CN107580665A - 有模块式进入歧管的流体端 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种具有用于增压流体输送系统的模块式进入歧管的流体端，该增压流体输送系统有两个或更多个模块。根据一个实施例，用于模块式复合泵的进入歧管包括：缩减器，该缩减器与泵的各模块的进入端相联；三通体，该三通体与每个缩减器的直径减小端部相连；以及阻尼材料，该阻尼材料布置在缩减器的容积内。

Description

有模块式进入歧管的流体端
技术领域
本文公开的实施例涉及一种用于复合柱塞泵的模块式流体端的模块式进入歧管，该复合柱塞泵用于使得流体在高体积和高压力下被泵送至井孔中。
背景技术
复合柱塞泵通常用于石油和天然气行业中，是本领域公知的。这些泵包括：流体端，流体流过该流体端；以及动力端，该动力端使得流体端内的柱塞往复运动，以便将流体吸入流体端和将流体排出到流体端外。这些泵能够将流体以直到100桶/分钟的速率在直到1,000磅/平方英寸(psi)的压力下泵送至井孔中。
在流体端内的压力在操作过程中快速变化。例如，流体端内的压力可以从负压(当流体被吸入流体端时)变化至大约1,000psi或更高(当将流体从流体端排出时)。在流体端内的压力波动可能以频繁间隔发生，例如对于以每分钟300冲程运行的泵，大约每五分之一秒的间隔。在流体端内的这种压力的快速变化防止流体在被吸入流体端时达到峰值流速，这降低了流体端的操作效率。
流体端是单块体或模块式结构。模块式流体端包括两个或更多个模块，这些模块可以被夹持或以其它方式连接在一起，从而能够更换损坏的模块，而不必除去或更换整个流体端。流体从进入歧管进入各模块，并从各模块排放至排放歧管中。不过，普通的进入歧管通常焊接在各流体端模块上，这使得任意一个模块的拆卸和更换都更耗时而且成本高。
因此，需要新的改进的流体端，该流体端解决上述普通流体端的一个或多个缺点。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于复合柱塞泵的流体端的模块式进入歧管。
根据一个实施例，提供了一种用于模块式复合泵的进入歧管，该泵有多个模块。进入歧管包括：缩减器，该缩减器有与一个模块的进入端相联的较大直径端部；三通体，该三通体与缩减器的较小直径端部相联；以及阻尼材料，该阻尼材料布置在缩减器的壳体内。
根据另一实施例，提供了一种用于模块式复合泵的进入歧管，该泵有多个模块。进入歧管包括：缩减器，该缩减器与各模块的进口孔相联；三通体，该三通体与各缩减器的直径减小端部相联接；以及阻尼材料，该阻尼材料布置在各缩减器的容积内，并在其中限定了与进口孔同心的容积。
根据另一实施例，提供了一种用于模块式复合泵的进入歧管，该泵有多个模块。进入歧管包括：缩减器，该缩减器与各模块的进口孔联接；三通体，该三通体与各缩减器的直径减小端部联接；以及阻尼材料，该阻尼材料布置在各缩减器的容积内，并在其中限定了与进口孔同心的容积，其中，该容积包括与缩减器的直径减小端部的直径基本相同的直径。
附图说明
前面已经总体介绍了本发明的多种实施例，下面将参考附图，
图1A是流体端的一个实施例的后视透视图。
图1B是图1A的流体端的正视透视图。
图2是流体端沿图1A中的线2-2的剖视图。
图3是流体端沿图1A中的线3-3的剖视图。
图4是流体端模块的剖视图，表示了它的内部部件。
为了方便理解，在可能时将使用相同的参考标号来表示图中相同的元件。可以设想，在一个实施例中公开的元件可以在并不具体叙述的情况下有利地用于其它实施例。
具体实施方式
本发明的实施例提供了一种模块式流体端的模块式进入歧管，用于增压流体输送系统。根据本发明实施例的模块式进入歧管可以通过对复合柱塞泵的很多现有流体端进行很小变化而进行改型。
图1A是流体端100的后视透视图，图B是根据一个实施例的流体端100的正视透视图。在该实施例中，流体端100用于五柱塞泵，该五柱塞泵有动力端(未示出)，该动力端以本领域公知的方式来驱动五个泵柱塞(一个泵柱塞用于各个流体端模块105A-105E)。流体端模块105A-105E基本相同，并可互换。
