用于在运输车辆上安装破裂搅拌机的装置.pdf

一种用于在运输车辆上支撑破裂搅拌机或者其他重载的支撑系统包括支撑框架，其具有供升降平台使用的竖直延伸导轨，从而负载能够在支撑框架的界限内可以沿竖直的直线路径在装载位置和工作位置间移动。驱动系统和升降平台滑动连接到该框架，使负载在不同位置间移动时产生的约束应力最小。

1.  一种用于在运输系统上支撑载荷的承载组件，该载荷能够在装载位置和工作位置之间移动，该承载组件包括：
a.安装在该运输系统上的支撑框架；
b.安装在该框架内的滑轨；
c.能够沿该滑轨在基本竖直的路径中移动的滑动件；
d.可移动的平台，被安装在滑动件上并且能够随着滑动件在支撑框架中移动，在框架中于装载位置和操作位置之间作基本上竖直的线性移动，该平台用于支撑载荷；以及
e.驱动系统，用于在装载位置和工作位置间移动该平台、载荷和滑动件。

2.  如权利要求1所述的承载组件，其中：
a.所述支撑框架具有水平跨度和竖直跨度；
b.所述平台基本上横跨所述水平跨度；
c.一对滑轨定位成横跨支撑框架的竖直跨度，彼此间隔开并平行，位于水平跨度的两侧；
d.安装有一对滑动件，其中一个滑轨安装一个滑动件；以及
e.所述平台跨过成对的滑动件并且被固定到每个所述滑动件上。

3.  如权利要求2所述的承载组件，还包括传动装置，横跨在间隔开来的滑轨之间的空间并且与滑动件相接合，其中驱动系统被直接连接到传动装置。

4.  如权利要求3所述的承载组件，其中，所述传动装置被滑动安装到滑轨，允许在滑轨和传动装置之间产生相对运动。

5.  如权利要求4所述的承载组件，其中，所述驱动系统被滑动安装，用于在驱动系统和支撑框架之间进行相对运动，而使驱动系统和传动装置之间的约束应力最小。

6.  如权利要求3所述的承载组件，其中，所述驱动系统被滑动安装，用于在驱动系统和支撑框架之间进行相对运动，而使驱动系统和支撑框架之间的约束应力最小。

7.  如权利要求3所述的承载组件，其中：
a.所述支撑框架具有上部的、细长的安装表面；
b.所述滑轨被安装并悬挂在上部表面；
c.在所述传动装置上安装升降螺旋单元；
d.所述驱动系统包括一个竖直丝杠，其一端可转动地安装并悬挂在上部表面，并且轴向延伸穿过升降螺旋单元。

8.  如权利要求7所述的承载组件，其中：
a.所述支撑框架包括下部的、细长的安装表面；以及
b.所述滑轨的两端分别固定在所述上部、下部表面。

9.  如权利要求8所述的承载组件，其中，所述传动装置滑动安装在滑轨上，允许滑轨和传动装置间的相对运动。

10.  一种升降系统，用于在运输车辆上支承破裂搅拌机，使所述破裂搅拌机可在升起的运输位置和下部的操作位置之间沿着基本竖直路径移动，该升降系统包括：
a.安装在该运输车辆上的支撑框架；
b.安装在该框架内的滑轨；
c.能够沿该滑轨在基本竖直的路径中移动的滑动件；
d.可移动的平台，被安装在滑动件上并且能够随着滑动件在支撑框架中移动，在框架中于装载位置和操作位置之间作基本上竖直的线性移动，该平台用于支撑载荷；以及
e.驱动系统，用于在装载位置和工作位置间移动该平台和破裂搅拌机。

11.  如权利要求10所述的升降系统，其中：
a.所述支撑框架具有水平跨度和竖直跨度；
b.所述平台基本上横跨所述水平跨度；
c.一对滑轨定位成横跨支撑框架的竖直跨度，彼此间隔开并平行，位于水平跨度的两侧；
d.安装有一对滑动件，其中一个滑轨安装一个滑动件；以及
e.所述平台跨过成对的滑动件并且被固定到每个所述滑动件上。

