CN207145213U - 压裂装置的液力端总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了压裂装置的液力端总成，包括缸体和活塞杆，活塞杆的一端活动贯穿缸体的一个端面且连接有位于缸体内部的活塞，活塞杆的另一端与压裂泵的动力端连接；缸体上设置有进料口和排料口，进料口上方设置有吸入阀，缸体通过进料口与进料管连通，排料口上方设置有排出阀，缸体通过排料口与排料管连通，还包括主进液管，主进液管连接有清洗管，清洗管与缸体内部连通。本实用新型通过设置主进液管、与缸体内部连通的清洗管，使得压裂工艺完成后，无需拆开缸体即可实现对其内部的清洗，节省了人力和时间成本，提高了压裂效率、延长了压裂泵的使用寿命。

Description

压裂装置的液力端总成

技术领域

本实用新型涉及石油开采领域，具体涉及压裂装置的液力端总成。

背景技术

人类文明的发展过程中，石油扮演着非常重要的角色。但石油属于不可再生资源，同时目前对石油的需求量逐年增加，导致了油田的石油储备量不断降低，对于大多数处于中后期的油田，常规的开采方法所得的石油量很少，因此在这些油田引入压裂工艺以提高石油产量。

压裂工艺中使用的压裂设备，例如压裂泵是提高石油产量的主要设备之一。压裂泵能够将压裂液运输到井底，致使井底的岩石裂开从而提高石油渗透率，增加石油在地层下方的快速流动以提高产油率。随着人们对产油率要求的提高，压裂泵也向着大功率、高压、大排量、输出介质多样化、多功能发展。

压裂泵的结构主要分为动力端和液力端两部分。其中，动力端通常采用曲柄连杆机构将转动能量转化成直线往复运动能量传递给活塞，动力端的常用零部件包括输入轴、曲轴、连杆、十字头、介杆；液力端又称作泵头，主要包括缸体、缸套、活塞杆、活塞、吸入阀、排出阀等零部件。相较于动力端，液力端不仅价格昂贵且容易损坏，因为液力端承受着高压和压裂液的腐蚀。

压裂泵液力端，即泵头，的活塞杆由动力端的曲柄连杆机构驱动，在液力端的缸体中带动活塞做往复运动。在压裂工艺完成后，由于压裂液具有一定的酸性，残留在缸体内会对缸体的内壁造成一定程度的损坏，因此通常需要将缸体拆开以对内部进行清洗，但是拆卸、安装缸体耗费人力和时间，对设备的使用寿命也有一定影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供压裂装置的液力端总成，以解决现有技术中压裂泵液力端在清洗时需要将缸体拆开，耗费人力和时间，同时影响压裂泵的使用寿命的问题。

本实用新型通过下述技术方案实现：压裂装置的液力端总成，包括缸体和活塞杆，活塞杆的一端活动贯穿缸体的一个端面且连接有位于缸体内部的活塞，活塞杆的另一端与压裂泵的动力端连接；缸体上设置有进料口和排料口，进料口上方设置有吸入阀，缸体通过进料口与进料管连通，排料口上方设置有排出阀，缸体通过排料口与排料管连通，还包括主进液管，主进液管连接有清洗管，清洗管与缸体内部连通。

完成压裂工艺后，需要对缸体内部进行清洗，现有技术中的清洗方式是拆开缸体再对其内部进行清洗。但是，拆开、安装缸体耗费人力和时间，同时也影响压裂泵的使用寿命。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种带有清洗缸体内部功能的压裂泵。

具体地，与现有技术相同，本实用新型也包括缸体、活塞、活塞杆、吸入阀、排出阀、进料口、进料管、排料口、排料管，上述零部件的连接方式与现有技术中的连接方式相同。即活塞杆一端连接压裂泵的动力端从而受到动力端的驱动，活塞杆的另一端连接有活塞，活塞受活塞杆的作用在缸体中做往复运动。缸体上还设置有进料口和排料口，缸体通过进料口、排料口分别与进料管、排料管连通，在进料口和排料口上方分别设置有吸入阀和排出阀。吸入阀和排出阀均为单向阀，其结构为现有技术，通过其内部设置的弹簧机构的压缩和反弹，以及缸体内外的压力差实现压裂液的吸入和排出。

