CN208330640U - 液力端总成 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种液力端总成，包括：主体阀箱，具有柱塞，柱塞的一端置于主体阀箱内，柱塞的另一端置于主体阀箱外，柱塞的另一端为半球凸面端或者半球凹面端；连杆，一端与柱塞另一端配合连接，连杆的另一端与驱动组件连接，连杆的一端能够绕柱塞的另一端转动；连杆压盖，套设在柱塞的另一端，连杆压盖的一端与连杆的一端连接，连杆压盖的另一端设置有径向内凸起；半月环，能拆卸地设置在柱塞的另一端并位于径向内凸起与连杆的一端之间，径向内凸起能够与半月环配合抵接，并能够带动柱塞沿柱塞轴线向远离主体阀箱方向运动。本实用新型的有益效果是，有效的减少盘根对柱塞的偏磨，进而达到提高液力端总成使用寿命的目的。

Description

液力端总成

技术领域

本实用新型涉及石油及天然气压裂开采设备领域，具体涉及一种液力端总成。

背景技术

所谓压裂就是利用水力作用，使油层形成裂缝的一种方法，又称油层水压致裂。压裂是一种常规增产技术，在油气生产中不可或缺，这种技术应用相当广泛，几乎80％的油井需要压裂技术才能达到较好的开发效果。压裂施工中最主要的设备是压裂泵液力端总成，它的作用是向井内注入高压、大排量的压裂液。压裂泵液力端总成是压裂车上的核心组件。压裂泵液力端总成技术性能直接关系到现场施工的效果，所以压裂泵液力端总成必须具有耐高压、耐腐蚀、抗磨损性强、使用寿命长等特点。

现有技术中压裂泵液力端总成的柱塞与连杆的连接都采用刚性连接方式，即柱塞通过螺纹等方式固定在连杆上，但随着使用，连杆连接的十字头会下沉，从而导致柱塞发生偏磨甚至损毁。

实用新型内容

本实用新型提供了一种液力端总成，以达到避免柱塞发生偏磨，进而增加液力端总成使用寿命的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种液力端总成，包括：主体阀箱，具有柱塞，柱塞的一端置于主体阀箱内，柱塞的另一端置于主体阀箱外，柱塞的另一端为半球凸面端或者半球凹面端；连杆，一端与柱塞另一端配合连接，连杆的另一端与驱动组件连接，连杆的一端能够绕柱塞的另一端转动；连杆压盖，套设在柱塞的另一端，连杆压盖的一端与连杆的一端连接，连杆压盖的另一端设置有径向内凸起；半月环，能拆卸地设置在柱塞的另一端并位于径向内凸起与连杆的一端之间，径向内凸起能够与半月环配合抵接，并能够带动柱塞沿柱塞轴线向远离主体阀箱方向运动。

进一步地，径向内凸起为沿连杆压盖的径向并向内侧延伸的凸缘状结构，径向内凸起与柱塞的另一端外表面之间具有转动间隙。

进一步地，柱塞的另一端外周面上设置有环形凹槽，半月环为两个，对接固定设置在环形凹槽内并形成卡接圆环，卡接圆环的外周直径大于柱塞的外表面直径。

进一步地，柱塞包括陶瓷杆、金属连杆和堵头，陶瓷杆具有轴向通孔，金属连杆包括连杆部和金属头，连杆部穿设在轴向通孔内，金属头设置在连杆部的一端并卡接在陶瓷杆的一端外部，堵头与连杆部的另一端连接并位于陶瓷杆的另一端外部。

进一步地，液力端总成还包括自润滑组件，设置在主体阀箱外侧并与能够向柱塞输送润滑油。

进一步地，自润滑组件包括：润滑油壳体，架设在主体阀箱外并具有容纳腔和下部开口；注油管，上端连接下部开口，下端位于柱塞的外周面处。

进一步地，自润滑组件还包括重块设于润滑油壳体内，并用于将润滑油壳体内的润滑油经过注油管压出。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过使连杆相对于柱塞可转动，在连杆下沉的同时，能够有效的改变连杆的工作路线，保持柱塞始终处于水平状态，从而保持柱塞、盘根、铜环等一直处于水平状态，有效的减少盘根对柱塞的偏磨，进而达到提高液力端总成使用寿命的目的。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为柱塞与连杆的连接结构示意图；

