CN104265591B - 压裂泵系统及其流量分配阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压裂泵系统及其流量分配阀。在本发明中，流量分配阀包括阀体和阀芯，驱动机构用于驱动阀芯；阀芯内设置有轴向延伸的高压油道和低压油道，阀体的进油口的内端通过第一环道与高压油道保持连通，回油口的内端通过第二环道与低压油道保持连通；当阀芯在阀体内处于第一转动范围内时，高压油道通过第一弧道与第一工作油口的内端保持连通，低压油道通过第二弧道与第二工作油口的内端保持连通；当阀芯在阀体内处于第二转动范围内时，高压油道通过第一弧道与第二工作油口的内端保持连通，低压油道通过第二弧道与第一工作油口的内端保持连通。实施本发明，能够进一步改进压裂泵系统，有效提高压裂液泵送的控制精度和泵送效果。

Description

压裂泵系统及其流量分配阀

技术领域

本发明涉及压裂设备技术领域，特别涉及一种压裂泵系统及其流量分配阀。

背景技术

压裂施工作业是改造油气藏的重要手段之一，对于低渗透油气井，一般需要借助于压裂作业才能达到稳产和增产的目的。压裂车是压裂施工的主要设备，它的作用是向地层内注入高压、大排量的压裂液，将地层压开，把支撑料(如压裂砂)挤入裂缝，以增强地层渗透率，增加油气的流动性，提高油气采收率。

此前，常见的压裂车一般包括底盘以及设置于底盘上的柴油发动机、液力变矩器、传动轴和压裂泵等，在工作过程中，柴油发动机启动后，经液力变矩器变速、变矩后，通过传动轴带动压裂泵转动，以实现压裂作业。

在前述压裂车中，作为输送机构的压裂泵一般采用曲轴式柱塞泵，图1示出了这种曲轴式柱塞泵的结构示意图，如图所示，该曲轴式柱塞泵1′包括曲轴11′、多个连杆12′和多个柱塞13′等，曲轴11′的两端设置有动力输入齿轮，多个柱塞13′布置在曲轴11′的一侧，多个柱塞13′的一端可分别在液力端(图中示出但未标出)中来回移动，多个连杆12′设置在多个柱塞13′的另一端与曲轴11′之间，这样当曲轴11′转动时，将带动连杆12′作曲柄连杆运动，连杆12′进而驱动柱塞13′作往复运动(类似于发动机曲轴与活塞的运动)，从而实现通过液力端将工作介质(压裂液)吸入并连续高压输出，以进行压裂作业。

在前述曲轴式柱塞泵中，冲程较短(如五缸式柱塞泵冲程约为200mm)，换向次数多，柱塞动作频繁，易损件的寿命短，例如，液力端的阀座、阀和阀胶皮等的使用寿命只有几十小时；其次，这种曲轴式柱塞泵的输出压力、流量的覆盖范围较窄，若要提高覆盖范围，需更换不同缸径的液力端；再次，柱塞 在频繁快速换向时，压裂液尚未充分吸入即排出，造成吸入效率不高，导致工作效率偏低；另外，压裂泵内集成安装有曲轴、动力输入齿轮、连杆、液力端的箱体及座体等，结构复杂，制造成本高，拆装维护不便；另外，动力输入齿轮作高速重载旋转，对润滑和冷却的要求高，需要布置结构复杂的润滑系统及对应的冷却系统。

基于此，本申请人经过深入探索提出了一种独创的压裂泵系统，该压裂泵系统可以参见公开号为CN103742381A的专利文献，图2示出了该压裂泵系统的一种具体实例，下面结合图2概要地介绍这种压裂泵系统的基本原理。

如图2所示，在这种压裂泵系统中，整体上采用了液压方案，两位四通换向阀2′的进油口通过进油油路01′(进油油路01′上设有油泵)接于油箱，回油口经过回油油路02′接于油箱，两个工作油口分别接于第一油缸3′和第二油缸4′的无杆腔，第一油缸3′和第二油缸4′的有杆腔相连，第一油缸3′和第二油缸4′的活塞杆分别通过塞体与液力端5′中的两个增压通道相连，各增压通道均分别连接于吸入阀和排出阀。

