CN112177924A - 一种压裂泵泵轴的轴向承力机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，包括泵轴、托盘、底托拼帽、推力轴承和紧定压套；所述托盘设有用于安装泵轴的安装孔且托盘与压裂泵的泵壳固定连接；所述底托拼帽包括螺纹拼帽，所述螺纹拼帽的径向切面的形状和安装孔的形状均为圆形且螺纹拼帽的外侧面通过螺纹连接于安装孔中；靠近泵轴的一端设有台阶面，所述紧定压套和推力轴承套均设于所述台阶面，且紧定压套与泵轴固定；泵轴设有所述台阶面的一端穿过安装孔，且推力轴承压紧于螺纹拼帽和紧定压套之间，进而使泵轴与托盘转动连接。本发明使泵组液缸中与不良流体接触的相关受力件上的载荷压力减小，延长受力件的使用寿命。

Description

一种压裂泵泵轴的轴向承力机构
技术领域
本发明涉及压裂泵设备领域，具体涉及一种压裂泵泵轴的轴向承力机构。
背景技术
在页岩气开发工程施工中，随着能源储藏深度、储藏地质矿层硬度的不断增加，水力压裂压碎生成地质矿层裂缝所需要流体压力也在不断的增加，在专利“201911323996.9”中，通过泵轴上的螺旋推面，在泵轴上的台阶轴端产生了强大的轴向推力，通过力的传导，该推力压向了缸体的进口端盖上，为了提高产品的耐用度，在泵轴与端盖间设置陶瓷滑动轴承。
但由于在页岩气开发水力压裂工程施工中，能量转换泵送的是酸化加沙流体(可以压裂、腐蚀、填充地质储层中的裂缝)，随着流体压力的增高(如超高压，最高达25000psi)，泵轴端的推力也随之不断的增大，紧靠陶瓷滑动轴承承受泵轴的推力，即使陶瓷滑动轴承具耐用，但也难以招架，使得陶瓷滑动轴承的寿命大大缩短，成为易损件之一，易损件的数量不断的飙升。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，以使泵组液缸中与不良流体接触的相关受力件上的载荷压力减小，延长受力件的使用寿命，本发明提供了一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，包括泵轴、托盘、底托拼帽、推力轴承和紧定压套；所述托盘设有用于安装泵轴的安装孔且托盘与压裂泵的泵壳固定连接；
所述底托拼帽包括螺纹拼帽，所述螺纹拼帽的径向切面的形状和安装孔的形状均为圆形且螺纹拼帽的外侧面通过螺纹连接于安装孔中；
靠近泵轴的一端设有台阶面，所述紧定压套和推力轴承套均设于所述台阶面，且紧定压套与泵轴固定；泵轴设有所述台阶面的一端穿过安装孔，且推力轴承压紧于螺纹拼帽和紧定压套之间，进而使泵轴与托盘转动连接。
本发明的有益效果体现在：
本设备在现有的压裂泵的基础在，在泵壳的外部增设托盘，托盘上安装推力轴承，通过推力轴承分担泵轴的的轴向推力，减小了泵组液缸中与不良流体接触的相关受力件上的载荷压力，即减小了位于泵壳内的滑动轴承所受到的轴向压力。由推力轴承和的滑动轴承一起承受压力，并将部分轴向压力传递至泵壳，使得滑动轴承的使用寿命延长，大大减少了更换次数，对应地使工程施工的费用减少。
优选地，所述托盘设有多个沿着周向分布的承力螺柱，通过承力螺柱使托盘与压裂泵的泵壳固定连接。
承力螺柱的前端安装固定与托盘，以及承力螺柱的后端与泵壳固定，承力螺柱设有六个，六个承力螺柱沿着周向均匀分布。
优选地，所述安装孔设有六个，六个安装孔沿着托盘的周向均匀分布。
优选地，所述紧定压套通过过渡配合套设于泵轴连接，紧定压套的侧壁设有多个沿着径向的第一锁紧螺钉；多个第一锁紧螺钉沿着周向均匀分布。
第一锁紧螺钉设有三个，三个第一锁紧螺钉沿着紧定压套的周向均匀分布，是将紧定压套固定于泵轴的主要部件。
优选地，包括用于罩住所述推力轴承的防护套；所述防护套的一端与托盘的侧面连接以及防护套的另外一端与紧定压套连接。
优选地，所述防护套的一端通过护套定位钢圈与托盘的侧面连接。