图3为柱塞的结构示意图；

图4为自润滑组件的结构示意图；

图5为出水阀体的结构示意图。

图中附图标记：10、柱塞；11、陶瓷杆；12、金属连杆；13、堵头；121、连杆部；122、金属头；20、连杆；30、连杆压盖；31、径向内凸起；40、半月环；51、润滑油壳体；52、注油管；53、重块；61、泵体阀盖；62、阀弹簧；63、阀箱；64、缸盖；71、进水阀体；72、进水阀座；73、出水阀体；731、阀胶皮；74、出水阀座；81、密封函体；82、密封函体密封圈；83、上扶正环；84、下扶正环；85、密封盘根；86、压盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1至图5所示，本实用新型实施例提供了一种液力端总成包括：主体阀箱、连杆20、连杆压盖30和半月环40。主体阀箱具有柱塞10，柱塞10的一端置于主体阀箱内，柱塞10的另一端置于主体阀箱外，柱塞10的另一端为半球凸面端或者半球凹面端。连杆20，一端与柱塞10另一端配合连接，连杆20的另一端与驱动组件连接，连杆20的一端能够绕柱塞10的另一端转动。连杆压盖30，套设在柱塞10的另一端，连杆压盖30的一端与连杆20的一端连接，连杆压盖30的另一端设置有径向内凸起31。半月环40能拆卸地设置在柱塞10的另一端并位于径向内凸起31与连杆20的一端之间，径向内凸起31能够与半月环40配合抵接，并能够带动柱塞10沿柱塞10轴线向远离主体阀箱方向运动。

现有技术中如果连杆20连接的十字头等动力部件下沉，将会带动连杆20角度的变化，带动连杆20下沉，继而带动柱塞10的下沉，从而造成柱塞10下部工作面的严重损伤；本实用新型通过使连杆20相对于柱塞10可转动，在连杆20下沉的同时，能够有效的改变连杆20的工作路线，保持柱塞10始终处于水平状态，从而保持柱塞10、盘根、铜环等一直处于水平状态，有效的减少盘根对柱塞10的偏磨，进而达到提高液力端总成使用寿命的目的。

其中，上述主体阀箱包括阀弹簧62、阀箱63、缸盖64、进水阀体71、进水阀座72、泵体阀盖61、出水阀体73、出水阀座74、密封函体81、密封函体密封圈82、柱塞10、压盖86、连杆压盖30、半月环40、连杆20、上扶正环83、密封盘根85和下扶正环84等组成。其中，除去柱塞10、压盖86、连杆压盖30、半月环40和连杆20外，其余均为现有技术常规结构，具体连接关系此处不再进行详细说明。

如图2所示，上述柱塞10的另一端为半球凸面端，该半球凸面端可以是半圆球体与柱塞本体装配形成，也可以将柱塞本体的另一端一体成型为半圆凸面端。具体选取原则根据不同工作需要进行选取。

上述径向内凸起31为沿连杆压盖30的径向并向内侧延伸的凸缘状结构，即径向内凸起31为连续且收尾相连的环状结构，该径向内凸起31的延伸方向与上述实施例中相同，且径向内凸起31与柱塞10的另一端外表面之间具有转动间隙。

柱塞10的另一端外周面上设置有环形凹槽，上述半月环40为半圆环状结构，半月环40为两个，对接固定设置在环形凹槽内并形成卡接圆环，卡接圆环的外周直径大于柱塞10的外表面直径。设置半月环40，目的是与连杆压盖30进行卡接，从而在连杆20沿图1中向右方向运动时，上述连杆压盖30能与半月环40卡接，从而带动柱塞10向图1中右侧运动。

其中需要说明的是，上述图1中柱塞10沿水平方向左右运动，在柱塞10运行至下止点(图1右侧极限位置)的过程中，主体阀箱内部形成低压，压裂液在大气压力的作用下通过进水口(图1下方未标注)、进水阀体71和进水阀座72流入泵腔，然后进水阀体71和进水阀座72关闭，柱塞10运行到上止点(图中左侧极限位置)的过程中，泵腔内部的压力不断增加，从而克服了出水阀体73以及阀弹簧62的力量，通过出水阀体73和出水阀座74、然后流经出水口(图1上方未标注)流入管线。图1中箭头方向为液体流向。

如图3所示，柱塞10包括陶瓷杆11、金属连杆12和堵头13，陶瓷杆11具有轴向通孔，金属连杆12包括连杆部121和金属头122，连杆部121穿设在轴向通孔内，金属头122设置在连杆部121的一端并卡接在陶瓷杆11的一端外部，堵头13与连杆部121的另一端连接并位于陶瓷杆11的另一端外部。

上述陶瓷杆11与金属连杆12采用高强度胶水连接，堵头13和金属连杆12通过螺纹连接，两端施加预紧力，防止陶瓷杆11在工作过程中松动。该连接方式的好处是，通过堵头13增加金属连杆12对陶瓷杆11的预紧力，能够有效的防止陶瓷杆11松动；通过这种连接方式，在工作中柱塞10不容易受到外力和端面液力的作用而出现断裂现象。

进一步地，为保证金属连杆12和陶瓷杆11同心，陶瓷杆11工作表面和金属连杆12均采用后加工，从而有效的保证了金属连杆12和陶瓷杆11的中心重合，防止不对中。

本实用新型实施例中柱塞10的工作面采用工业结构氧化锆陶瓷材料，该材料具有硬度高、耐磨损、耐水流冲击等优点，使用寿命能够达到传统喷焊柱塞寿命的10-15倍。该液力端总成可以承受大于140MPa的液体压力，可以满足普通压裂、页岩气压裂的需求。