流体端100包括五个流体端模块105A-105E，这五个流体端模块105A-105E以并排关系布置。替代地，流体端100可以包括少于五个流体端模块或多于五个流体端模块。流体端模块105A-105E可以被夹持在一起或以其它方式连接在一起。各流体端模块105A-105E可以由单件高抗拉强度钢来锻造。在一个实施例中，钢是AISI 4340钢，该AISI 4340钢被热处理到至少110ksi的屈服强度(ys)。
各流体端模块105A-105E有缸110和后部安装板115A-115E，该后部安装板115A-115E用于将相应的流体端模块105A-105E安装在复合柱塞泵的动力端(未示出)上。各流体端模块105A-105E还包括进入端120，进入歧管125与该进入端120连接。各流体端模块105A-105E还包括排放端130，该排放端130有螺纹排放孔135，排放歧管(未示出)与该螺纹排放孔135连接。
布置在相邻的流体端模块105A-105E之间的整体联接板180可以用于使得相邻的流体端模块G5A-105E联接在一起。流体端模块105A-105E可以通过独立于流体端模块105A-105E的外部压缩夹(未示出)而被夹持在一起。各流体端模块105A-105E有穿过缸110形成的柱塞孔140，该缸110接收相应的柱塞，例如在图4中所示的柱塞403。
进入歧管125与各流体端模块105A-105E的进入端120联接。进入歧管125包括多个三通体160(例如“T”形构件)，这些三通体160与各流体端模块105A-105E的各缸110联接。连接器165可以用于将各三通体160联接在一起。缩减器145可以在各流体端模块105A-105E的各三通体160和各缸110之间联接。缩减器145的较大直径端部与一个模块105A-105E的进入端联接。缩减器的较小直径端部与一个三通体160联接。连接器150和155可以用于使得缩减器145的较大直径端部与缸110联接，并使得缩减器145的较小直径端部与三通体160联接。
共同地，多个三通体160形成进入歧管125的公共进口腔室167。进口腔室167的第一端170可以与流体供给源联接，该流体供给源向流体端100供给流体。进口腔室167的第二端175也可以与流体供给源联接，或者可以包括帽190(如图1B所示)，该帽190密封进口腔室167的第二端175。图1B中还表示了柱塞孔螺母螺纹185，盖螺母(例如图4中所示的盖螺母405)可以与相应的流体端模块105A-105E的柱塞孔螺母螺纹185连接。
图2是流体端100沿图1A中的线2-2的剖视图，图3是流体端100沿图1A中的线3-3的剖视图。
在图2和3中表示了与流体端模块105E相对应的进入歧管125的联接部分200，但是全部流体端模块105A-105D可以包括联接部分200。联接部分200可以包括缩减器145以及连接器150和155。缩减器145可以包括在连接器150和155之间延伸的同心壳体205。
同心壳体205包括至少局部填充有阻尼材料215的容积210。该容积210的、没有填充阻尼材料215的部分(或者可选地描述为阻尼材料215的内部孔)包括内径220，该内径220可以比形成于缸110中的进口孔230的内径225稍微更小一些。进口孔230与柱塞孔140相交，该柱塞孔140与在缸110中形成的出口孔235相交。
阀座240可以布置在进口孔230中。阀座240的内径245可以比容积210的内径220更小。在一个实施例中，阀座240的内径245为大约3.25英寸，容积210的内径220为大约4英寸。缩减器145包括较大直径端部(第一端)300和较小直径端部(第二端)305。在一个实施例中，缩减器145可以是8英寸至4英寸的缩减器(分别为第一端和第二端)。连接器150和155以及连接器165可以是螺栓夹紧器或联接器，例如可从宾夕法尼亚州伊斯顿市的公司获得的联接器或其它合适的连接器。连接器150可以是8英寸的联接器，而连接器155可以是4英寸的联接器。进口腔室167可以包括直径250，该直径250大于阀座240的内径245和容积210的内径220。在一个实施例中，进口腔室167的直径250为大约6英寸。
阻尼材料215可以是柔性材料，例如聚合物材料。当在流体端100的操作过程中流体的压力和/或体积在缸110内波动时，阻尼材料215可以用于响应于流体压力和/或流体体积的变化而挠曲(例如，膨胀和/或收缩)。阻尼材料215可以用于稳定流过缸110的流体的速度，并减小由加速度引起的压力变化在缸110和/或进入歧管125中传播。在一个实施例中，阻尼材料215包括闭孔泡沫材料，该闭孔泡沫材料有完全由固体泡沫材料包围的离散气穴。