在工作过程中，当两位四通换向阀2′的电磁控制端不得电时，压力油经过阀后进入第二油缸4′的无杆腔，使其活塞杆推动液力端5′中增压通道内的塞体向前运动，完成排液动作；与此同时，第二油缸4′的有杆腔液压油流入到第一油缸3′的有杆腔中，使其活塞杆作缩回移动，进而使液力端5′中对应的增压通道形成负压，完成吸液动作。当两个油缸同时运动到位后，两位四通换向阀2′得电换向，此时压力油经过阀后进入第一油缸3′的无杆腔，使其活塞杆推动液力端5′中增压通道内的塞体向前运动，完成排液动作；同时，第一油缸3′的有杆腔液压油流入到第二油缸4′的有杆腔中，使其活塞杆作缩回移动，完成吸液动作。如次循环往复，可以实现连续的吸入和排出动作。

采用这种压裂泵系统后，可以有效增大冲程、减少冲次，提高易损件的使用寿命，增大输出压力、流量的覆盖范围，提高吸入效率，降低结构复杂性、节约成本，以及降低润滑和冷却的要求，因此，克服了传统曲轴式柱塞泵存在 的不足和缺陷。

然而本申请的发明人在实现本发明的过程中发现，上述压裂泵系统尽管可以克服曲轴式柱塞泵存在的问题，但控制精度以及实际泵送效果有待提高，经过深入分析后发现，其中一个重要因素为：虽然常规的两位四通电磁阀应用广泛，但并非专用于压裂液泵送方面，这样在设计时，在结构上和性能上并没有考虑到压裂液泵送方面的特点，因而不能很好地适应上述压裂泵系统中两个油缸的快速、同时和精确的换向需要。因此，如何针对这种不足进行改进，进一步完善上述压裂泵系统，是本申请的发明人一直努力的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提供两种改进的压裂泵系统以及用于压裂泵系统的流量分配阀，以便提高压裂液连续泵送的控制精度和泵送效果。

具体地，本发明提供的一种压裂泵系统包括第一油缸、第二油缸、进油油路和回油油路，还包括流量分配阀和驱动机构，所述流量分配阀包括阀体以及可转动地设置于该阀体内的阀芯，所述驱动机构用于驱动所述阀芯；所述阀芯内设置有轴向延伸的高压油道和低压油道，所述阀体的环形侧壁上开设有进油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口；所述进油口的内端通过第一环道与所述高压油道保持连通，所述回油口的内端通过第二环道与所述低压油道保持连通；当所述阀芯在所述阀体内处于第一转动范围内时，所述高压油道通过第一弧道与所述第一工作油口的内端保持连通，所述低压油道通过第二弧道与所述第二工作油口的内端保持连通；当所述阀芯在所述阀体内处于第二转动范围内时，所述高压油道通过第一弧道与所述第二工作油口的内端保持连通，所述低压油道通过第二弧道与所述第一工作油口的内端保持连通；所述进油口和所述回油口的外端分别连通于所述进油油路和所述回油油路，所述第一工作油口和所述第二工作油口的外端分别连通于所述第一油缸和所述第二油缸的无杆腔。

进一步地，所述驱动机构为步进电机或者伺服电机。

进一步地，所述阀体为套筒结构，所述阀体的第一端设置有底盖，所述阀体的第二端设置有端盖，所述端盖上开设有通孔，所述阀芯具有驱动端，所述驱动端从所述通孔伸出并与所述驱动机构的动力输出端传动连接。

进一步地，所述阀芯位于所述阀体内的部分的两端分别通过两个轴承安装于所述阀体中。

进一步地，所述进油口和所述回油口的数目均为两个。

进一步地，所述高压油道、所述低压油道、所述第一弧道、所述第二弧道、所述第一工作油口和所述第二工作油口的数目均为两个。

进一步地，一个所述第一工作油口、一个所述第二工作油口、另一个所述第一工作油口以及另一个所述第二工作油口在所述阀体的环形侧壁上周向均匀布置；一个所述高压油道、一个所述低压油道、另一个所述高压油道以及另一个所述低压油道在所述阀芯中围绕所述阀芯的轴线周向均匀布置；一个所述第一弧道、一个所述第二弧道、另一个所述第一弧道以及另一个所述第二弧道在所述阀芯上围绕所述阀芯的轴线周向均匀布置。