如图4所示，液力端总成还包括自润滑组件，设置在主体阀箱外侧并与能够向柱塞10输送润滑油。自润滑组件包括：润滑油壳体51、注油管52和重块53。润滑油壳体51架设在主体阀箱外并具有容纳腔和下部开口。注油管52，上端连接下部开口，下端位于柱塞10的外周面处，并能够向柱塞10外周面喷淋润滑油。重块53设于润滑油壳体51内，并用于将润滑油壳体51内的润滑油经过注油管52压出。

自润滑组件能够强制对柱塞10和密封盘根85进行润滑，通过重块53的重力对润滑油进行挤压，从而强制将润滑油压入到密封盘根85和柱塞10表面。

优选地，进水阀体71和出水阀体73均采用硫化一体阀体，阀爪和阀体为精密铸造，一步成型，阀爪和阀体一起进行碳氮共渗处理，阀爪硬度较高，具有很好的扶正作用和使用寿命，以出水阀体73为例，如图5所示，阀胶皮731采用性能较高的NDI聚氨酯材料进行一体硫化处理，能够有效的保证阀胶皮的粘结强度，防止工作过程中对阀胶皮731的撕裂，能够有效的延长阀胶皮的使用寿命。

进一步地，密封函体81内部的密封盘根85采用芳纶纤维盘根替代夹布盘根，该芳纶纤维盘根具有高的抗拉强度，能够为柱塞10提供好的密封性能和耐磨性，该密封盘根85取代原来的夹布橡胶盘根，具有高的稳定性和使用寿命。

需要说明的是，本实用新型实施例中各部件均为分体式结构，能够便于拆装维护，节约维护时间和维护成本。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型通过使连杆20相对于柱塞10可转动，在连杆20下沉的同时，能够有效的改变连杆20的工作路线，保持柱塞10始终处于水平状态，从而保持柱塞10、盘根、铜环等一直处于水平状态，有效的减少盘根对柱塞10的偏磨，进而达到提高液力端总成使用寿命的目的。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施例，不能以其限定实用新型实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本实用新型专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本实用新型中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (7)

1.一种液力端总成，其特征在于，包括：

主体阀箱，具有柱塞(10)，柱塞(10)的一端置于所述主体阀箱内，柱塞(10)的另一端置于所述主体阀箱外，柱塞(10)的另一端为半球凸面端或者半球凹面端；

连杆(20)，一端与柱塞(10)另一端配合连接，连杆(20)的另一端与驱动组件连接，连杆(20)的一端能够绕柱塞(10)的另一端转动；

连杆压盖(30)，套设在柱塞(10)的另一端，连杆压盖(30)的一端与连杆(20)的一端连接，连杆压盖(30)的另一端设置有径向内凸起(31)；

半月环(40)，能拆卸地设置在柱塞(10)的另一端并位于径向内凸起(31)与连杆(20)的一端之间，径向内凸起(31)能够与半月环(40)配合抵接，并能够带动柱塞(10)沿柱塞(10)轴线向远离所述主体阀箱方向运动。

2.根据权利要求1所述的液力端总成，其特征在于，径向内凸起(31)为沿连杆压盖(30)的径向并向内侧延伸的凸缘状结构，径向内凸起(31)与柱塞(10)的另一端外周面之间具有转动间隙。

3.根据权利要求1所述的液力端总成，其特征在于，柱塞(10)的另一端外周面上设置有环形凹槽，半月环(40)为两个，对接固定设置在所述环形凹槽内并形成卡接圆环，所述卡接圆环的外周直径大于柱塞(10)的外周面直径。

4.根据权利要求1所述的液力端总成，其特征在于，所述柱塞(10)包括陶瓷杆(11)、金属连杆(12)和堵头(13)，陶瓷杆(11)具有轴向通孔，金属连杆(12)包括连杆部(121)和金属头(122)，连杆部(121)穿设在所述轴向通孔内，金属头(122)设置在连杆部(121)的一端并卡接在陶瓷杆(11)的一端外部，堵头(13)与连杆部(121)的另一端连接并位于陶瓷杆(11)的另一端外部。

5.根据权利要求1所述的液力端总成，其特征在于，所述液力端总成还包括自润滑组件，设置在所述主体阀箱外侧并与能够向柱塞(10)输送润滑油。

6.根据权利要求5所述的液力端总成，其特征在于，所述自润滑组件包括：

润滑油壳体(51)，架设在所述主体阀箱外并具有容纳腔和下部开口；

注油管(52)，上端连接所述下部开口，下端位于柱塞(10)的外周面处。

7.根据权利要求6所述的液力端总成，其特征在于，所述自润滑组件还包括重块(53)设于润滑油壳体(51)内，并用于将润滑油壳体(51)内的润滑油经过注油管(52)压出。