电驱压裂设备及其刹车方法与流程

1.本发明涉及一种电驱压裂设备及其刹车方法，属于电驱压裂设备制造技术领域。


背景技术：

2.压裂是采油增产增效的重要措施，主要作用是提高油层的渗透能力。压裂作业过程中的关键设备是压裂设备。目前现有的压裂设备有柴驱压裂设备和电驱压裂设备，基于环保要求越来越高及柴驱压裂设备占地面积大、重量大、运输不方便、噪音高、不环保、作业成本高等缺点，电驱压裂设备已经作为主力压裂设备参与压裂施工作业。
3.电驱压裂设备通过电动机作为动力源，驱动柱塞泵进行动作；压裂施工作业的工作介质通过柱塞泵吸入管汇系统(低压管汇系统)供入，经过柱塞泵动作增压后经过排出管汇系统(高压管汇系统)排出，通过地面管汇系统注入井下实施压裂作业。电驱压裂设备参与的压裂施工属于高压作业，当高压管汇系统出现爆裂等问题，如果设备不能第一时间快速停机，会导致工作介质通过爆裂的高压管汇系统排到井场，产生环境污染与工作介质浪费，而压裂施工作业的工作介质多数会添加化学药剂或酸性介质，导致工作介质具有腐蚀性质，一旦工作介质喷射到施工人员会造成人员伤害等事故。目前电驱压裂设备都没有配备刹车系统，导致出现上述高压管汇系统爆裂问题无法第一时间实现快速紧急停机，造成井场污染，材料浪费，人员伤害事故等问题。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种电驱压裂设备及其刹车方法，通过在电驱压裂设备中设置刹车系统，能够实现电驱压裂设备快速刹车，在现场出现高压管汇系统爆裂等问题时能够第一时间紧急刹车制动，避免更大安全隐患的产生，减少环境污染与材料浪费；进一步地，通过利用设置有刹车电池的变频器，还能在实现刹车制动的同时，回收利用刹车制动能。
5.本发明提供一种电驱压裂设备，所述电驱压裂设备包括电驱压裂设备本体以及刹车系统，所述电驱压裂设备本体包括电动机、柱塞泵、高压管汇系统、低压管汇系统、液力端润滑系统、动力端润滑系统、冷却系统和控制系统，所述刹车系统包括刹车触发组件和刹车执行组件；其中，所述刹车触发组件和所述刹车执行组件均与所述控制系统电性连接，所述刹车触发组件向所述控制系统传递刹车信号，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。
6.优选地，所述刹车执行组件为设置在所述高压管汇系统的高压关断阀。
7.优选地，所述高压关断阀通过电动、液动或气动实现关闭和打开，所述高压关断阀被配置为收到所述刹车信号后关闭。
8.优选地，所述高压关断阀为常开状态或者常闭状态。
9.优选地，所述刹车执行组件为设置在所述低压管汇系统的关断阀。
10.优选地，所述关断阀通过电动、液动或气动实现关闭和打开，所述关断阀被配置为
收到所述刹车信号后关闭。
11.优选地，所述关断阀为常开状态或者常闭状态。
12.优选地，所述刹车执行组件为刹车钳和刹车盘，所述刹车盘设置在所述电动机的输出轴或所述柱塞泵的输入轴。
13.优选地，所述刹车钳通过电动、液动或气动驱动，所述刹车钳被配置为收到所述刹车信号后夹紧摩擦所述刹车盘。
14.优选地，所述刹车钳为常开型刹车钳或常闭型刹车钳。
15.为了进一步实现刹车，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，还控制所述电动机停止动力输出。
16.优选地，所述刹车执行组件为变频器，所述变频器内部或所述变频器外部设置有刹车电阻或刹车电池。
17.优选地，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，将所述刹车信号传递到所述变频器，所述变频器收到所述刹车信号后控制所述电动机停止动力输出，并为所述刹车电池充电或所述刹车电阻吸收能量转换为热能。
18.优选地，所述刹车执行组件为设置在所述高压管汇系统的高压关断阀、设置在所述低压管汇系统的关断阀、刹车钳和刹车盘与变频器中的一种或多种。
19.为了确定刹车时机，所述刹车触发组件包括设置在所述高压管汇系统或者所述柱塞泵的压力传感器，所述压力传感器用于对所述柱塞泵排出端的流体压力进行实时检测。或者所述刹车触发组件包括摄像头，所述摄像头用于对所述柱塞泵及所述高压管汇系统的图像进行实时检测。