12.  如权利要求11所述的升降系统，还包括传动杆，横跨在间隔开来的滑轨之间的空间并且与滑动件相接合，其中驱动系统被直接连接到传动杆，所述传动杆被滑动安装到滑轨，允许在滑轨和传动杆之间产生相对运动。

13.  如权利要求12所述的升降系统，其中，所述驱动系统安装成在驱动系统和支撑框架之间进行相对运动，使驱动系统和传动杆之间的约束应力最小。

14.  如权利要求13所述的升降系统，其中：
a.所述支撑框架具有上部的、细长的安装表面；
b.所述滑轨被安装并悬挂在上部表面；
c.在所述传动装置上安装有升降螺旋单元；
d.所述驱动系统包括一个竖直丝杠，其一端可转动地安装并悬挂在上部表面，并且轴向延伸穿过升降螺旋单元。

15.  一种升降系统，用于在运输车辆上支承破裂搅拌机，使所述破裂搅拌机可在升起的运输位置和下部的操作位置之间沿着基本竖直路径移动，该升降系统包括：
a.安装在该运输车辆上的支撑框架，大致为矩形，具有竖直的细长侧边和水平的细长顶部和底部元件；
b.一对滑轨，安装在所述支承框架内，彼此平行并间隔开，在顶部和底部元件之间竖直延伸，所述滑轨的两端分别固定在顶部和底部元件上；
c.能够沿该滑轨在基本竖直的路径中移动的滑动件；
d.可移动的平台，跨过所述滑轨并被安装在滑动件上并且能够随着滑动件在支撑框架中移动，在框架中于装载位置和操作位置之间作基本上竖直的线性移动；以及
e.驱动系统，用于在装载位置和工作位置间移动该平台和破裂搅拌机。

16.  如权利要求15所述的升降系统，还包括传动杆，横跨在间隔开来的滑轨之间的空间并且与滑动件相接合，其中驱动系统被直接连接到传动杆，所述传动杆被滑动安装到滑轨，允许在滑轨和传动杆之间产生相对运动。

17.  如权利要求16所述的升降系统，其中，所述驱动系统安装成在驱动系统和支撑框架之间进行相对运动，使驱动系统和传动杆之间的约束应力最小。

18.  如权利要求17所述的升降系统，其中：
所述驱动系统包括一个竖直丝杠，其一端可转动地安装并悬挂在上部表面，并且轴向延伸穿过
a.在所述传动杆上安装有升降螺旋单元；
b.所述驱动系统包括一个竖直丝杠，其一端可转动地安装并悬挂在上部表面，并且轴向延伸穿过所述升降螺旋单元。

