CN213511471U - 一种无沟槽式压裂泵用液缸 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无沟槽式压裂泵用液缸，包括液缸本体、下阀座、下阀体、下阀弹簧、止阀器、吸入口缸盖；液缸本体设置为无沟槽结构，底部开设一竖直放向的贯穿空腔，空腔的上端、下端分别独立地安装一组下阀座；下阀座水平方向两侧端面固定安装在空腔的内侧壁，垂直方向一端通过下阀弹簧与止阀器固定安装，垂直方向另一端固定安装在下阀座下端部；吸入口缸盖，截面为水平放置的空心等腰梯形结构；止阀器，设置为不规则的Z型结构。该液缸能有效提高压裂泵液缸的质量和产品寿命，减少了压裂泵更换液缸次数，降低了页岩气开采成本，降低了工人劳动强度，提高了产品可靠性能，不会造成作业过程中失效，而引起的停机停泵，更适合页岩气开采需求。

Description

一种无沟槽式压裂泵用液缸

技术领域

本实用新型属于油气田增产作业及页岩气开采压裂作业用的机械制造领域，特别涉及一种无沟槽式压裂泵用液缸。

背景技术

在油气田增产作业和页岩气开采压裂作业中，压裂泵是关键设备，压裂泵的质量、可靠性和寿命直接影响作用效果和经济效益，压裂泵配件中的液缸(泵头或阀箱)是压裂泵液力端中的重要部件，液缸的技术性能直接影响现场的施工作业效果及作业安全，液缸结构复杂，内部装有上阀体与上阀座、下阀体与下阀座，通过阀体与阀座的打开、闭合来实现流体从液缸内流入和流出。由于压裂泵长期处于高压力、大排量的工作环境中，并且输送介质含砂量较大，导致液缸的工作寿命受到极大的影响，经常会出现液缸失效，严重影响压裂施工的效率及作业成本。

液缸受到的是高频率、高幅度的周期性压力，通常的破坏是高应力下的应力腐蚀疲劳破坏，传统的“翼式”的液缸采用在吸入孔处加工沟槽来固定止阀器，止阀器下面安装阀弹簧，通过阀弹簧来实现下阀体的回位，使下阀体与阀座接触。

见图1-4所示的液缸结构，为现有常规的液缸，设置为一种沟槽式液缸8，在下阀体的顶端固定安装有一弹簧，设置的翼形止阀器9为一体化结构的止阀器本体、关于本体中心对称的向外延伸的两翼侧板，其中通过在液缸内部设置固定止阀器沟槽10，用于固定翼形止阀器的两翼侧板，该沟槽使关键位置的钢材减少了，并且形成一个小的凹陷区域，这个区域容易造成应力集中，会在液缸使用后期产生裂缝。

另外，液缸主要失效位置集中在液缸腔体内应力集中比较高的位置，这一沟槽止阀器在液缸高强度工作时，对于沟槽区域容易造成应力集中，会在液缸使用后期产生裂缝，先产生面膜裂缝，在高频率和高幅度疲劳应力作用下逐渐扩展，直至液缸发生刺漏和失效。

实用新型内容

为了解决常规传统的配有“翼式”止阀器带有沟槽的液缸，导致的因沟槽产生应力导致常见的例如十字孔裂纹等的问题，本实用新型提供了一种无沟槽式压裂泵用液缸，技术方案具体为：包括液缸本体、下阀座、下阀体、下阀弹簧、止阀器、吸入口缸盖；所述液缸本体设置为无沟槽结构，底部开设一竖直放向的贯穿空腔，空腔的上端、下端分别独立地安装一组下阀座，两组下阀座之间固定安装有液压轴；

所述下阀座水平方向的两侧端面固定安装在空腔的内侧壁，垂直方向的一端通过下阀弹簧与止阀器固定安装，垂直方向的另一端固定安装在下阀座下端部；每一组下阀座内部固定有一组下阀体；

所述吸入口缸盖，截面为水平放置的空心等腰梯形结构，该结构的中心线与液压轴中心线在一条直线上，一端面与止阀器的一端面相对固定安装；

所述止阀器，设置为不规则的Z型结构，底部与下阀体的上端部通过弹簧固定安装，一侧与吸入口缸盖中心线在一直线上。

作为改进，所述止阀器包括空心筒体、立板、压板、底柱；所述空心筒体圆心方向与立板垂直设置，所述立板顶部与空心筒体的底部外端面一体成型；所述压板水平方向设置，一端与立板底部固定安装，另一端与液缸本体空腔内侧壁相接触；所述底柱为圆柱形结构，固定安装在中心轴线方向的压板下端面，与下阀弹簧固定连接。

