CN113550895A

CN113550895A - 一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构

Info

Publication number: CN113550895A
Application number: CN202110988183.2A
Authority: CN
Inventors: 黄秀芳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2021-10-26

Abstract

本发明公开了一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，涉及石油工程设备领域的钻井泵和压裂泵，具体涉及一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构、包括中间杆、连接器上部、弹簧垫圈、M12螺钉、活塞杆（柱塞）、连接器下部、锁扣上部件、锁扣下部件，连接器上部和连接器下部在旋紧和松开M12螺钉时，先用锁扣上部件和锁扣下部件轻松地连接在一起，活塞杆（柱塞）通过圆弧面与中间杆圆柱内孔配合，这种连接结构，不仅仅是能保证中间杆和活塞杆（柱塞）个两零件连接在一起后的同轴度精度高，两个零件安装和拆卸安全、轻松、方便，还使连接两个零件的连接器总成重量降低，节约材料比例为84.68%。

Description

一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构

技术领域

本发明涉及石油工程设备领域，具体涉及一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构。

背景技术

石油工程设备领域使用最多的往复泵主要是泥浆泵（也称钻井泵）和柱塞泵（也称压裂泵）两种，这两种往复泵都有一个共同的特点：在往复泵曲柄连杆机构中，为了减少或消除活塞（柱塞）对缸套（填料）的侧压力，在连杆小头和活塞杆（柱塞）之间增加了十字头组件、中间杆；连杆小头与十字头连接，十字头在机架的十字头滑道上往复运动，十字头端面与中间杆端面连接，中间杆与活塞杆（柱塞）连接，活塞杆（柱塞）在阀箱内孔中往复运动。这几个零部件连接关键要求是：

1、十字头外圆轴线、中间杆外圆轴线、活塞杆（柱塞）外圆轴线、阀箱内孔轴线要同轴，精度越高，这几个零件的寿命越长，反之，寿命越短。

2、每两个零件之间的连接既要保证轴线同轴，还要求连接可靠，拆卸和安装方便。

目前中间杆和活塞杆（柱塞）之间的连接结构存在两个需要改进的问题如下：

第1、目前中间杆和活塞杆（柱塞）在使用一段时间后，拆卸有时很困难，需要用很大的力敲击活塞杆（柱塞）才能松开，破坏了活塞杆（柱塞）。

第2、中间杆与活塞杆（柱塞）连接的卡箍太重，工人安装拆卸劳动强度很大。

因此设计改善上述两个问题的一种往复泵中间杆和活塞杆（柱塞）的连接结构便成了亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种往复泵中间杆和活塞杆（柱塞）的连接结构。

本发明的技术方案如下：

分析中间杆和活塞杆（柱塞）之间的连接结构存在两个需要改进的问题的原因，然后采取相应的对策。

1、发明前中间杆端面和端面上孔和活塞杆（柱塞）端面和端面上的圆柱面定位，然后用卡箍卡住中间杆和活塞杆。装配时比较容易，定好位后用手握住活塞杆（柱塞）往中间杆孔方向用力推便可，为了中间杆和活塞杆（柱塞）轴线定位准确，中间杆端面定位孔和活塞杆（柱塞）定位外圆柱面配合间隙非常小，理论上最小间隙为零，使用一段时间后，由于定位面一直与含酸碱的液体接触，产生锈蚀是很自然的现象，加上不断的受力变化，定位面就不是装配那么清洁的情况了。如果用装配活塞杆（柱塞）的方法，即用手抱着活塞杆（柱塞）外圆往离开中间杆的方向就拔不出来了，用手上下摇动活塞杆（柱塞）也摇不动。这种情况就只用榔头用很大的力敲中间杆和活塞杆（柱塞）配合的端面处。这时配合面容易敲击变形。

解决办法是将活塞杆（柱塞）与中间杆孔配合的圆柱面设计成球形面，活塞杆（柱塞）的端面与中间杆的端面配合不变，但是活塞杆（柱塞）的球面与中间杆孔配合就是线接触了，改变了原来的圆柱面接触的情况，在拆卸活塞杆（柱塞）时，手握住活塞杆（柱塞）外圆上下摇动，活塞杆（柱塞）与中间杆便轻松的分开了。