19.  如权利要求18所述的升降系统，其中，所述竖直丝杠的另一端是自由的，允许竖直丝杠和支撑框架之间进行相对的平动。

用于在运输车辆上安装破裂搅拌机的装置
技术领域
本发明涉及一种用于在运输车辆上安装重载的方法和装置，本发明所采用的方式在于所述负载可在装载位置和操作位置之间沿着竖直路径移动并且本发明特别地涉及到用于安装破裂搅拌机的方法和装置。
背景技术
破裂技术在20世纪40年代末首次被用于提高接近采完的井的产量。经过20世纪50年代中期这种技术的大量实践以及20世纪80年代中期这种技术的涌现，大规模液压破裂方法成为了主要的生产/激励技术，主要用于北美地区的低渗透性水库。到了20世纪90年代中期，美国40％的新油井和70％的天然气井通过了破裂处理。随着破裂能力的改善，以及高渗透性破裂的出现，在美国实际应用已经进一步得到扩展，所有类型的井都选择了这种技术，但尤其是天然气井。现在已经广泛地认识到了对大多数井进行破裂所带来的巨大好处。据估计，利用液压破裂，全世界现有的井每天可以增加几十万桶的产量。
液压破裂需要在地下的岩层中喷射流体，其压力要足够高而能够使岩层分开。被称为支撑剂(proppants)的颗粒状材料，包括从沙土到合成材料，被泵入到形成的裂缝中以形成泥浆。这些支撑剂在喷射压力被释放后使形成的裂缝保持开启。填充有支撑剂的缝隙形成一个窄的但是朝向井孔的导通的流动通道。
为了便于对现有井进行破裂，油井维修装备包括用于在井的现场形成泥浆的移动式破裂搅拌机。一般地，这些移动式破裂搅拌机被安装在拖车上或卡车板(bed)或类似的运输车辆上。典型的破裂搅拌机有几吨重。在操作过种中，它必须被移动到位并且被放置在地面上或靠近地面。
现有技术的移动式破裂搅拌机被安装在运输车辆的后部，并且在工作现场从允许车辆运动的举起的或装载位置朝下部的操作位置移动。典型地，破裂搅拌机被安装在铰接的升降机构上，围绕着“铰链”进行一个弧线运动，将搅拌机从上部装载位置旋转到下部操作位置。这是一种最笨拙的安装系统并且在铰链系统和使搅拌机不同位置之间移动的驱动系统上施加了巨大的应力。
另外，即使在最佳情况下，这些又大又重的部件很难在不同位置之间的运动过程中保持平衡，会产生倾翻的可能。在工地上，不平坦的地表以及多种环境条件是经常出现的，因此，难于保持平衡，并且所产生的约束应力会产生磨损和剪切以及频繁的机器故障。
尽管这种类型的系统已经获得了广泛认同，可还是希望提供一种更可靠的用于安装和运输破裂搅拌机的装置和方法。
发明内容
本发明的目的是提出一种新的移动式破裂搅拌机的安装系统和方法。这种用于在车辆上支撑破裂搅拌机或其它重载的安装系统包括支撑框架，支撑框架具有用于升降平台的竖直延伸的滑道，因此负载可以在装载位置和操作位置之间沿着竖直的、直线路径在支撑框架的限制中移动。所述驱动系统以及升降平台是滑动连接到所述框架的，使负载在不同位置之间移动时产生的约束应力最小，并且便于制造和组装。
在本发明的优选实施例中，一支撑框架被安装在运输车辆上，两个滑轨安装在该支撑框架中。每个滑动件可在基本上竖直的路径中沿其相应的滑轨移动。可移动的平台被安装在滑动件之间并且能够随着滑动件在支撑框架中移动，在框架中于装载位置和操作位置之间作基本上竖直的线性移动。驱动系统可用来在装载位置和操作位置之间操作移动破裂搅拌机和平台。
典型地，所述支撑框架具有水平跨度和竖直跨度，所述平台基本上横跨所述水平跨度。一对滑轨定位成横跨支撑框架的竖直跨度，彼此间隔开并平行，位于水平跨度的两侧。所安装的一对滑动件，其中一个滑轨安装一个滑动件，并且所述平台跨过成对的滑动件并且被固定到每个所述滑动件上。传动杆横跨在间隔开来的滑轨之间的空间并且与滑动件相接合，其中驱动系统被直接连接到传动杆，所述传动杆被滑动安装到滑轨，允许在滑轨和传动杆之间产生相对运动。所述驱动系统也被滑动安装，用于在驱动系统和支撑框架之间进行相对运动，而使驱动系统和传动杆之间的约束应力最小。