图4是流体端模块400的剖视图，表示了它的内部部件。流体端模块400与上述的任意流体端模块105A-105E类似，为了简洁，这里将不再重复它的全部操作。柱塞403表示为布置在柱塞孔140的一端中，且盖螺母405以及密封压盖410布置在柱塞孔140的另一端中。
在缸110的排放端处，有偏压构件(例如弹簧420)的阀组件415表示为布置在出口孔235中。阀体425以及阀座430也可以布置在出口孔235中。附接在螺纹排放孔135的快速连接/脱开轴环435也可以与缸110联接。在流体端模块400的进入端处，阀组件440布置在进口孔230中。该阀组件440包括阀体445，该阀体445由偏压部件(例如弹簧450)偏压至阀座240上。
具有如本文所述的进入歧管125的流体端100实施例减少了安装成本和时间。如本文所述的进入歧管125可以很容易地安装在流体端上，而并不进行焊接，并可以很容易地拆卸，而不需要切割和/或研磨。使用连接器150、155和165来使得进入歧管125与流体端模块105A-105E联接将提供模块化。而且，连接器150、155和165不需要特殊工具，并可以比在缸110中钻孔/攻丝孔(例如，在具有螺母/螺栓的普通凸缘类型安装件中)更坚固更便宜。使用阻尼材料215将使得流体端100内的压力平滑或重新分布，这可以导致延长流体端100的使用寿命。
尽管前面已经介绍了本发明的实施例，但是也可以设计本发明的其它和进一步的实施例，而并不脱离本发明基本范围，且本发明的范围由随后的权利要求来确定。

Claims (20)

1.一种用于有多个模块的模块式复合泵的进入歧管，所述进入歧管包括：
缩减器，所述缩减器有与一个模块的进入端联接的较大直径端部；
三通体，所述三通体与所述缩减器的较小直径端部联接；以及
阻尼材料，所述阻尼材料布置在所述缩减器的壳体内。
2.根据权利要求1所述的进入歧管，其中：所述缩减器包括同心壳体。
3.根据权利要求1所述的进入歧管，其中：所述阻尼材料包括聚合材料。
4.根据权利要求1所述的进入歧管，其中：所述阻尼材料包括闭孔泡沫材料。
5.根据权利要求1所述的进入歧管，其中：各个三通体通过螺栓夹紧器而联接在一起。
6.根据权利要求1所述的进入歧管，其中：各缩减器通过螺栓夹紧器而与所述模块联接。
7.一种用于有多个模块的模块式复合泵的进入歧管，所述进入歧管包括：
缩减器，所述缩减器与各模块的进口孔联接；
三通体，所述三通体与各缩减器的直径减小端部联接；以及
阻尼材料，所述阻尼材料布置在各缩减器的容积内，并在其中限定了与所述进口孔同心的容积。
8.根据权利要求7所述的进入歧管，其中：所述容积包括与所述直径减小端部的直径基本相同的直径。
9.根据权利要求7所述的进入歧管，其中：各缩减器包括同心壳体。
10.根据权利要求7所述的进入歧管，其中：阻尼材料包括聚合材料。
11.根据权利要求7所述的进入歧管，其中：阻尼材料包括闭孔泡沫材料。
12.根据权利要求7所述的进入歧管，还包括：阀座，所述阀座布置在各模块的进口孔中。
13.根据权利要求12所述的进入歧管，其中：所述阀座的内径小于所述缩减器的直径减小端部的直径。
14.一种用于有多个模块的模块式复合泵的进入歧管，所述进入歧管包括：
缩减器，所述缩减器与各模块的进口孔联接；
三通体，所述三通体与各缩减器的直径减小端部联接；以及
阻尼材料，所述阻尼材料布置在各缩减器的容积内，并在其中限定了与所述进口孔同心的容积，其中，所述容积包括与所述缩减器的所述直径减小端部的直径基本相同的直径。
15.根据权利要求14所述的进入歧管，其中：各缩减器包括同心壳体。
16.根据权利要求14所述的进入歧管，其中：阻尼材料包括聚合材料，
17.根据权利要求14所述的进入歧管，其中：阻尼材料包括闭孔泡沫材料。
18.根据权利要求14所述的进入歧管，还包括：阀座，所述阀座布置在各模块的进口孔中。
19.根据权利要求18所述的进入歧管，其中：所述阀座的内径小于所述缩减器的所述直径减小端部的直径。
20.根据权利要求14所述的进入歧管，其中：阻尼材料包括在所述缩减器内的圆锥形状。
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