电驱动压裂原理
传统的水力压裂设备由超过20台柴油机驱动，每台柴油机制动马力（bhp）高达2，500 hp。将压裂现场所有的柴油机由可移动的涡轮发动机替代，整套压裂设备就可以完全由电驱动。这种技术最早于2014年开始现场实施，目前在北美两套可用的电驱动压裂设备。 相对柴油来说，天然气是更加清洁的能源，它产生极少的污染。与传统的四冲程柴油机相比，涡轮发动机可以允许连续燃烧，因此燃烧更充分，大幅降低排放物。天然气驱涡轮发动机有如此大的优点，是源于其采用的预混合燃烧技术，可以保证空气和天然气配比更均匀，避免的禁排物的形成。涡轮发动机内，超过60%的空气可以和天然气预混合，这可以保证空气和天然气混合物的均质性。 电驱动压裂设备完全由从管道供给的天然气提供能源，如果现场没有天然气可用，也可以使用CNG（压缩天然气）或LNG（液化天然气）。两台大型电动压缩机可以将天然气压缩至涡轮发电机需要的300psi压力。两台压缩器一起工作的话，可以为涡轮发电机提供的气体排量高达3 MMcf/d – 4 MMcf/d。 可以根据井增产实际需求的水马力（hhp），来选择使用3台或者4台涡轮发电机。每台发电机可以提供三相交流电量5.67MW（电压13，800 v），合计17.01 MW – 22.68 MW，输出的电符合ISO标准。涡轮发电机发出的电经过装有一组开关设备的拖车。这些设备重新分配电流，提供断路装置，为地面设备如接地设备提供安全保护。然后电流离开开关设备，用变压器降压至600 v。变压器为浇注线圈干式变压器，额定容量3，500千安培伏特。 至此，电动压裂设备和传统的水力压裂设备就差不多了，唯一不同是用电动马达和变频设备（VFDs）替代了柴油发动机和变速箱。每套电动压裂设备有8台双泵拖车，工作电压均为600-v。每辆双泵拖车水马力为3，500hhp，整套设备提供的水马力为28，000hhp。 双泵系统有2台独立的三缸泵。传统的柴油驱动泵设备，在鹅颈管处通常有很大的散热器。在电驱动泵，不需要散热器，取而代之的是一个VFD房和2个独立的VFDs。另外，电驱动泵不需要搅拌器、保湿设备、大风扇、防砂设备、真空除尘设备等。