与现有技术不同的是，本实用新型还包括主进液管，所述主进液管连接有清洗管，清洗管下端与缸体内部连通。压裂工艺完成后，清洗介质依次通过主进液管、清洗管进入缸体中，之后关闭主进液管，阻止清洗介质进入缸体，并开启动力端，使活塞在缸体中做往复运动，配合清洗介质清洗缸体内部，清洗后的物质可从排出阀中排出。另外，在压裂工艺过程中，也可以开启主进液管对缸体内通入冷却介质以实现缸体内的紧急降温，但应当注意的是冷却液的输入压力需要大于缸体内的压力方能将冷却介质输入至缸体中，因为此时活塞是在运动的。通过上述机构，使得压裂工艺完成后，无需拆开缸体即可实现对其内部的清洗，节省了人力和时间成本，提高了压裂效率、延长了压裂泵的使用寿命。

进一步地，在清洗管与主进液管入口之间的主进液管上设置有垂直于主进液管的冷却进液管，所述清洗管平行于冷却进液管，冷却进液管连通设置在缸体外侧的冷却套，所述冷却套上设置有冷却出液管。在主进液管入口和清洗管之间的主进液管上还设置有冷却进液管，所述冷却进液管平行于清洗管，优选地，冷却进液管与主进液管的连接点小于或等于清洗管与主进液管的连接点，这样设置的好处在于，当冷却介质进入主进液管后，首先进入冷却套中，冷却套包围在缸体外侧，冷却套中的冷却介质能够与缸体产生热量交换，避免缸体内温度过高而导致的压裂泵泵头无法正常工作，升温后的冷却介质可以从冷却套上设置的冷却出液管中排出。对于水源充足的地区，主进液管可以接自来水管，冷却出液管可以直接连通下水道；对于水源不充足的地区，例如沙漠，可以将冷却出液管连接至冷却装置，升温后的冷却介质经冷却装置冷却后，再循环至主进液管、冷却进液管中，实现冷却介质的循环利用。当发现缸体内温度突然升高时，为了紧急降温，可立即停止动力端，关闭冷却出液管，冷却介质在无法从冷却套中排出后，便通过清洗管向缸体中流动，实现对缸体内的紧急冷却。由此可见，通过上述机构，本实用新型还能够实现对缸体的冷却，避免泵头由于温度过高而无法正常工作或者损坏，同时，本装置还能够直接将冷却介质通入缸体中对缸体实现紧急冷却。

进一步地，所述清洗管和冷却出液管上均设置有截止阀。通过在清洗管和冷却出液管上设置截止阀，操作人员能够更加方便地控制冷却介质或清洗介质的流动方向，也工作时确保缸体中有足够的压力。

进一步地，清洗管和冷却进液管之间的主进液管内设置有挡流板和密封垫，所述挡流板上端与主进液管的内壁铰接，下端与密封垫接触。在清洗管和冷却进液管之间的主进液管内设置挡流板和密封垫的目的是为了防止工作时进水压力突然过大时，部分冷却介质进入清洗管中。虽然清洗管上设置有截止阀，可以避免冷却介质进入缸体中，但是堆积在清洗管中的冷却介质温度会逐渐升高，不仅起不到紧急冷却缸体内部的作用，还会流向冷却套，升高冷却套中冷却介质的温度。挡流板上端与主进液管的内壁铰接，即挡流板可绕其上端旋转，其下端在没有冷却介质通过的情况下是与密封垫接触的。通过挡流板和密封垫的配合，减少了水压突然增大时进入清洗管中的冷却介质量，只有当冷却出液管关闭时，水流确定要流向清洗管中时，水流才会冲开挡流板并进入到缸体中；紧急冷却或者清洗完成后，在没有冷却介质通过时，由于重力作用，挡流板又回复至竖直位置，其下端再次与密封垫接触。

进一步地，挡流板通过弹簧铰链与主进液管的内壁铰接。通过弹簧铰链，挡流板在没有冷却介质或清洗介质通过时能够更加容易地回复至竖直位置并与密封垫接触，达到更好地阻流目的。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型通过设置主进液管、与缸体内部连通的清洗管，使得压裂工艺完成后，无需拆开缸体即可实现对其内部的清洗，节省了人力和时间成本，提高了压裂效率、延长了压裂泵的使用寿命；

2、本实用新型通过设置冷却进液管、冷却出液管和冷却套，能够实现对缸体的冷却，避免泵头由于温度过高而无法正常工作或者损坏，同时，本装置还能够直接将冷却介质通入缸体中对缸体实现紧急冷却；