优选地，所述防护套的材料为氟橡胶。
防护套是推力轴承的防尘、防雨的防护件，防护套通过护套定位钢圈定位装配。防护套具备耐高温、耐介质腐蚀、抗老化的优良性能，使用机械强度高。
优选地，所述底托拼帽包括第二锁紧螺钉，所述螺纹拼帽的侧壁设有沿着径向的切口，以及螺纹拼帽的端面设有沿着轴向且穿过所述切口的锁紧螺纹孔；所述第二锁紧螺钉旋入锁紧螺纹孔中以加固螺纹拼帽与安装孔之间的连接。
螺纹拼帽的内端面用于顶紧推力轴承，通过旋转螺纹拼帽在安装孔中的位置，从而调节推力轴承的间隙。螺纹拼帽的外端面还设有用于装配拆卸的工具的插入孔，方便转动螺纹拼帽。当螺纹拼帽在安装孔的位置固定后，在拧紧第二锁紧螺钉至锁紧螺纹孔中，由于切口存在，使得螺纹拼帽具有一定的弹性，第二锁紧螺钉旋紧后，螺纹拼帽的侧壁轻微膨胀，使得螺纹拼帽的与安装孔之间的螺纹连接更加紧固，起到了放松的作用。
优选地，所述泵轴上套设的滑动轴承的材料为反应烧结或者热压烧结氮化硅瓷。
优选地，所述托盘位于远离泵轴的螺旋推面的一端。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本实施例的结构示意图；
图2为图1中A处的放大图；
图3为图1的立体图；
图4为本实施例中泵轴的结构示意图；
图5为本实施例中底托拼帽的结构示意图。
附图中，泵轴1、托盘2、底托拼帽3、推力轴承4、紧定压套5、安装孔6、承力螺柱7、螺纹拼帽8、台阶面9、第二锁紧螺钉10、切口11、锁紧螺纹孔12、防护套13、定位钢圈14、第一锁紧螺钉15、螺旋推面16。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1和图3所示，本实施例提供了一种压裂泵泵轴1的轴向承力机构，包括泵轴1、托盘2、底托拼帽3、推力轴承4和紧定压套5。所述托盘2设有用于安装泵轴1的安装孔6且托盘2与压裂泵的泵壳固定连接。具体地，安装孔6设有六个，六个安装孔6沿着托盘2的周向均匀分布。而对于托盘2的固定，本实施例中所述托盘2设有多个沿着周向分布的承力螺柱7，通过承力螺柱7使托盘2与压裂泵的泵壳固定连接。承力螺柱7的前端安装固定与托盘2，以及承力螺柱7的后端与泵壳固定，承力螺柱7设有六个，六个承力螺柱7沿着周向均匀分布。
如图2、图4和图5所示，底托拼帽3包括螺纹拼帽8，所述螺纹拼帽8的径向切面的形状和安装孔6的形状均为圆形且螺纹拼帽8的外侧面通过螺纹连接于安装孔6中。靠近泵轴1的一端设有台阶面9，所述紧定压套5和推力轴承4套均设于所述台阶面9，且紧定压套5与泵轴1固定；泵轴1设有所述台阶面9的一端穿过安装孔6，且推力轴承4压紧于螺纹拼帽8和紧定压套5之间，进而使泵轴1与托盘2转动连接。具体地，托盘2是位于远离泵轴1的螺旋推面16的一端。所述底托拼帽3包括第二锁紧螺钉10，所述螺纹拼帽8的侧壁设有沿着径向的切口11，以及螺纹拼帽8的端面设有沿着轴向且穿过所述切口11的锁紧螺纹孔12；所述第二锁紧螺钉10旋入锁紧螺纹孔12中以加固螺纹拼帽8与安装孔6之间的连接。螺纹拼帽8的内端面用于顶紧推力轴承4，通过旋转螺纹拼帽8在安装孔6中的位置，从而调节推力轴承4的间隙。螺纹拼帽8的外端面还设有用于装配拆卸的工具的插入孔，方便转动螺纹拼帽8。当螺纹拼帽8在安装孔6的位置固定后，在拧紧第二锁紧螺钉10至锁紧螺纹孔12中，由于切口11存在，使得螺纹拼帽8具有一定的弹性，第二锁紧螺钉10旋紧后，螺纹拼帽8的侧壁轻微膨胀，使得螺纹拼帽8的与安装孔6之间的螺纹连接更加紧固，起到了放松的作用。
为了保护推力轴承4，如图2所示，本实施例还包括用于罩住所述推力轴承4的防护套13；所述防护套13的一端通过护套定位钢圈14与托盘2的侧面连接，以及防护套13的另外一端与紧定压套5连接，另外，所述防护套13的材料为氟橡胶。防护套13是推力轴承4的防尘、防雨的防护件，防护套13通过护套定位钢圈14定位装配。防护套13具备耐高温、耐介质腐蚀、抗老化的优良性能，使用机械强度高。
