线组成。
●油泵：
流量为100L/min油压为0.6～0.8Mpa
●润滑油散热器：
安装于柴油机散热器前端内侧。
为卧式五缸泵和液
力变矩器散热。
当柴油机为QSK45时，还带一组柴油回油散热。
1、柱塞润滑系统是油泵（PT油泵）、减压阀、油压表、油雾器、管线组
成。
●油泵：
流量为40L/min，油压0.1～0.2Mpa，气动泵9111-1
●散热器：
冷却润滑油的温度。
●溢流阀：
控制系统的工作压力。
九、控制系统
控制系统用以控制设备的启动和停机、运转速度以及监视各运转部件的工作状况等、并可以进行远距离控制。
电缆与控制台及设备的连接选用航空接头（快速接头）便于快速准确安装。
控制台的操作与使用：
1合上搭铁开关,打开电源开关，观察就地台仪表指示是否正常，同时确认档位转换开关是否在就地位置；
2看挡位是否挂在空挡上、如无、则拨动挡位开关使之挂在空挡；
3搬动启动开关，使柴油机正常启动，运行几分钟并观察就地台的仪表和指示灯是否正常；
⑸正常工作：
挂挡→柴油机升速到1800rpm以上→观察压力变化。
⑹停机：
柴油机降至怠速→退挡→关机。
⑺如在工作当中、由于超压保护装置作用使柴油机运行至怠速、则首先查出超压原因、排除后、将柴油机油门调至最小、然后按复位按钮、重新提速至工作状态；
⑻排出压力表的参数设定参照（XMT604压力表使用说明）。
（9）风扇冷却装置的操作：
a．自动操作：
将操作开关拨到自动位置；
b．手动操作：
将操作开关拨到手动位置，在柴油机运行中通过风扇的升速降速控制来达到柴油机冷却的目的。
十、操作与注意事项
1、压裂车使用前的准备与检查
⑴检查柴油机水位、变速器、五缸泵、传动箱、柱塞润滑油箱的液面；
⑵连接控制电缆、通电后检查各仪表是否正常、电线是否断路、接线头是否松动；
⑶确认变速挡位在空挡位置上，（如果不在空挡上，等通电和通气后将挡位置于空挡位置）;
⑷连接高低压管线、并打开所有阀门以防五缸泵因无液体打空泵，或因高压管路关闭造成蹩泵。
⑸检查并确认五缸泵液力端柱塞盘根压盖位于正常工作位置（旋紧后再回旋1/3～1/2圈），若松动须旋到位。
2、压裂车控制系统正常工作前的准备与检查
⑴发动汽车给储气包充气（空气压力超过0.6Mpa后才能正常工作）；
⑵启动柴油机怠速运转、检查柴油机、变速器的机油压力（具体数值见柴油机与变速器使用说明书）；
⑶检查电线有无松动、漏电、断路；
⑷检查各油管、气管有无漏油、漏气。
3、操作：
（1）连接远控箱，接通电源；
（2）观察各种显示状态是否正常，变矩器挡位是否在空挡上；
（3）启动柴油机，观察转速表、压力表、油压表、水温表指示是否正
常，就地台上仪表是否正常，如不正常，请停机检修；
（4）启动柴油机后空跑几分钟，然后再逐一挂挡至所需位置；
（5）提速至1900rPm，整个系统开始正常运行，此时注意观察排出压力表，及流量显示是否在所需范围之内；
（6）工作完毕后，首先应降低柴油机转速，然后再逐一摘挡至空挡，待柴油机水温至90℃以下时再拨动停机开关，柴油机停机。
注：
柴油机只能在降速时换挡；不允许柴油机高速时换挡。
4、带负荷运动：
⑴柴油机启动后，怠速运转一、两分种时间，检查并确认操纵台上各仪表读数正常。
⑵提升变速箱档位至待工作档位，将柴油机转速提升至约1200（r/min），在空负荷下运转数分钟，检查并确认各系统工作正常，当柴油机水温表读数大于40℃，各润滑油温表读数大于外界温度20℃时即可加载负荷运行。
⑶换档：
为了提高工作效率加快施工进度，施工时应根据负荷大小适时变换变速箱档位。
