[實用新型]壓裂裝置用燃氣輪機及壓裂裝置

有效

• 申請號: 201721751553.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN207864058U
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 吳登良;沈世東;陳慈平;彭建軍
• 申請（專利權）人: 株洲航發動科南方燃氣輪機有限公司
• 主分類號: F02C7/36
• 分類號: F02C7/36;F02C3/14;F01D25/24
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 胡亮

本實用新型公開了一種壓裂裝置用燃氣輪機，其包括位于外環的環形機匣，環形機匣的軸心處設置動力傳動軸，環形機匣的前端為氣流入口，環形機匣的尾端為氣流出口，環形機匣內設置用于對流入氣流進行燃燒增壓的燃燒室，動力傳動軸靠近環形機匣的尾端設有用于增壓輸出的動力渦輪，環形機匣內還設置用于對內部氣流進行增壓的一級增壓傳動軸及二級增壓傳動軸，一級增壓傳動軸及二級增壓傳動軸套設于動力傳動軸外且與動力傳動軸共軸線設置。有效改善了燃氣輪機環形機匣內部的氣流工作條件，使得燃氣輪機的整體尺寸能夠縮小，且使得動力傳動軸能滿足寬范圍的工作轉速的調節能力，滿足壓裂裝置的工作需求。

技術領域

本實用新型涉及壓裂裝備領域，特別地，涉及一種壓裂裝置用燃氣輪機。此外，本實用新型還涉及一種包括上述燃氣輪機的壓裂裝置。

背景技術

壓裂裝備目前主要還是采用壓裂車(內燃機動力)的型式，壓裂車正在向大功率、多功能、自動化和系列化方向發展。傳統用于壓裂裝備動力的內燃機，當其功率超過3300HP以后，其外形尺寸、重量等參數已不能滿足裝車要求，因此，壓裂裝備要向更大功率方向發展時，急需體積更小、重量更輕的動力裝置。由于航空發動機派生型燃氣輪機先天具有極高的功重比，勢必取代內燃機成為大型壓裂裝備的動力。

然而，現有的燃氣輪機無法直接應用于壓力撬(車)上，主要原因如下：

1、在功率滿足要求的情況下，由于結構的不合理，導致尺寸過大，重量過重，不能滿足壓裂撬(車)的總體要求。

2、由于現有的燃氣輪機主要應用于發電或機械驅動。在發電領域，轉速固定不變或波動范圍很小(電網頻率固定導致)；在機械驅動方面，主要用于大型的壓縮機增壓氣體，由于燃機設計時結構特性的原因，其燃機工作的轉速范圍很小，在沒有其他調速傳動設備的情況下，也不適用于壓裂撬(車)。

目前，按照頁巖氣壓裂車作業工藝的要求，在沒有其他輔助傳動設備的情況下，還沒有用成功研制出用燃氣輪機作為動力裝置的壓裂設備。

實用新型內容

本實用新型提供了一種壓裂裝置用燃氣輪機及壓裂裝置，以解決現有的壓力車的動力裝置無法滿足頁巖開發等大功率需求的技術問題。

本實用新型采用的技術方案如下：

根據本實用新型的一個方面，提供一種壓裂裝置用燃氣輪機，用于作為壓裂裝置的動力機構，燃氣輪機包括位于外環的環形機匣，環形機匣的軸心處設置動力傳動軸，環形機匣的前端為氣流入口，環形機匣的尾端為氣流出口，環形機匣內設置用于對流入氣流進行燃燒增壓的燃燒室，動力傳動軸靠近環形機匣的尾端設有用于增壓輸出的動力渦輪，環形機匣內還設置用于對內部氣流進行增壓的一級增壓傳動軸及二級增壓傳動軸，一級增壓傳動軸及二級增壓傳動軸套設于動力傳動軸外且與動力傳動軸共軸線設置。

進一步地，一級增壓傳動軸位于二級增壓傳動軸與動力傳動軸之間，一級增壓傳動軸靠近氣流入口側設置一級壓氣機轉子、靠近氣流出口側設置一級增壓渦輪；二級增壓傳動軸上位于一級壓氣機轉子之后設置二級壓氣機轉子、位于一級增壓渦輪之前設置二級增壓渦輪。

進一步地，一級壓氣機轉子為軸流式壓氣機轉子。

進一步地，二級壓氣機轉子為離心式壓氣機轉子。

進一步地，環形機匣對應一級壓氣機轉子處設置用于平衡內部氣流壓力的第一喘振放氣閥。

進一步地，環形機匣對應二級壓氣機轉子處設置用于平衡內部氣流壓力的第二喘振放氣閥。

進一步地，燃燒室包括設于環形機匣內的環形火焰筒及用于給環形火焰筒供應燃料的環形燃料管。

進一步地，環形燃料管上沿周向設有多個用于將燃料噴入環形火焰筒內的燃料噴嘴。

根據本實用新型的另一方面，還提供一種壓裂裝置，壓裂裝置上設置上述的燃氣輪機。