20.优选地，所述刹车触发组件在所述流体压力超出设定阈值或在所述柱塞泵或所述高压管汇系统发生刺漏时向所述控制系统传递刹车信号。
21.本发明还提供一种电驱压裂设备的刹车方法，应用于如上所述的电驱压裂设备，所述刹车方法包括：
22.所述刹车触发组件对所述柱塞泵排出端的流体压力和/或所述柱塞泵及所述高压管汇系统的图像进行实时检测；
23.当所述流体压力超出设定阈值或所述柱塞泵或所述高压管汇系统发生刺漏时向所述控制系统传递刹车信号；
24.所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。
25.综上所述，本发明通过在电驱压裂设备中设置刹车系统，能够实现电驱压裂设备快速刹车，在现场出现高压管汇系统爆裂等问题时能够第一时间紧急刹车制动，避免更大安全隐患的产生，减少环境污染与材料浪费；进一步地，通过利用设置有刹车电池的变频器，还能在实现刹车制动的同时，回收利用刹车制动能。
26.下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案进行详细地说明。
附图说明
27.图1为本发明电驱压裂设备的示意性框图；
28.图2为本发明刹车触发组件的工作原理图；
29.图3为本发明实施例一中电驱压裂设备的示意性框图；
30.图4为本发明实施例一中电驱压裂设备的第一工作原理图；
31.图5为本发明实施例一中电驱压裂设备的第二工作原理图；
32.图6为本发明实施例一中电驱压裂设备的第三工作原理图；
33.图7为本发明实施例一中电驱压裂设备的第四工作原理图；
34.图8为本发明实施例一中电驱压裂设备的第五工作原理图；
35.图9为本发明实施例一中电驱压裂设备的第六工作原理图；
36.图10为本发明实施例二中电驱压裂设备的示意性框图；
37.图11为本发明实施例二中电驱压裂设备的第一工作原理图；
38.图12为本发明实施例二中电驱压裂设备的第二工作原理图；
39.图13为本发明实施例二中电驱压裂设备的第三工作原理图；
40.图14为本发明实施例二中电驱压裂设备的第四工作原理图；
41.图15为本发明实施例二中电驱压裂设备的第五工作原理图；
42.图16为本发明实施例二中电驱压裂设备的第六工作原理图；
43.图17为本发明实施例三中刹车执行组件的示意图；
44.图18为本发明实施例三中电驱压裂设备的第一工作原理图；
45.图19为本发明实施例三中电驱压裂设备的第二工作原理图；
46.图20为本发明实施例三中电驱压裂设备的第三工作原理图；
47.图21为本发明实施例三中电驱压裂设备的第四工作原理图；
48.图22为本发明实施例三中电驱压裂设备的第五工作原理图；
49.图23为本发明实施例三中电驱压裂设备的第六工作原理图；
50.图24为本发明实施例四中电驱压裂设备的第一工作原理图；
51.图25为本发明实施例四中电驱压裂设备的第二工作原理图。
具体实施方式
52.本发明提供一种电驱压裂设备及其刹车方法。图1为本发明电驱压裂设备的示意性框图，如图1所示，所述电驱压裂设备包括电驱压裂设备本体以及刹车系统，所述电驱压裂设备的驱动原理为由电动机作为动力源，经传动轴驱动柱塞泵动作，其包括但不限于电动机、柱塞泵、高压管汇系统、低压管汇系统、液力端润滑系统、动力端润滑系统、冷却系统和控制系统。所述电驱压裂设备的各组件可以放置在底盘车或半挂车或钢结构橇架上，方便设备的运输转运。所述电驱压裂设备本体为现有技术，故在此不再赘述。
53.所述刹车系统包括刹车触发组件和刹车执行组件。所述刹车触发组件和刹车执行组件均与控制系统电性连接，所述刹车触发组件向控制系统传递刹车信号，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，将所述刹车信号传递到所述刹车执行组件，控制所述刹车执行组件执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。
54.需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述电动机停止动力输出。
55.图2为本发明刹车触发组件的工作原理图。在本实施例中，所述刹车触发组件可以包括设置在高压管汇系统或者柱塞泵的压力传感器，压力传感器用于对所述柱塞泵排出端