柴油机需在怠速状态下时换档。
⑷监控：
带负荷运转期间，操作人员必须随时监控设备的运转情况，一旦发现设备有异常响声或控制台仪表读数超过正常值范围，应及时停机，查明原因，排除异情。
5、压裂车正常工作时的检查
⑴检查柴油机水温、油温、机油压力、转速是否正常，电瓶是否充电（具体数值见柴油机使用说明书）；
⑵检查变速器油温、油压是否正常，（具体数值见变速器使用说明书），
（3）检查柱塞润滑油箱的液面及油压（油压一般为0.1～0.3Mpa）；
（4）注意五缸泵液力端与动力端的工作情况，发现有异常响声时，立即进行检查并采取措施消除故障；
（5）注意缸盖和柱塞密封的工作情况，发现有漏液情况时，应将它们再压紧一些，若仍无效时，则应更换密封件、严重时应停泵、检修、排除故障；
（6）注意各传动箱的工作情况，如发现有异常响声或发热等现象应及时排除，轴承温度一般不超过75～95℃；
（7）注意油路、气路等管线有无渗漏现象，若有应及时排除。
6、停机
⑴将变速箱档位从工作档位降至于一档。
⑵当五缸泵排除管路中蹩有较高的压力时，打开排除管路上的高压阀使管路卸压。
⑶当施工介质为泥浆等粒性液体时，将五缸泵吸入管接上清水源，
泵注）并循环清水，将有关部位清洗干净，而后卸开排出管路上
安全阀和卸压阀，使之得到冲洗。
（4）降低柴油机转速至1000（r/min）以下，当传动箱油温表读音数
低于70℃时，置变速箱档位于空档位置。
⑸当柴油机水温表读音数低于70℃时，关闭电钥匙，停机。
⑹当环境温表低于0℃时，旋开五缸泵吸入管上顶闭阀器，排空阀箱内积水，再旋降顶阀器使之回位。
7、每次使用完后的保养与检查
⑴每次使用完后、及时排出工作中发现的弊病；
⑵检查各连接部位的螺栓是否松动；
⑶检查凡尔体、凡尔胶皮、阀座有无损坏；
⑷检查安全阀工作是否正常、安全销是否损坏；
⑸检查柱塞密封与油封密封是否完好；
⑹冬季施工后，五缸泵液力端的积水可通过吸入总管下部的顶阀器
顶起后将积水放净。
8、保存期的保养
若设备较长时间不使用，则应做到以下保养：
⑴拆下柱塞及密封件，擦洗干净，并在柱塞、阀座、阀体、及接头连接表面涂上黄油；
⑵检查随机附件及工具是否完好，并在表面涂上黄油；
⑶按规定校验各仪表。
十一、备件明细表
序号
图 号
零件名称及规格
备注
LT41
密封
油封盒
B2000.2.5
X形圈
柱塞压盖
B2000.2.6
后衬圈
液力端
B2000.2.7
柱塞密封I（Φ125）
液力端
B2000.2.8
柱塞密封Ⅱ（Φ125）
液力端
B2000.2.9
柱塞密封Ⅲ（Φ125）
液力端
前衬圈
液力端
LT41Ⅱ
○形圈
横孔压盖
LT41Ⅱ
挡圈Φ125
液力端
LT41Ⅱ
吸入弹簧
液力端
LT41Ⅱ
阀总成
液力端
LT411.2.15.2A
阀橡皮
液力端
LT411.2.16A
阀座
液力端
LT411.2.8Ⅱ
排出弹簧
液力端
GB3452.1-82
○形圈Φ40×3.55
弹性杆
GB3452.1-82
○形圈Φ33.5×3.55
弹性杆
LT41
○形圈
竖孔压盖
弹簧座
液力端
○形圈
液力端
垫
液力端
○形圈
液力端
LT41
挡圈
液力端
○形圈
液力端
○形圈
液力端
B2000.2.3.1A
柱塞Φ125
柱塞总成
5套
弹性杆
GB3452.1-82
○形圈Φ40×3.55
LT403A.7.3.3
安全销70MPa
安全阀
活
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