本发明提供的另一种压裂泵系统包括第一油缸、第二油缸、进油油路和回油油路，还包括流量分配阀和驱动机构，所述流量分配阀包括阀体、可转动地设置于该阀体内的阀芯以及设置于阀体第一端的底盖，所述驱动机构用于驱动所述阀芯；所述阀芯内设置有轴向延伸的第一腰形油道和第二腰形油道，所述阀体的环形侧壁上开设有第一工作油口和第二工作油口，所述底盖上设置有进油口和回油口；所述第一工作油口的内端通过第一环形油道与所述第一腰形油道保持连通；所述第二工作油口的内端通过第二环形油道与所述第二腰形油道保持连通；当所述阀芯在所述阀体内处于第一转动范围内时，所述第一腰形油道与所述进油口的内端保持连通，所述第二腰形油道与所述回油口的内端保持连通，当所述阀芯在所述阀体内处于第二转动范围内时，所述第一腰形油道与 所述回油口的内端保持连通，所述第二腰形油道与所述进油口的内端保持连通；所述进油口和所述回油口的外端分别连通于所述进油油路和所述回油油路，所述第一工作油口和所述第二工作油口的外端分别连通于所述第一油缸和所述第二油缸的无杆腔。

进一步地，所述第一腰形油道、所述第二腰形油道、所述进油口和所述回油口的数目均为两个。

进一步地，一个所述第一腰形油道、一个所述第二腰形油道、另一个所述第一腰形油道以及另一个所述第二腰形油道在所述阀芯中围绕所述阀芯的轴线周向均匀布置；一个所述进油口、一个所述回油口、另一个所述进油口以及另一个所述回油口在所述底盖上围绕所述阀芯的轴线周向均匀布置。

本发明提供的用于压裂泵系统的流量分配阀为上述任一项所述的流量分配阀。

对于本发明的第一种压裂泵系统，采用专门针对压裂液泵送特点的新式流量分配阀替代常规的两位四通阀，以控制第一油缸和第二油缸的交替伸缩，具体地，在流量分配阀的整体结构上，采用阀芯与阀体旋转配合，在阀体上设置进油口、回油口、第一工作油口和第二工作油口，在阀芯中设置与进油口保持连通的高压油道以及与回油口保持连通的低压油道，由外部的驱动机构驱动阀芯相对于阀体转动，实现进油口、回油口与第一工作油口、第二工作油口的交替连通，这样在整体上同时实现了换向(响应)速度、液压油分配效率和大流量液压油通过性能的有效提升，因而充分考虑了压裂液泵送方面的特点，能够适应这种压裂泵系统中油缸的快速、同时和精确的换向需要，从而有效提高了压裂液泵送的控制精度和泵送效果。

采用本发明的第二种压裂泵系统的技术效果与上述类似。本发明的更多特点和优势将在之后的具体实施方式予以说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为相关技术中一种典型曲轴式柱塞泵的结构示意图；