作为改进，所述压板沿水平方向的两端，一端设置为沿立板截面方向向外延伸的梯形锥面结构，另一端设置为一定弧度的扇形结构，所述扇形结构与液缸本体空腔内侧壁相匹配。

作为改进，所述吸入口缸盖与液缸本体相接触位置独立地设置有一组凸台，所述凸台用于对止阀器在水平方向移动进行限位。

作为改进，所述梯形锥面结构与凸台为有间隙的接触安装，间隙设置为0.1～1cm，所述梯形锥面结构设置为根部和冠部，其中所述根部垂直地固定安装在立板侧面，沿垂直面方向向外延伸为冠部，所述冠部的外截面为梯形。

作为改进，所述梯形的上端与下端长度比设置为0.5～0.8:1～1.5，梯形与凸台结构相接触的面匹配。

有益效果：本实用新型提供一种无沟槽式压裂泵用液缸，采用无沟槽结构，取代原先的配有“翼式”止阀器的带有沟槽的液缸，消除了在液缸上的沟槽，解决了因沟槽产生应力导致十字孔裂缝的问题。

本实用新型中液缸设置为无沟槽液钢，通过下阀座止阀器采用液缸腔体锥面固定，上部利用吸入口缸盖凸台与止阀器的孔固定采用新的止阀器，通过吸入端缸盖的一个凸台固定止阀器，止阀器的外边缘固定在液缸内的弧面上，从而固定下阀体的阀弹簧。

本实用新型中液缸可以有效提高压裂泵液缸的质量和产品寿命，减少了压裂泵更换液缸次数，降低了页岩气开采成本，降低了工人劳动强度，提高了产品可靠性能，不会造成作业过程中失效，而引起的停机停泵，更适合页岩气开采需求。

附图说明

图1为现有技术中液缸的结构示意图。

图2为现有技术中液缸的翼式止阀器沟槽的结构示意图。

图3为现有技术中翼式止阀器的主视图。

图4为现有技术中翼式止阀器的俯视图。

图5为本实用新型液缸的结构示意图。

图6为本实用新型液缸的止阀器立体结构图。

图7为本实用新型液缸的止阀器主视图。

图8为本实用新型液缸的止阀器右视图。

图9为本实用新型液缸的止阀器俯视图。

附图标记：液缸本体1、下阀座2、下阀体3、下阀弹簧4、止阀器5、吸入口缸盖6、空心筒体51、立板52、压板53、底柱54、梯形锥面结构7、沟槽式液缸8、翼形止阀器9、沟槽10。

具体实施方式

下面对本实用新型附图结合实施例作出进一步说明。

一种无沟槽式压裂泵用液缸，液缸本体1、下阀座2、下阀体3、下阀弹簧4、止阀器5、吸入口缸盖6；所述液缸本体1设置为无沟槽结构，底部开设一竖直方向的贯穿空腔，空腔的上端、下端分别独立地安装一组下阀座2，两组下阀座2之间固定安装有液压轴；

所述下阀座2水平方向的两侧端面固定安装在空腔的内侧壁，垂直方向的一端通过下阀弹簧4与止阀器5固定安装，垂直方向的另一端固定安装在下阀座2下端部；每一组下阀座2内部固定有一组下阀体3；

所述吸入口缸盖6，截面为水平放置的空心等腰梯形结构，该结构的中心线与液压轴中心线在一条直线上，一端面与止阀器5的一端面相对固定安装；

所述止阀器5，设置为不规则的Z型结构，底部与下阀体3的上端部通过弹簧固定安装，一侧与吸入口缸盖6中心线在一直线上。

所述止阀器5包括空心筒体51、立板52、压板53、底柱54；所述空心筒体51圆心方向与立板52垂直设置，所述立板52顶部与空心筒体51的底部外端面一体成型；所述压板53水平方向设置，一端与立板52底部固定安装，另一端与液缸本体1空腔内侧壁相接触；所述底柱54为圆柱形结构，固定安装在中心轴线方向的压板53下端面，与下阀弹簧4固定连接。