在优选实施例中，所述支撑框架具有上部的、细长的安装支架，所述滑轨被安装并悬挂在上部支架。一个或多个升降螺旋单元被安装在传动杆上。所述驱动系统包括一个竖直丝杠，其一端安装在上部支架并且轴向延伸穿过升降螺旋单元。当升降螺旋被驱动绕所述丝杠旋转时，传动单元沿丝杠轴向移动，使滑动件沿着导轨移动。所述破裂搅拌机被安装在滑动件上并且随着滑动件移动。所述传动杆与所述滑动件滑动结合，使螺旋驱动系统上地弯曲应力最小。在优选实施例中，丝杠和滑轨的下端也和支撑框架以及运输车辆的底盘以固定关系被紧固。
本发明的系统提供一种用于在运输车辆上支撑破裂搅拌机的方法，通过将具有竖直延伸的支撑框架安装到运输车辆，允许破裂搅拌机可以在上部装载位置和下部操作位置之间沿线性、竖直路径移动。所述支持元件具有竖直段的滑轨，升降元件安装在滑轨上用于沿支撑框架的竖直段运动。所述破裂搅拌机被安装在升降元件上，驱动装置被提供用来在上部位置和下部位置之间随滑动件驱动所述升降元件。本方法重要的特征在于，驱动系统和升降元件之间的连接是滑动连接，减少了约束应力。
下面是本发明优选实施例的详细描述以及附图。
附图说明
图1示出了本发明的粉碎(破裂)搅拌机/混拌机安装在运输车辆底盘上；
图2是以图1中相同方向所示出的破裂搅拌机的放大侧视图；
图3是破裂搅拌机的透视图；
图4是升降框架的前面透视图；
图5是升降框架的后面透视图；
图6是升降框架的正视图；
图7是升降框架的侧视图；
图8是以图6相同方向观察的升降框架的分解视图；
图9是沿图7中线9-9的剖面图；
图10是传动箱以及升降框架组件的分解透视图；
图11是传动杆的透视图；
图12是升降螺旋机构、传动杆和衬套/导轨组件的分解透视图；
图13是衬套座组件的透视分解视图；
图14是滑动组件的局部放大透视图。
具体实施方式
优选实施例的破裂搅拌机或搅拌器系统20(或更普通地称为破裂搅拌机)在图1中被安装在运输卡车22上。该系统的主要部件有升降框架24、支撑箱体或基底26和破裂搅拌机28。传动装置29由安装在卡车底盘上的液压马达所驱动。整个本发明的破裂搅拌机系统被支撑在支撑箱体26上，支撑箱体26转动安装在升降框架24上。该升降框架24被安装在卡车底盘上。所述破裂搅拌机和支撑箱体能够沿着线A所标识的竖直直线路径上移动，使搅拌机在图1所示的升高的运输位置和下部操作位置之间移动。
图2和图3更详细地示出破裂搅拌机系统20。该搅拌机28是相当普遍的设计，其包括一对用于引入干燥材料进行搅拌的容器30、32。添加剂和支撑剂被加入到加料斗34，并在加料斗34中形成泥浆，然后将泥浆注入到混合桶36中。混合完成后，混合的泥浆通过出口38被排出。
整个破裂搅拌机组件被安装在支撑箱体或平台26上。该支撑箱体在图中10有更清楚的表示，其包括基底或台架40，基底或台架40具有两个部分42和44用于支撑搅拌机28。角支架46和48以及横向支架50给该结构提供了刚度并且被定位用于牢固地支撑搅拌机。所提供的安装板52和54被用来将所述支撑箱体安装到升降框架24。
本发明的核心在于升降框架组件。图4和图5分别是从正面和后面的透视图，示出升降框架24的主要元件。图6是升降框架的正面视图。图7是升降框架的侧视图。如图1中所示，所述升降框架包括外刚性框架或外部框架60，其具有安装支架62、64用于将整个组件安装到运输卡车上。也提供了如在图1所使用的辅助安装支架66和68。外部框架60支撑着安装在外部框架内的升降组件70。
在图8的分解视图中和图9的剖面视图中最佳地示出所述的升降组件70，图9是沿图7中线9-9截取的。通过参考图9可以看出，升降组件包括一对刚性导轨72、74。每个导轨延伸外部框架60的跨度，其上端76锚固在顶部支架或框架60的板78中，其下端80锚固在底部支架或框架60的板82中。还安装了一对滑动件/衬套84和86，每个导轨72、74上装一个。