的流体压力进行实时检测，当流体压力(排出压力)超出设定阈值时(例如当实际施工作业过程中柱塞泵高压管汇中流体压力超过设定压力或者当实际施工作业过程中柱塞泵排出端流体压力快速下降等)，所述刹车触发组件向控制系统传递刹车信号。或者，所述刹车触发组件可以包括摄像头，所述摄像头用于对所述柱塞泵及所述高压管汇系统的图像进行实时检测，当通过图像检测到柱塞泵或高压管汇系统发生刺漏等异常现象时，向控制系统传递刹车信号。或者，所述刹车触发组件可以由人工操作，例如，所述刹车触发组件为设置在控制系统的刹车按钮，人工判定需要刹车动作时，通过按动刹车按钮使控制系统控制刹车执行刹车动作。
56.图3为本发明实施例一中电驱压裂设备的示意性框图。如图3所示，在实施例一中，刹车执行组件为设置在高压管汇系统的高压关断阀，所述高压关断阀可以为高压旋塞阀、高压闸板或其他高压关断部件，所述高压关断阀可以通过电动、液动或气动实现关闭和打开。
57.图4为本发明实施例一中电驱压裂设备的第一工作原理图；图5为本发明实施例一中电驱压裂设备的第二工作原理图。当高压关断阀采用电动驱动方式(电动关断阀)时，电源动力可以由电驱压裂设备本体内部电源提供或外部供电。当需要执行刹车动作时，控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件(高压关断阀)执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述电动机停止动力输出。具体地，驱动柱塞泵的电动机停止动力输出，此时柱塞泵和电动机靠惯性运转，同时高压关断阀接收到刹车信号后开始动作，高压关断阀关闭，柱塞泵的高压管汇出口被高压关断阀堵住，导致柱塞泵内部液体无法正常排出液体，液体会对柱塞泵产生反向作用力，反向制动柱塞泵使其停止运动，最终实现刹车停机，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
58.图4和图5所示的电驱压裂设备的区别在于，在图4中所示的电驱压裂设备中，所述高压关断阀为常开状态(常开关断阀)，即供电时高压关断阀由打开状态变为关闭状态；在图5中所示的电驱压裂设备中，所述高压关断阀为常闭状态(常闭关断阀)，即不供电时高压关断阀由打开状态变为关闭状态。本领域技术人员可以根据实际需要进行设计选择。
59.图6为本发明实施例一中电驱压裂设备的第三工作原理图；图7为本发明实施例一中电驱压裂设备的第四工作原理图。当高压关断阀采用液动驱动方式(液动关断阀)时，液压动力可以来源于安装于电驱压裂设备本体的液压系统也可以来源于电驱压裂设备外部的液压系统。
60.安装于电驱压裂设备本体的液压系统可以使用现有的液压系统，例如包括液压油箱、液压泵、液压泵驱动电机、滤芯等，该液压泵驱动电机的电源由电驱压裂设备本体内部电源提供或外部供电。当需要执行刹车动作时，控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件(高压关断阀)执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述电动机停止动力输出。具体地，驱动柱塞泵的电动机停止动力输出，此时柱塞泵和电动机靠惯性运转，同时液压系统动作提供液压动力(或停止提供液压动力)，高压关断阀动作实现关闭，柱塞泵的高压管汇出口被高压关断阀堵住，导致柱塞泵内部液体无法正常排出液体，液体会对柱塞泵产生反向作用力，反向制动柱塞泵使其停止运动，最终实现刹车功
能，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
61.当液压动力为来源于电驱压裂设备外部的液压系统时，液压系统与电驱压裂设备的高压关断阀之间设置有阀门。当需要刹车动作时，控制系统在收到刹车触发组件传递的刹车信号后，控制外部液压动力源与高压关断阀之间的阀门打开(或关闭)，外部液压动力源提供液压动力给高压关断阀(或停止提供动力)，高压关断阀动作实现关闭，柱塞泵的高压管汇出口被高压关断阀堵住，导致柱塞泵内部液体无法正常排出液体，液体会对柱塞泵产生反向作用力，反向制动柱塞泵使其停止运动，最终实现刹车功能，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