图2为相关技术中一种压裂泵系统的原理示意图；

图3为本发明实施例一提供的压裂泵系统的原理示意图；

图4为图3所示压裂泵系统中流量分配阀第一种具体实施方式的剖面结构示意图；

图5为图4中N-N向的剖面结构示意图；

图6为图3所示压裂泵系统中流量分配阀第二种具体实施方式的剖面结构示意图；

图7为图6中K-K向的剖面结构示意图；

图8为图6所示流量分配阀的另一剖面结构示意图；

图9为图6所示流量分配阀的立体剖面结构示意图；

图10为本发明实施例二提供的压裂泵系统的原理示意图；

图11为图10所示压裂泵系统中流量分配阀的第一种具体实施方式的剖面结构示意图；

图12为图11所示流量分配阀的M向结构示意图；

图13为图11所示流量分配阀中阀芯的立体结构示意图；

图14为图10所示压裂泵系统中流量分配阀的第二种具体实施方式的剖面结构示意图；

图15为图14所示流量分配阀的M向结构示意图；

图16为图14中X-X向的剖面结构示意图；

图17为图14所示流量分配阀中阀芯的立体结构示意图。

图3至图17中主要标号说明：

1 油泵

2 驱动机构

3 流量分配阀

4 第一油缸

5 第二油缸

6 液力端

P 进油口

T 回油口

A 第一工作油口

B 第二工作油口

01 进油油路

02 回油油路

31 阀芯

32 端盖

33 阀体

34 密封件

35 轴承

36 底盖

311 第二环道

312 第一弧道

313 第一环道

314 高压油道

315 低压油道

316 第二弧道

3101 第二腰形油道

3103 第一腰形油道

331 第二环形油道

332 第一环形油道

41 第一接近开关

42 第二接近开关

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考附图3至17，下面将结合附图对本发明各种实施例作详细说明。

结合3所示，本发明实施例一的压裂泵系统可以包括第一油缸4、第二油缸5、液力端6、驱动机构2、进油油路01和回油油路02。

其中，回油油路02可以接于油箱，作为流量分配阀3的回油通道；进油油路01可以通过油泵1接于油箱，作为流量分配阀3的压力油进油通道。

结合图4和图5所示，流量分配阀3的第一种具体实施方式可以包括阀芯31、端盖32、阀体33、密封件34、轴承35和底盖36。阀体33为套筒结构，轴承35的数目为两个，阀芯31的前后两个位置分别通过两个轴承35安装于阀体33内，底盖36固定于(如通过螺栓固定于)阀体33的第一端端面，端盖32固定于(如通过螺栓固定于)阀体33的第二端端面，端盖32上开设有通孔，阀芯31具有驱动端(图4中所示为左端)，该驱动端从端盖32的通孔伸出并与驱动机构的动力输出端传动连接，端盖32和底盖36可以对轴承35和阀芯31进行轴向限位。

阀体33中的阀芯31内设置有轴向延伸的高压油道314和低压油道315， 阀体33的环形侧壁上开设有进油口P、回油口T、第一工作油口A和第二工作油口B；进油口P的内端通过第一环道313与高压油道314保持连通，回油口T的内端第二环道311与低压油道315保持连通；当阀芯31在阀体33内处于第一转动范围内时，高压油道314通过第一弧道312与第一工作油口A的内端保持连通，低压油道315通过第二弧道316与第二工作油口B的内端保持连通；当阀芯31在阀体33内处于第二转动范围内时，高压油道314通过第一弧道312与第二工作油口B的内端保持连通，低压油道315通过第二弧道316与第一工作油口A的内端保持连通。

作为一种优选情形，第一弧道312可以设置于阀芯31外壁的第一周向位置，并与高压油道314对应于该第一周向位置的油口连通，第二弧道316可以设置于阀芯31的外壁的第二周向位置，并与低压油道315对应于该第二周向位置的油口连通，第一周向位置和第二周向位置可以大体处于同一轴向位置，在这种情形下，两个工作油口在阀体33上也大体处于同一轴向位置。另外，为了便于阀体33上各种油口的布置，高压油道314和低压油道315的轴向长度或者在轴向上的位置可以不同，更近一步地，高压油道314和低压油道315可以布置于阀芯31轴线的两侧，从而使高压油道314和低压油道315的中心线与阀芯31轴线大体位于同一平面上；另外，第一弧道312和第二弧道316可以相对于阀芯31轴线大体对称。另外，在阀体33和阀芯31之间，例如在各油口内端两侧的周向位置可以设置密封件34，以实现阀体33和阀芯31的移动式密封配合。

再结合图3所示，阀体33的进油口P和回油口T的外端分别连通于进油油路01和回油油路02，第一工作油口A和第二工作油口B的外端分别连通于第一油缸4和第二油缸5的无杆腔。第一油缸4和第二油缸5的有杆腔相连。第一油缸4和第二油缸5的活塞杆分别通过相应的塞体(如柱塞)与液力端6中的两个增压通道相连，各增压通道的另一端均连接有吸入阀和排出阀，有关液力端6的具体结构可以参见相关技术的描述，例如可以参见公开号为CN103742381A的专利文献的描述。