所述压板53沿水平方向的两端，一端设置为沿立板52截面方向向外延伸的梯形锥面结构7，另一端设置为一定弧度的扇形结构，所述扇形结构与液缸本体1空腔内侧壁相匹配。

所述吸入口缸盖6与液缸本体1相接触位置独立地设置有一组凸台，所述凸台用于对止阀器5在水平方向移动进行限位。

所述梯形锥面结构与凸台为有间隙的接触安装，间隙设置为0.1～1cm，所述梯形锥面结构设置为根部和冠部，其中所述根部垂直地固定安装在立板52侧面，沿垂直面方向向外延伸为冠部，所述冠部的外截面为梯形。所述梯形的上端与下端长度比设置为 0.5～0.8:1～1.5，梯形与凸台结构相接触的面匹配。

本实用新型中的液缸结构取消了传统的沟槽，利用止阀器5来固定下阀弹簧。止阀器 5通过吸入口缸盖6的凸台固定止阀器5空心筒体1的水平孔，止阀器5的立板52、压板53与液缸1内腔中止阀器5的梯形锥面结构7相配合，当吸入流体时，下阀体3抬起时，下阀弹簧4被压缩，流体经过下阀座2进入液缸1的腔体内。当排出流体时，下阀体3受下阀弹簧4的作用回位，与下阀座2接触，关闭下阀门。

止阀器5由于吸入口缸盖6的凸台限位和液缸1的止阀器5梯形锥面结构7限位，固定不动，给下阀弹簧4定位。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种无沟槽式压裂泵用液缸，其特征在于：包括液缸本体(1)、下阀座(2)、下阀体(3)、下阀弹簧(4)、止阀器(5)、吸入口缸盖(6)；所述液缸本体(1)设置为无沟槽结构，底部开设一竖直方向的贯穿空腔，空腔的上端、下端分别独立地安装一组下阀座(2)，两组下阀座(2)之间固定安装有液压轴；

所述下阀座(2)水平方向的两侧端面固定安装在空腔的内侧壁，垂直方向的一端通过下阀弹簧(4)与止阀器(5)固定安装，垂直方向的另一端固定安装在下阀座(2)下端部；每一组下阀座(2)内部固定有一组下阀体(3)；

所述吸入口缸盖(6)，截面为水平放置的空心等腰梯形结构，该结构的中心线与液压轴中心线在一条直线上，一端面与止阀器(5)的一端面相对固定安装；

所述止阀器(5)，设置为不规则的Z型结构，底部与下阀体(3)的上端部通过弹簧固定安装，一侧与吸入口缸盖(6)中心线在一直线上。

2.根据权利要求1所述无沟槽式压裂泵用液缸，其特征在于：所述止阀器(5)包括空心筒体(51)、立板(52)、压板(53)、底柱(54)；所述空心筒体(51)圆心方向与立板(52)垂直设置，所述立板(52)顶部与空心筒体(51)的底部外端面一体成型；所述压板(53)水平方向设置，一端与立板(52)底部固定安装，另一端与液缸本体(1)空腔内侧壁相接触；所述底柱(54)为圆柱形结构，固定安装在中心轴线方向的压板(53)下端面，与下阀弹簧(4)固定连接。

3.根据权利要求2所述无沟槽式压裂泵用液缸，其特征在于：所述压板(53)沿水平方向的两端，一端设置为沿立板(52)截面方向向外延伸的梯形锥面结构，另一端设置为一定弧度的扇形结构，所述扇形结构与液缸本体(1)空腔内侧壁相匹配。

4.根据权利要求3所述无沟槽式压裂泵用液缸，其特征在于：所述吸入口缸盖(6)与液缸本体(1)相接触位置独立地设置有一组凸台，所述凸台用于对止阀器(5)在水平方向移动进行限位。

5.根据权利要求4所述无沟槽式压裂泵用液缸，其特征在于：所述梯形锥面结构与凸台为有间隙的接触安装，间隙设置为0.1～1cm，所述梯形锥面结构设置为根部和冠部，其中所述根部垂直地固定安装在立板(52)侧面，沿垂直面方向向外延伸为冠部，所述冠部的外截面为梯形。

6.根据权利要求5所述无沟槽式压裂泵用液缸，其特征在于：所述梯形的上端与下端长度比设置为0.5～0.8:1～1.5，梯形与凸台结构相接触的面匹配。

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