本实施例中紧定压套5通过过渡配合套设于泵轴1连接，紧定压套5的侧壁设有多个沿着径向的第一锁紧螺钉15；多个第一锁紧螺钉15沿着周向均匀分布。具体地，第一锁紧螺钉15设有三个，三个第一锁紧螺钉15沿着紧定压套5的周向均匀分布，是将紧定压套5固定于泵轴1的主要部件。具体地，
在现有的压裂泵的基础在，在泵壳的外部增设托盘2，托盘2上安装推力轴承4，通过推力轴承4分担泵轴1的的轴向推力，减小了泵组液缸中与不良流体接触的相关受力件上的载荷压力，即减小了位于泵壳内的滑动轴承所受到的轴向压力。另外，滑动轴承的材料为反应烧结或者热压烧结氮化硅瓷，滑动轴承未在图中画出。由推力轴承4和的滑动轴承一起承受压力，并将部分轴向压力传递至泵壳，使得滑动轴承的使用寿命延长，大大减少了更换次数，对应地使工程施工的费用减少。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，包括泵轴；其特征在于：还包括托盘、底托拼帽、推力轴承和紧定压套；所述托盘设有用于安装泵轴的安装孔；
所述底托拼帽包括螺纹拼帽，所述螺纹拼帽的径向切面的形状和安装孔的形状均为圆形且螺纹拼帽的外侧面通过螺纹连接于安装孔中；
靠近泵轴的一端设有台阶面，所述紧定压套和推力轴承套均设于所述台阶面，且紧定压套与泵轴固定；泵轴设有所述台阶面的一端穿过安装孔，且推力轴承压紧于螺纹拼帽和紧定压套之间，进而使泵轴与托盘转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述托盘设有多个沿着周向分布的承力螺柱，通过承力螺柱使托盘与压裂泵的泵壳固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述安装孔设有六个，六个安装孔沿着托盘的周向均匀分布。
4.根据权利要求1所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述紧定压套通过过渡配合套设于泵轴连接，紧定压套的侧壁设有多个沿着径向的第一锁紧螺钉；多个第一锁紧螺钉沿着周向均匀分布。
5.根据权利要求1所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：包括用于罩住所述推力轴承的防护套；所述防护套的一端与托盘的侧面连接以及防护套的另外一端与紧定压套连接。
6.根据权利要求5所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述防护套的一端通过护套定位钢圈与托盘的侧面连接。
7.根据权利要求6所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述防护套的材料为氟橡胶。
8.根据权利要求1所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述底托拼帽包括第二锁紧螺钉，所述螺纹拼帽的侧壁设有沿着径向的切口，以及螺纹拼帽的端面设有沿着轴向且穿过所述切口的锁紧螺纹孔；所述第二锁紧螺钉旋入锁紧螺纹孔中以加固螺纹拼帽与安装孔之间的连接。
9.根据权利要求1所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述泵轴上套设的滑动轴承的材料为反应烧结或者热压烧结氮化硅瓷。
10.根据权利要求1所述的一种压裂泵泵轴的轴向承力机构，其特征在于：所述托盘位于远离泵轴的螺旋推面的一端。
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