下面结合图3、图4和图5以及具体场景说明上述压裂泵系统的工作过程：

在工作过程中，进油油路01的压力油通过流量分配阀阀体33的进油口P进入到阀芯31的高压油道314中，驱动机构2带动阀芯31转动，在第一转动范围内，高压油道314通过第一弧道312与第一工作油口A保持连通，低压油道315通过第二弧道316与第二工作油口B保持连通，压力油通过第一工作油口A被分配到第一油缸4的无杆腔中，其活塞杆推动液力端6中对应增压通道的塞体向前(向右)运动，进而使该增压通道排出压裂液；与此同时，第一油缸4的有杆腔的液压油流入到第二油缸的有杆腔中，第二油缸5的活塞杆向后(向左)移动，第二油缸5的无杆腔中的液压油通过阀体33的第二工作油口B并经低压油道315回到回油油路02中，第二油缸5的缩回动作使对应的增压通道形成负压，进而使该增压通道吸入压裂液。

当第一油缸4和第二油缸5均运动到终点而需要换向时，驱动机构2带动阀芯31处于第二转动范围内(可以事先匹配好驱动机构的转动速度和两个油缸换向时间的关系)，此时高压油道314通过第一弧道312与第二工作油口B的内端保持连通，低压油道315通过第二弧道316与第一工作油口A的内端保持连通，这样高压油道314中的压力油通过第二工作油口B被分配到第二油缸5的无杆腔中，第二油缸5的活塞杆推动液力端6中对应增压通道的塞体向前(向右)运动，进而使该增压通道排出压裂液；与此同时，第二油缸5的有杆腔的液压油流入到第一油缸4的有杆腔中，第二油缸5的活塞杆向后(向左)移动，第二油缸5的无杆腔中的液压油通过阀体33的第一工作油口A并经低压油道315回到回油油路02中，第二油缸5的缩回动作使对应的增压通道形成负压，进而使该增压通道吸入压裂液。

如此循环往复，即可实现压裂液的连续吸入和排出。若需要改变压裂液的泵出流量，可以同时调整进油油路01的进油速度(即调整油泵1的排量)以及驱动机构2的输出转速，以控制两个油缸的运动速度。

需要说明的是，结合图5所示，前述第一转动范围是指在阀芯31转动过程 中从第一弧道312(第二弧道316)开始与第一工作油口A(第二工作油口B)连通直至第一弧道312(第二弧道316)脱离与第一工作油口A(第二工作油口B)连通的转动范围，相应地，前述第二转动范围是指在阀芯31转动过程中从第一弧道312(第二弧道316)开始与第二工作油口B(第一工作油口A)连通直至第一弧道312(第二弧道316)脱离与第二工作油口B(第一工作油口A)连通的转动范围；另外，从图5所示的状态可知，阀芯31每转动一周，第一油缸4和第二油缸5换向两次。

从前述工作过程可知，采用流量分配阀3替代传统的两位四通阀，由外部驱动机构2带动流量分配阀3的阀芯31，并且在阀芯31中设置高压油道314和低压油道315，这样实施例一的压裂泵系统在整体上得到了改进，即在整体上同时实现了换向(响应)速度、液压油分配效率和大流量液压油通过性能的有效提升，因而充分考虑了压裂液泵送方面的特点，能够适应这种压裂泵系统中油缸的快速、同时和精确的换向需要，从而有效提高了压裂液泵送的控制精度和泵送效果。另外，为了进一步提高该技术效果，进油口P和回油口T的数目可以采用两个，如图4所示，两个进油口P(两个回油口T)设置于阀体33的同一轴向位置上，并且可以相对于轴线大体对称。

结合图3、图6、图7、图8和图9所示，图6至图9给出了实施例一的压裂泵系统中流量分配阀3的第二种具体实施方式。与第一种具体实施方式相比，第二种具体实施方式的主要区别在于，高压油道314、低压油道315、第一弧道312、第二弧道316、第一工作油口A和第二工作油口B的数目均为两个；这样能够进一步提高换向(响应)速度、液压油分配效率和大流量液压油通过性能，从而能够进一步提高压裂液泵送的控制精度和泵送效果。第二种具体实施方式的其他部分及相关扩展可以参见前述第一种具体实施方式的相关描述。