62.图6和图7所示的电驱压裂设备的区别在于，在图6中所示的电驱压裂设备中，所述高压关断阀为常开状态(常开关断阀)，即液压系统动作时高压关断阀由打开状态变为关闭状态；在图7中所示的电驱压裂设备中，所述高压关断阀为常闭状态(常闭关断阀)，即液压系统不动作时高压关断阀由打开状态变为关闭状态。本领域技术人员可以根据实际需要进行设计选择。
63.图8为本发明实施例一中电驱压裂设备的第五工作原理图；图9为本发明实施例一中电驱压裂设备的第六工作原理图。当高压关断阀采用气动驱动方式(气动关断阀)时，气源动力可以来源于安装于电驱压裂设备本体的气路系统也可以来源于电驱压裂设备外部的气路系统。
64.当需要刹车动作时，控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件(高压关断阀)执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述电动机停止动力输出。具体地，驱动柱塞泵的电动机停止动力输出，此时柱塞泵和电动机靠惯性运转，同时安装于电驱压裂设备本体的气路系统或电驱压裂设备外部的气路系统提供气源动力(或停止提供气源动力)，高压关断阀动作实现关闭，柱塞泵的高压管汇出口被高压关断阀堵住，导致柱塞泵内部液体无法正常排出液体，液体会对柱塞泵产生反向作用力，反向制动柱塞泵使其停止运动，最终实现刹车功能，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
65.图8和图9所示的电驱压裂设备的区别在于，在图8中所示的电驱压裂设备中，所述高压关断阀为常开状态(常开关断阀)，即气路系统动作时高压关断阀由打开状态变为关闭状态；在图9中所示的电驱压裂设备中，所述高压关断阀为常闭状态(常闭关断阀)，即气路系统不动作时高压关断阀由打开状态变为关闭状态。本领域技术人员可以根据实际需要进行设计选择。
66.图10为本发明实施例二中电驱压裂设备的示意性框图。如图10所示，在实施例二中，刹车执行组件为设置在低压管汇系统的关断阀，所述关断阀可以为蝶阀、球阀或其他关断阀件，所述关断阀可以通过电动、液动或气动实现关闭和打开。
67.具体来说，当需要执行刹车动作时，控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件(关断阀)执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述电动机停止动力输出。具体地，驱动柱塞泵的电动机停止动力输出，此时柱塞泵和电动机靠惯性运转，同时关断阀接收到刹车信号后开始动作，关断阀关闭，柱塞泵不再有外部液体供给，柱塞泵在惯性运动时产生负压，负压会实现柱塞泵制动停止，并反向制动电动机，控
制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。实施例二中的电驱压裂设备通过在低压管汇系统上设置关断阀，一方面实现制动效果，另一方面还可以关断外部液体供给，避免液体的浪费。
68.与实施例一类似，设置在低压管汇系统的关断阀可以设置为常开状态或者常闭状态，本发明并不限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行设计选择。实现关断阀关闭和打开的方式(电动、液动或气动)与实施例一中类似，在此不再赘述。
69.图11为本发明实施例二中电驱压裂设备的第一工作原理图，图12为本发明实施例二中电驱压裂设备的第二工作原理图，图11示出了常开状态的关断阀(常开关断阀)由电动驱动的工作原理图，图12示出了常闭状态的关断阀(常闭关断阀)由电动驱动的工作原理图。图13为本发明实施例二中电驱压裂设备的第三工作原理图，图14为本发明实施例二中电驱压裂设备的第四工作原理图，图13示出了常开状态的关断阀由液动驱动的工作原理图，图14示出了常闭状态的关断阀由液动驱动的工作原理图。图15为本发明实施例二中电驱压裂设备的第五工作原理图，图16为本发明实施例二中电驱压裂设备的第六工作原理图，图15示出了常开状态的关断阀由气动驱动的工作原理图，图16示出了常闭状态的关断阀由气动驱动的工作原理图。