2、发明前连接中间杆和活塞杆（柱塞）的卡箍体积大，重量重，比如用钻井泵为例，引进美国的1600hp规格的钻井泵的卡箍重量为25kg重，卡箍上下两部份用两个直径25.4mm的螺纹紧固在一起，为了装配和拆卸卡箍时，卡箍上下两部分不完全分离，用很粗的铁链相连接，安装和拆卸必须要两个人才能操作。经过分析，卡箍的作用只是保证中间杆和活塞杆不分离，由于现在的往复泵都时单方向作用，即活塞杆（柱塞）往液力端方向才压缩液体排出，中间杆推动活塞杆（柱塞）往前，但中间杆往后移动时候，液体是吸入过程，活塞杆（柱塞）没有受到推力，这时活塞杆（柱塞）受力非常小，只需克服活塞（柱塞）和缸套（填料）之间的摩擦力，一般只有100N以下的摩擦力。

找到了原因，将卡箍的体积大大减小，重量大幅度降低，连接上下连接器只需要2个直径12mm的螺栓便可以了。对于2400hp大功率的往复泵连接器只需要3.83kg。连接器上下两部分在旋紧和松开螺栓时，先用两个搭扣连接，这样操作就非常轻松和方便了。

经过改进后，可以轻松安装和拆卸连接器、中间杆和活塞杆（柱塞）了。

附图说明

图1-一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构爆炸图；

图2-一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构立体示意图；

图3- 图2的俯视图；

图4- 图3的B-B剖视图；

图5- 图4的局部D放大图；

图6- 两种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构外形对比图。

附图标记如下：

1-中间杆、2-连接器上部、3-弹簧垫圈、4-M12螺钉、5-活塞杆（柱塞）、6-连接器下部、7-1600hp往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接器、8-2400hp往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接器、1.1-端面、1.2-外锥面、1.3-内孔、2.1-左内锥面、2.2-右内锥面、2.3-小平面、2.4-内孔、2.5-锁扣上部件、2.6-M4螺钉、2.7-卡箍上部、3.1-上端面、3.2-下端面、3.3-内孔、4.1-螺纹面、4.2-台阶面、5.1-端面、5.2-外锥面、5.3-圆弧面、6.1-左内锥面、6.2-右内锥面、6.3-M12螺孔、6.4-锁扣下部件、6.5-卡箍下部、7.1-大螺栓、7.2-铁链。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。

本发明的实施方式不限于以下实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

请参阅图1～图6，本实施例一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构,包括中间杆1，连接器上部2，弹簧垫圈3，M12螺钉4，活塞杆（柱塞）5，连接器下部6，1600hp往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接器7，2400hp往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接器8，端面1.1，外锥面1.2，内孔1.3，左内锥面2.1，右内锥面2.2，小平面2.3，内孔2.4，锁扣上部件2.5，M4螺钉2.6，卡箍上部2.7，上端面3.1，下端面3.2，内孔3.3，螺纹面4.1，台阶面4.2，端面5.1，外锥面5.2，圆弧面5.3，左内锥面6.1，右内锥面6.2，M12螺孔6.3，锁扣下部件6.4，卡箍下部6.5，大螺栓7.1，铁链7.2。

请参阅图1、图2、图3、图4，中间杆1和活塞杆（柱塞）5连接的方法是：活塞杆（柱塞）5的圆弧面5.3放入中间杆1的内孔1.3内，活塞杆（柱塞）5的端面5.1和中间杆1的端面1.1贴合在一起，将连接器上部2的卡箍上部2.7、连接器下部6的卡箍下部6.5和中间杆1、活塞杆（柱塞）5连接在一起，其中连接器上部2的左内锥面2.1与中间杆1的外锥面1.2贴合，连接器上部2的右内锥面2.2与活塞杆（柱塞）5的外锥面5.2贴合，连接器下部6的左内锥面6.1和中间杆1的外锥面1.2贴合，连接器下部6的右内锥面6.2和活塞杆（柱塞）5的外锥面5.2贴合，将连接器上部2的卡箍上部2.7和锁扣下部件6.4的锁扣下部件6.4轻松的扣在一起，将两个M12螺钉4螺纹面4.1穿过弹簧垫圈3的内孔1.3、连接器上部2的内孔2.4，旋人连接器下部6的M12螺孔6.3内，弹簧垫圈3的下端面3.2和连接器上部2的小平面2.3接触，弹簧垫圈3的上端面3.1和M12螺钉4的台阶面4.2接触，施加100N,m的扭矩，便将连接器上部2、连接器下部6、中间杆1、活塞杆（柱塞）5牢固的连接在一起。