优选地，结合图6、图7和图8所示，其中一个第一工作油口A、其中一个第二工作油口B、另一个第一工作油口A以及另一个第二工作油口B可以在阀体33的环形侧壁上周向均匀布置；各油口在轴向位置上可以错开一定距 离，例如两个第一工作油口A和两个第二工作油口B大体处于第一轴向位置，进油口P大体处于第二轴向位置，回油口T大体处于第三轴向位置，第一轴向位置可以位于第二轴向位置和第三轴向位置之间，即第一工作油口A和第二工作油口B在轴向位置上位于进油口P和回油口T之间。其中一个高压油道314、其中一个低压油道315、另一个高压油道314以及另一个低压油道315可以在阀芯31中围绕阀芯31的轴线周向均匀布置；为了便于相应油口的布置，高压油道314和低压油道315在轴向上的位置或者在轴向上的长度可以不同，例如结合图6和图8所示，两个高压油道314大体位于阀芯31的后半部分，两个低压油道315大体位于阀芯314的前半部分。其中一个第一弧道312、其中一个第二弧道316、另一个第一弧道312以及另一个第二弧道316可以在阀芯31上围绕阀芯31的轴线周向均匀布置；为了便于实现连通切换，各弧道处于同一轴向位置上，如图7所示，在阀芯31转动过程中，两个第一弧道312或者两个第二弧道316均同时与两个第一工作油口A或者两个第二工作油口B连通，并同时与两个第一工作油口A或者两个第二工作油口B脱离连通；从图7所示的状态可知，阀芯31每转动一周，第一油缸4和第二油缸5换向四次。

结合图10所示，实施例二的压裂泵系统与实施例一的主要区别在于流量分配阀3的具体实施方式不同。实施例二的压裂泵系统的其他部分和扩展可以参见实施例一的相关描述。

结合图11至图13所示，在实施例二中流量分配阀3的第一种具体实施方式中，阀芯31、阀体33、端盖31和底盖36的相互关系可以参考实施例一的相关描述，主要不同之处在于：底盖36由阀体33形成，即底盖36与阀体33一体成型；阀芯31内设置有轴向延伸的第一腰形油道3103和第二腰形油道3101，阀体33的环形侧壁上开设有第一工作油口A和第二工作油口B，底盖36上设置有进油口P和回油口T；第一工作油口A的内端通过第一环形油道332与第一腰形油道3103在第一轴向位置的油口3104保持连通，第二工作油口B的内端通过第二环形油道331与第二腰形油道3101在第二轴向位置的油口3102保 持连通；第一腰形油道3103和第二腰形油道3101的腰形油口均位于阀芯31邻近底盖36的一端的端面上，当阀芯31在阀体33内处于第一转动范围内时，第一腰形油道3103与进油口P的内端保持连通，第二腰形油道3101与回油口T的内端保持连通，当阀芯31在阀体33内处于第二转动范围内时，第一腰形油道3103与回油口T的内端保持连通，第二腰形油道3101与进油口P的内端保持连通。作为一种优选情形，第一环形油道332和第二环形油道331可以分别设置于阀体33的环形侧壁的内侧上。

这样在工作过程中，当驱动机构2带动阀芯31转动时，阀芯31内的第一腰形油道3103、第二腰形油道3101的腰形油口与进油口P和回油口T交替连通，从而能够实现第一油缸4和第二油缸5的交替动作和换向。考虑到这种流量分配阀的结构特点，实施例二的压裂泵系统得到了改进，能够在整体上同时实现换向(响应)速度、液压油分配效率和大流量液压油通过性能的有效提升，因而也充分考虑了压裂液泵送方面的特点，能够适应这种压裂泵系统中油缸的快速、同时和精确的换向需要，从而有效提高了压裂液泵送的控制精度和泵送效果。

结合图10、图14、图15、图16和图17所示，图14至图17给出实施例二的压裂泵系统中流量分配阀3的第二种具体实施方式，与实施例二第一种具体实施方式相比，第二种具体实施方式的主要区别在于：第一腰形油道3103、第二腰形油道3101、进油口P和回油口T的数目均为两个。这样能够进一步提高换向(响应)速度、液压油分配效率和大流量液压油通过性能，从而能够进一步提高压裂液泵送的控制精度和泵送效果。实施例二中第二种具体实施方式的其他部分及相关扩展可以参见实施例二中第一种具体实施方式以及实施例一的相关描述。另外，第一工作油口A和第二工作油口B的数目也可以采用两个，这样能够进一步提高通流能力以及换向速度。