3、本实用新型在主进液管中设置有挡流板和密封垫，减少了水压突然增大时进入清洗管中的冷却介质量，只有当冷却出液管关闭时，水流确定要流向清洗管中时，水流才会冲开挡流板并进入到缸体中；紧急冷却或者清洗完成后，在没有冷却介质通过时，由于重力作用，挡流板又回复至竖直位置，其下端再次与密封垫接触。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-缸体，2-活塞，3-活塞杆，4-主进液管，5-冷却进液管，6-清洗管，7-排出阀，8-吸入阀，9-进料管，10-排料管，11-冷却套，12-冷却出液管，13-密封垫，14-挡流板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1和图2所示的1、压裂装置的液力端总成，包括缸体1和活塞杆3，活塞杆3的一端活动贯穿缸体1的一个端面且连接有位于缸体1内部的活塞2，活塞杆3的另一端与压裂泵的动力端连接；缸体1上设置有进料口和排料口，进料口上方设置有吸入阀8，缸体1通过进料口与进料管9连通，排料口上方设置有排出阀7，缸体1通过排料口与排料管10连通，还包括主进液管4，主进液管4连接有清洗管6，清洗管6与缸体1内部连通；在清洗管6与主进液管4入口之间的主进液管4上设置有垂直于主进液管4的冷却进液管5，清洗管6平行于冷却进液管5，冷却进液管5连通设置在缸体1外侧的冷却套11，冷却套11上设置有冷却出液管12；清洗管6和冷却出液管12上均设置有截止阀；清洗管6和冷却进液管5之间的主进液管4内设置有挡流板14和密封垫13，挡流板14上端与主进液管4的内壁铰接，下端与密封垫13接触；挡流板14通过弹簧铰链与主进液管4的内壁铰接。

使用时，当需要吸入压裂液时，受到动力端曲柄连杆机构的作用，活塞杆3带动活塞2在缸体1中做往复运动。冷却介质依次通过主进液管4、冷却进液管5进入至冷却套11中，与缸体1交换热量后，温度升高的冷却介质从冷却出液管12流出，并进入冷却装置，经冷却装置冷却后，冷却介质再循环至冷却进液管5，实现冷却介质的循环利用。当需要对缸体1内部实现紧急降温时，关闭压裂泵的动力端，使活塞2停止运动，关闭冷却出液管12，冷却介质冲开挡流板14进入至清洗管6中，并最终进入缸体1中，实现对缸体1的紧急降温。压裂工艺完成后，通入清洗介质，关闭冷却出液管12，清洗介质进入缸体1中，之后关闭清洗管6上的截止阀，开启动力端，活塞2在做往复运动的同时，配合清洗介质对缸体1内部进行清理。本实用新型无需拆开缸体1即可实现对其内部的清洗，节省了人力和时间成本，提高了压裂效率、延长了压裂泵的使用寿命。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.压裂装置的液力端总成，包括缸体(1)和活塞杆(3)，所述活塞杆(3)的一端活动贯穿缸体(1)的一个端面且连接有位于缸体(1)内部的活塞(2)，活塞杆(3)的另一端与压裂泵的动力端连接；缸体(1)上设置有进料口和排料口，进料口上方设置有吸入阀(8)，缸体(1)通过进料口与进料管(9)连通，排料口上方设置有排出阀(7)，缸体(1)通过排料口与排料管(10)连通，其特征在于，还包括主进液管(4)，所述主进液管(4)连接有清洗管(6)，所述清洗管(6)与缸体(1)内部连通。

2.根据权利要求1所述压裂装置的液力端总成，其特征在于，在清洗管(6)与主进液管(4)入口之间的主进液管(4)上设置有垂直于主进液管(4)的冷却进液管(5)，所述清洗管(6)平行于冷却进液管(5)，冷却进液管(5)连通设置在缸体(1)外侧的冷却套(11)，所述冷却套(11)上设置有冷却出液管(12)。

3.根据权利要求2所述压裂装置的液力端总成，其特征在于，所述清洗管(6)和冷却出液管(12)上均设置有截止阀。

4.根据权利要求2所述压裂装置的液力端总成，其特征在于，清洗管(6)和冷却进液管(5)之间的主进液管(4)内设置有挡流板(14)和密封垫(13)，所述挡流板(14)上端与主进液管(4)的内壁铰接，下端与密封垫(13)接触。

5.根据权利要求4所述的压裂装置的液力端总成，其特征在于，所述挡流板(14)通过弹簧铰链与主进液管(4)的内壁铰接。