70.图17为本发明实施例三中刹车执行组件的示意图。在本实施例中，所述刹车执行组件包括刹车钳和刹车盘，所述刹车盘设置在所述电动机的输出轴或所述柱塞泵的输入轴。即，通过刹车钳制动刹车盘来实现刹车制动功能。刹车钳可以通过电动、液动或气动等方式驱动。例如，可以使用现有技术中柴油发动机和涡轮发动机减速箱系统上采用的刹车钳和刹车盘等。
71.图18为本发明实施例三中电驱压裂设备的第一工作原理图；图19为本发明实施例三中电驱压裂设备的第二工作原理图。当刹车钳通过电动驱动时(电动刹车钳)，电源动力可以由电驱压裂设备本体内部电源提供或外部供电。当需要执行刹车动作时，控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件(刹车钳和刹车盘)执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述电动机停止动力输出。具体地，驱动柱塞泵的电动机停止动力输出，刹车钳动作夹紧摩擦刹车盘实现刹车制动，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
72.图18和图19所示的电驱压裂设备的区别在于，在图18中所示的电驱压裂设备中，所述刹车钳为常开型刹车钳，即供电时刹车钳由打开状态变为夹紧状态；在图19中所示的电驱压裂设备中，所述刹车钳为常闭型刹车钳，即不供电时刹车钳由打开状态变为夹紧状态。本领域技术人员可以根据实际需要进行设计选择。
73.图20为本发明实施例三中电驱压裂设备的第三工作原理图；图21为本发明实施例三中电驱压裂设备的第四工作原理图。当刹车钳通过液动驱动时(液动刹车钳)，液压动力可以来源于安装于电驱压裂设备本体的液压系统(如动力端润滑系统)也可以来源于电驱压裂设备外部的液压系统，并且可以通过(电动、液动或气动)阀门来调整液压动力的切断和开通。当需要执行刹车动作时，控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件(刹车钳和刹车盘)执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述
电动机停止动力输出。具体地，驱动柱塞泵的电动机停止动力输出，刹车钳动作夹紧摩擦刹车盘实现刹车制动，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
74.图20和图21所示的电驱压裂设备的区别在于，在图20中所示的电驱压裂设备中，所述刹车钳为常开型刹车钳，即液压系统动作时刹车钳由打开状态变为夹紧状态；在图21中所示的电驱压裂设备中，所述刹车钳为常闭型刹车钳，即液压系统不动作时刹车钳由打开状态变为夹紧状态。本领域技术人员可以根据实际需要进行设计选择。
75.图22为本发明实施例三中电驱压裂设备的第五工作原理图；图23为本发明实施例三中电驱压裂设备的第六工作原理图。当刹车钳通过气动驱动时(气动刹车钳)，气源动力可以来源于安装于电驱压裂设备本体的气路系统也可以来源于电驱压裂设备外部的气路系统，并且可以通过(电动、液动或气动)阀门来调整气源动力的切断和开通。当需要执行刹车动作时，控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件(刹车钳和刹车盘)执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。需要补充的是，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的刹车信号后，还可以控制所述电动机停止动力输出。具体地，驱动柱塞泵的电动机停止动力输出，刹车钳动作夹紧摩擦刹车盘实现刹车制动，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
76.图22和图23所示的电驱压裂设备的区别在于，在图22中所示的电驱压裂设备中，所述刹车钳为常开型刹车钳，即气路系统动作时刹车钳由打开状态变为夹紧状态；在图23中所示的电驱压裂设备中，所述刹车钳为常闭型刹车钳，即气路系统不动作时刹车钳由打开状态变为夹紧状态。本领域技术人员可以根据实际需要进行设计选择。