结合图14至图17所示，优选地，其中一个第一腰形油道3103、其中一个第二腰形油道3101、另一个第一腰形油道3103以及另一个第二腰形油道3101 可以在阀芯31中围绕阀芯31的轴线周向均匀布置；另外，为了方便相关油口的布置，两个第一腰形油道3103和两个第二腰形油道3101在轴向上的位置或者在轴向上的延伸长度可以不同。其中一个第一工作油口A、其中一个第二工作油口B、另一个第一工作油口A以及另一个第二工作油口B可以在阀体的环形侧壁上周向均匀布置，两个第一工作油口A和两个工作油口分别位于不同的轴向位置上。如图15所示，其中一个进油口P、其中一个回油口T、另一个进油口P以及另一个回油口T可以在底盖36上围绕阀芯31的轴线周向均匀布置。结合图15和图16可知，采用上述各种优选方式后，当某一腰形油道处于进油状态时，阀芯31每转动一周，第一油缸4和第二油缸5换向四次。

需要说明的是，在上述各实施例中，驱动机构2优选采用步进电机或者伺服电机，以精确控制阀芯31的转动；当然在其他实施中，并不受限于此，也可以采用其他形式，只要能够实现阀芯31的转动进而实现流量分配阀3的换向即可。另外，为了更好地匹配流量分配阀3换向和两个油缸换向的匹配关系，结合图3和图10所示，可以在各油缸的有杆腔和无杆腔对应的缸筒位置分别设置第一接近开关41和第二接近开关42，这样当油缸的活塞运动到对应的极限位置时，第一接近开关41和第二接近开关42发出控制信号，从而使驱动机构2及时动作，控制流量分配阀3的阀芯31转动，从而实现流量分配阀3和两个油缸的及时换向。

需要说明的是，在上述实施例一中，阀体33为套筒结构，阀体33的前后两端分别设置有端盖32和底盖36，阀芯31的前后两个位置可通过两个轴承35安装于阀体33中；而在实施例二中，阀体33和底盖36一体成型，阀芯31的后端通过轴承35安装于底盖36中，但在其他实施例中，阀体33的具体结构以及阀体33和阀芯31之间的匹配形式并不受限于此。

需要说明的是，结合图3和图10所示，在压裂泵系统中，可以采用多组油缸(每组油缸均包括第一油缸4和第二油缸5)以及相应数目的流量分配阀3及驱动机构等。

此外，本发明其他实施例还提供了一种用于压裂泵系统的流量分配阀，该流量分配阀可以采用前述任一种流量分配阀的实现形式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种压裂泵系统，包括第一油缸(4)、第二油缸(5)、进油油路(01)和回油油路(02)，其特征在于：

还包括流量分配阀(3)和驱动机构(2)，所述流量分配阀(3)包括阀体(33)以及可转动地设置于该阀体(33)内的阀芯(31)，所述驱动机构(2)用于驱动所述阀芯(31)；

所述阀芯(31)内设置有轴向延伸的高压油道(314)和低压油道(315)，所述阀体(33)的环形侧壁上开设有进油口(P)、回油口(T)、第一工作油口(A)和第二工作油口(B)；所述进油口(P)的内端通过第一环道(313)与所述高压油道(314)保持连通，所述回油口(T)的内端通过第二环道(311)与所述低压油道(315)保持连通；当所述阀芯(31)在所述阀体(33)内处于第一转动范围内时，所述高压油道(314)通过第一弧道(312)与所述第一工作油口(A)的内端保持连通，所述低压油道(315)通过第二弧道(316)与所述第二工作油口(B)的内端保持连通；当所述阀芯(31)在所述阀体(33)内处于第二转动范围内时，所述高压油道(314)通过第一弧道(312)与所述第二工作油口(B)的内端保持连通，所述低压油道(315)通过第二弧道(316)与所述第一工作油口(A)的内端保持连通；

所述进油口(P)和所述回油口(T)的外端分别连通于所述进油油路(01)和所述回油油路(02)，所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)的外端分别连通于所述第一油缸(4)和所述第二油缸(5)的无杆腔。