请参阅图5、图4，由于活塞杆（柱塞）5的圆弧面5.3直径和中间杆1的内孔1.3的直径配合为间隙配合形式，间隙为0～0.034mm，两零件内孔接触是一条线，两零件的端面1.1和端面5.1是非常紧密性接触，这种配合既能满足轻松装配又能保证中间杆1、活塞杆（柱塞）5两零件的同轴度精度高。

请参阅图1、图2、图3、图4，中间杆1和活塞杆（柱塞）5拆卸的方法是：先用气动扳手轻松的将两个M12螺钉4拆开，将连接器上部2的锁扣上部件2.5和连接器下部6的锁扣下部件6.4轻松的分开，连接器上部2和连接器下部6分开，便将中间杆1和活塞杆（柱塞）5拆卸开了。

请参阅图2、图3，连接器上部2和连接器下部6在旋紧和松开M12螺钉4时，先用锁扣上部件2.5和锁扣下部件6.4轻松地连接在一起，安装和拆卸中间杆（1）与活塞杆（柱塞）（5）安全、可靠、轻松。

请参阅图5、图4，由于活塞杆（柱塞）5的圆弧面5.3和中间杆1的内孔1.3的配合为一条线接触的间隙配合形式，上下摇动活塞杆（柱塞）5便轻松的使将中间杆1和活塞杆（柱塞）5拆卸开了。

请参阅图6，一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，不仅仅是能保证中间杆1活塞杆（柱塞）5个两零件的同轴度精度高、安装和拆卸容易，还使连接器重量降低很多，2400hp往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接器8总重量为25kg，2400hp往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接器8只有3.83kg，节约材料比例为84.68%。

上面结合附图对本发明的实施做了详细描述，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内还可以做出各种变化，这些变化均属于本发明的保护，同样属于本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，其特征在于，中间杆（1），连接器上部（2），弹簧垫圈（3），M12螺钉（4），活塞杆（柱塞）（5），连接器下部（6），端面（1.1），内孔（1.3)，锁扣上部件(2.5)，卡箍上部(2.7)，端面（5.1），圆弧面（5.3），锁扣下部件（6.4），卡箍下部（6.5）。

2.如权利要求1所述的一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，连接器上部（2）和连接器下部（6）在旋紧和松开M12螺钉（4）时，先用锁扣上部件（2.5）和锁扣下部件（6.4）轻松地连接在一起，安装和拆卸中间杆（1）与活塞杆（柱塞）（5）安全、可靠、轻松。

3.如权利要求1所述的一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，由于活塞杆（柱塞）5的圆弧面（5.3）直径和中间杆（1）的内孔（1.3）的直径配合为间隙配合形式，间隙为0～0.034mm，两零件内孔接触是一条线，两零件的端面（1.1）和端面（5.1）是非常紧密性接触，这种配合既能满足装配时保证中间杆（1）活塞杆（柱塞）（5）两零件的同轴度精度高，还能满足拆卸时上下摇动活塞杆（柱塞）5便轻松的使将中间杆（1）和活塞杆（柱塞）（5）分开。

4.如权利要求1所述的一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，弹簧垫圈（3）能防止M12螺钉（4）的松动。

5.如权利要求1所述的一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，2400hp往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接器上部（2）和连接器下部（6）总重量只有3.7kg～3.9kg。

6.如权利要求1所述的一种往复泵中间杆与活塞杆（柱塞）连接结构，所述M12螺钉但不限于这种规格螺钉。