77.图24为本发明实施例四中电驱压裂设备的第一工作原理图；图25为本发明实施例四中电驱压裂设备的第二工作原理图。在本实施例中，刹车执行组件为变频器。变频器可以属于电驱压裂设备，也可以集成到电动机上，也可以是外部变频器。变频器作为通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备，使用其来控制电动机刹车的原理属于现有技术，在此不再赘述。
78.在图24所示的示例中，所述变频器内部或变频器外部设置有刹车电阻。当不需要刹车时，变频器频率正常输出，此时电动机转速正常输出，电驱压裂设备正常作业，电动机处于非发电状态，不产生电能，变频器整流装置电路系统直流母线电压正常，制动单元功率开关关闭，刹车电阻电路不导通，刹车电阻不吸收能量。
79.当需要执行刹车动作时，控制系统将刹车信号传递到变频器，通过变频器控制电动机停止动力输出。具体地，变频器执行刹车动作，降低所述电动机的频率，电动机降低频率快速减速刹车，电动机处于发电状态，产生电能，通过变频器整流装置电路系统直流母线电压升高，升高至设定的电压值时制动单元功率开关导通，电能通过刹车电阻消耗转化为刹车电阻的热量，释放到外界，最终实现变频器控制刹车，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出。
80.在图25所示的示例中，所述变频器内部或变频器外部设置有刹车电池。当不需要刹车时，变频器频率正常输出，此时电动机转速正常输出，电驱压裂设备正常作业，电动机处于非发电状态，不产生电能，变频器整流装置电路系统直流母线电压正常，制动单元功率开关关闭，刹车电池电路不导通，刹车电池不吸收能量。
81.当需要执行刹车动作时，控制系统将刹车信号传递到变频器，通过变频器控制电
动机停止动力输出。具体地，变频器执行刹车动作，降低所述电动机的频率，电动机降低频率快速减速刹车，电动机处于发电状态，产生电能，通过变频器整流装置电路系统直流母线电压升高，升高至设定的电压值时制动单元功率开关导通，电路系统给刹车电池充电，电池吸收并储存电能，消耗掉刹车能量，转换为电能，控制系统得到停机反馈后关闭刹车命令输出，最终实现变频器控制刹车，实现刹车制动能的回收利用。
82.需要补充的是，上述实施例一至实施例四中的刹车执行组件可以组合使用，即本发明中刹车执行组件可以包括设置在高压管汇系统上的高压关断阀、设置在低压管汇系统上的关断阀、刹车钳和刹车盘与变频器中的一种或多种。需要注意的是，当选用变频器与其他种类的刹车执行组件组合使用时，需要将刹车效果设置达到同步状态。
83.综上所述，本发明通过在电驱压裂设备中设置刹车系统，能够实现电驱压裂设备快速刹车，在现场出现高压管汇系统爆裂等问题时能够第一时间紧急刹车制动，避免更大安全隐患的产生，减少环境污染与材料浪费；进一步地，通过利用设置有刹车电池的变频器，还能在实现刹车制动的同时，回收利用刹车制动能。

技术特征：
1.一种电驱压裂设备，其特征在于，所述电驱压裂设备包括电驱压裂设备本体以及刹车系统，所述电驱压裂设备本体包括电动机、柱塞泵、高压管汇系统、低压管汇系统、液力端润滑系统、动力端润滑系统、冷却系统和控制系统，所述刹车系统包括刹车触发组件和刹车执行组件；其中，所述刹车触发组件和所述刹车执行组件均与所述控制系统电性连接，所述刹车触发组件向所述控制系统传递刹车信号，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。2.如权利要求1所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车执行组件为设置在所述高压管汇系统的高压关断阀。3.如权利要求2所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述高压关断阀通过电动、液动或气动实现关闭和打开，所述高压关断阀被配置为收到所述刹车信号后关闭。4.如权利要求3所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述高压关断阀为常开状态或者常闭状态。5.如权利要求1所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车执行组件为设置在所述低压管汇系统的关断阀。6.