2.如权利要求1所述的压裂泵系统，其特征在于：所述驱动机构(2)为步进电机或者伺服电机。

3.如权利要求1所述的压裂泵系统，其特征在于：所述阀体(33)为套筒结构，所述阀体(33)的第一端设置有底盖(36)，所述阀体(33)的第二端设置有端盖(32)，所述端盖(32)上开设有通孔，所述阀芯(31)具有驱动端，所述驱动端从所述通孔伸出并与所述驱动机构的动力输出端传动连接。

4.如权利要求3所述的压裂泵系统，其特征在于：所述阀芯(31)位于所述阀体(33)内的部分的两端分别通过两个轴承(35)安装于所述阀体(33)中。

5.如权利要求1所述的压裂泵系统，其特征在于：所述进油口(P)和所述回油口(T)的数目均为两个。

6.如权利要求1至5任一项所述的压裂泵系统，其特征在于：所述高压油道(314)、所述低压油道(315)、所述第一弧道(312)、所述第二弧道(316)、所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)的数目均为两个。

7.如权利要求6所述的压裂泵系统，其特征在于，一个所述第一工作油口(A)、一个所述第二工作油口(B)、另一个所述第一工作油口(A)以及另一个所述第二工作油口(B)在所述阀体(33)的环形侧壁上周向均匀布置；一个所述高压油道(314)、一个所述低压油道(315)、另一个所述高压油道(314)以及另一个所述低压油道(315)在所述阀芯(31)中围绕所述阀芯(31)的轴线周向均匀布置；一个所述第一弧道(312)、一个所述第二弧道(316)、另一个所述第一弧道(312)以及另一个所述第二弧道(316)在所述阀芯(31)上围绕所述阀芯(31)的轴线周向均匀布置。

8.一种压裂泵系统，包括第一油缸(4)、第二油缸(5)、进油油路(01)和回油油路(02)，其特征在于：

还包括流量分配阀(3)和驱动机构(2)，所述流量分配阀(3)包括阀体(33)、可转动地设置于该阀体(33)内的阀芯(31)以及设置于阀体(33)第一端的底盖(36)，所述驱动机构(2)用于驱动所述阀芯(31)；

所述阀芯(31)内设置有轴向延伸的第一腰形油道(3103)和第二腰形油道(3101)，所述阀体(33)的环形侧壁上开设有第一工作油口(A)和第二工作油口(B)，所述底盖(36)上设置有进油口(P)和回油口(T)；所述第一工作油口(A)的内端通过第一环形油道(332)与所述第一腰形油道(3103)保持连通；所述第二工作油口(B)的内端通过第二环形油道(331)与所述第二腰形油道(3101)保持连通；当所述阀芯(31)在所述阀体(33)内处于第一转动范围内时，所述第一腰形油道(3103)与所述进油口(P)的内端保持连通，所述第二腰形油道(3101)与所述回油口(T)的内端保持连通，当所述阀芯(31)在所述阀体(33)内处于第二转动范围内时，所述第一腰形油道(3103)与所述回油口(T)的内端保持连通，所述第二腰形油道(3101)与所述进油口(P)的内端保持连通；

所述进油口(P)和所述回油口(T)的外端分别连通于所述进油油路(01)和所述回油油路(02)，所述第一工作油口(A)和所述第二工作油口(B)的外端分别连通于所述第一油缸(4)和所述第二油缸(5)的无杆腔。

9.如权利要求8所述的压裂泵系统，其特征在于：所述第一腰形油道(3103)、所述第二腰形油道(3101)、所述进油口(P)和所述回油口(T)的数目均为两个。

10.如权利要求9至的压裂泵系统，其特征在于：一个所述第一腰形油道(3103)、一个所述第二腰形油道(3101)、另一个所述第一腰形油道(3103)以及另一个所述第二腰形油道(3101)在所述阀芯(31)中围绕所述阀芯(31)的轴线周向均匀布置；一个所述进油口(P)、一个所述回油口(T)、另一个所述进油口(P)以及另一个所述回油口(T)在所述底盖(36)上围绕所述阀芯(31)的轴线周向均匀布置。

11.一种流量分配阀，用于压裂泵系统，其特征在于：所述流量分配阀为权利要求1至10任一项中所述的流量分配阀(3)。