图13最佳地示出衬套组件。所示的衬套84包括适于在导轨74上滑动的内部滑动衬套元件88。一对相对的支架90和92包围着滑动衬套元件88并且被夹在上板94和下板96之间。每个支架的上端包括导轨或突脊98，当全部组装时所述导轨或突脊98向外延伸超过安装板100和102的最外边的面。如图8和图9所示，每个完全组装的滑动衬套84、86滑动安装在相应的导轨72、74上。
在图8、11和12中最佳地示出传动杆104横跨两个导轨84和86。所述传动杆横跨滑轨72和74，其外端105和107分别容纳在通道99中，通道99是由突脊98和安装板102的下部边缘103以及每个滑动件/衬套84和86的突脊98所限定的。
如图14清楚所示，当组件处于所示的升高的装载位置时，传动杆104通过与板102的边缘103相接合而与滑动件/衬套84、86相接合并升起滑动件/衬套84、86。当处于下部操作位置时，传动杆与突脊98相接合从而将组件固定在操作位置。如图14所示，在传动杆的外端105、107和板边缘103、突脊98之间存在间隙G，这就提供了一种滑动组件。这种方式允许传动杆在间隙中自由地移动受控的限制距离，并且当传动杆、衬套/滑动件以及负载在下部操作位置和上部操作位置之间移动时，使在驱动丝杠106和108上施加任何弯曲应力趋向最小化。
成对的驱动丝杠106和108中，每一个的上端113都固定到支撑框架60的上板或支架78，每一个的下端114都固定到安装单元115。在优选实施例中，所述安装单元被直接固定到运输车辆的底盘上。但是，应该认识到的是，任何相对于底盘和支撑框架刚性固定并安装丝杠的安装系统都是可以接受的。传动杆包括一对用于分别容纳驱动丝杠106和108的互补的升降螺旋单元110和112。该升降螺旋单元以一般的方式通过一般安装在底盘上的液压马达(未示出)被驱动并旋转，从而使传动杆104和负载沿着由丝杠106和108所定义的竖直直线路径作上升和下降运动。
图11和图12最佳地示出传动杆104。在所示出的实施例中，传动杆包括一对由多个间隔开来的支架120、122、124和126所固定的一对侧轨116和118。每对支架120、122和124、126和侧轨116和118一起形成开口128，容纳相应的滑动衬套组件，从而允许传动杆坐靠在突脊98上。所述升降螺旋单元110和112分别被安装在板130和132上，升降螺旋单元110和112也被安装在导轨116和118上。
如图6、10和12所示，滑动件/衬套84和86中每一个都具有多个安装孔134，这些孔与支撑箱体26的安装支架52和56上的安装孔相匹配，用于将支撑箱体26安装在升降框架上。破裂搅拌机以适合的方式安装在支撑箱体上。
本组件允许破裂搅拌机以直线或线性竖直运动在升高的运输位置和下部操作位置之间移动。它还提供了一种驱动丝杠组件用于在最上部运输位置和最下部操作位置之间驱动升降框架而不会在丝杠上产生有任何的约束应力，这是因为传动杆在系统中是以松配合进行组装的。另外，衬套/导轨的构造将所有支撑箱体和破裂搅拌机的悬臂负载放置在导轨上，使丝杠上的径向负载最小。
本发明的系统与现有技术明显不同的是，破裂搅拌机在升高和下部位置之间作线性运动而不是沿着有高应力弯曲力矩的弧线进行运动。另外，本发明的系统在非常大的面积上提供了破裂搅拌机的竖直线性支撑，没有限制其在升高和下部之间的运动，并且远离驱动机构传送弯曲负载。本系统还将重量靠近运输卡车的底盘，从而减少翻倒或倾翻的可能。
虽然本系统示出用于支撑破裂搅拌机来进行运输，但是应该理解的是，支撑箱体可容易地改变用来其他需要在工作现场来回地搬运并且能够在装载运输位置和操作位置之间移动的重型设备。虽然本发明的某些特征和实施例已经在这里作出了详细的描述，但是应该理解的是，本发明包括所有在权利要求范围和精神内的所有修改和改进。