如权利要求5所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述关断阀通过电动、液动或气动实现关闭和打开，所述关断阀被配置为收到所述刹车信号后关闭。7.如权利要求6所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述关断阀为常开状态或者常闭状态。8.如权利要求1所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车执行组件为刹车钳和刹车盘，所述刹车盘设置在所述电动机的输出轴或所述柱塞泵的输入轴。9.如权利要求8所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车钳通过电动、液动或气动驱动，所述刹车钳被配置为收到所述刹车信号后夹紧摩擦所述刹车盘。10.如权利要求9所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车钳为常开型刹车钳或常闭型刹车钳。11.如权利要求1至10中任一项所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，还控制所述电动机停止动力输出。12.如权利要求1所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车执行组件为变频器，所述变频器内部或所述变频器外部设置有刹车电池或刹车电阻。13.如权利要求12所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，将所述刹车信号传递到所述变频器，所述变频器收到所述刹车信号后控制所述电动机停止动力输出，并为所述刹车电池充电或所述刹车电阻吸收能量转换为热能。14.如权利要求1所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车执行组件为设置在所述高压管汇系统的高压关断阀、设置在所述低压管汇系统的关断阀、刹车钳和刹车盘与变频器中的一种或多种。15.如权利要求1所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车触发组件包括设置在所述高压管汇系统或者所述柱塞泵的压力传感器，所述压力传感器用于对所述柱塞泵排出端的流体压力进行实时检测。16.如权利要求1所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车触发组件包括摄像头，所
述摄像头用于对所述柱塞泵及所述高压管汇系统的图像进行实时检测。17.如权利要求15或16所述的电驱压裂设备，其特征在于，所述刹车触发组件在所述流体压力超出设定阈值或在所述柱塞泵或所述高压管汇系统发生刺漏时向所述控制系统传递刹车信号。18.一种电驱压裂设备的刹车方法，其特征在于，应用于如权利要求1至17中任一项所述的电驱压裂设备，所述刹车方法包括：所述刹车触发组件对所述柱塞泵排出端的流体压力和/或所述柱塞泵及所述高压管汇系统的图像进行实时检测；当所述流体压力超出设定阈值或所述柱塞泵或所述高压管汇系统发生刺漏时向所述控制系统传递刹车信号；所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。

技术总结
一种电驱压裂设备及其刹车方法，电驱压裂设备包括电驱压裂设备本体以及刹车系统，电驱压裂设备本体包括电动机、柱塞泵、高压管汇系统、低压管汇系统、液力端润滑系统、动力端润滑系统、冷却系统和控制系统，刹车系统包括刹车触发组件和刹车执行组件；其中，刹车触发组件和刹车执行组件均与控制系统电性连接，刹车触发组件向控制系统传递刹车信号，所述控制系统在收到所述刹车触发组件传递的所述刹车信号后，控制所述刹车执行组件执行刹车动作以使所述柱塞泵停止运动。本发明通过在电驱压裂设备中设置刹车系统，能够实现电驱压裂设备快速刹车，在现场出现高压管汇爆裂等问题时能够第一时间紧急刹车制动。时间紧急刹车制动。时间紧急刹车制动。


技术研发人员：常胜 王传博 吕亮 李守哲 刘凯深 毛明朝
受保护的技术使用者：烟台杰瑞石油装备技术有限公司
技术研发日：2023.01.09
技术公布日：2023/7/22