CN218844570U - 一种带顶杆的压裂泵液力端上水管 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，由蝶阀，Y型接管，锥形主管，分管，连接板，出砂口和顶杆机构组成，所述锥形主管为锥形；每个所述分管与锥形主管之间通过弯头过渡连接，每个所述分管一端通过连接板连接在一起；所述Y型接管的顶端连接两个蝶阀，且另一端在锥形主管过渡段融合在一起，所述出砂口固定在锥形主管一侧，且以一定的角度向下倾斜，所述锥形主管侧面还设有一排顶杆机构。有效解决压裂泵吸入不足及沙堵、吸空和冲蚀问题。设计的新型顶杆机构，操作方便方便，避免损伤密封造成泄漏。能降低压裂泵整体故障率，提高产品寿命，提高整个设备的可靠性。

Description

一种带顶杆的压裂泵液力端上水管

技术领域

本实用新型涉及油田压裂泵技术领域，具体涉及一种带顶杆的压裂泵液力端上水管。

背景技术

目前大型电驱压裂设备有效解决柴油驱动压裂设备环境污染，噪音高，成本高等问题，特别是撬装电驱压裂泵送设备，具有功率大，占地面积小，无级调速，控制精度高等优点，在现用压裂泵送设备的占比逐步提高，是未来压裂泵送设备发展方向。

但是，现用的大功率撬装电驱压裂泵送设备，在一些单元部件技术细节方面存在一定的问题，特别是因上水管设计不合理，存在液体吸入供液不足，具体体现在：

传统的上水管是等直径的水平式吸入，泥沙容易沉淀，特别是最后一个分管处，流速明显降低，容易吸空造成吸入不足，容易泥沙沉淀，发生沙堵。并且在压裂泵工作过程中存在冲蚀现象，易造成局部零件损伤或密封失效。

另外，压裂泵作业完成后，液力端腔内残留的压裂液，会腐蚀液力端吸入阀的阀体、阀座等部件。特别是冬天残液会结冰，损坏阀芯，造成吸入阀失效，甚至导致无法施工。如需取出残存液体，需要打开液力端并拆开吸入阀才能排出操作费时费力。部分上水管设计了顶杆机构，能够在不打开液力端的情况下排出残液。但是依然存在如下问题：

1.顶杆本身操作困难，上下推动顶杆操作时，密封阻力大推动不顺畅。

2.上下推动顶杆，容易偏斜，局部挤压损伤密封圈，造成泄漏。

3.液力端下部空间有限，现场更换密封圈操作不便。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，由蝶阀，Y型接管，锥形主管，分管，连接板，出砂口和顶杆机构组成，所述锥形主管为锥形；每个所述分管与锥形主管之间通过弯头过渡连接，每个所述分管一端通过连接板连接在一起；所述Y型接管的顶端连接两个蝶阀，且另一端在锥形主管过渡段融合在一起，所述出砂口固定在锥形主管一侧，且以一定的角度向下倾斜，所述锥形主管侧面还设有一排顶杆机构，所述顶杆机构由顶杆，密封套，安装座，上导向带，外密封圈，内密封圈，下导向带和螺栓组成，所述密封套分别设有内外密封面，外密封面嵌套安装外密封圈，用于安装座和密封套之间的密封，属于静密封，内密封面嵌套安装内密封圈，用于密封套和顶杆之间的密封，属于直线运动动密封，所述内密封圈的上下分别嵌套有上导向带和下导向带。

作为本实用新型优选的技术方案，所述封套内外密封面分包嵌套有上导向带，内密封圈，下导向带和外密封圈，所述封套可整体沿着顶杆装入和拆出，并通过螺栓固定在安装座的下端面上。所述安装座焊接在锥形主管上。

作为本实用新型优选的技术方案，上下两个导向带能起到精确导向作用，防止顶杆上下移动过程中偏斜挤压损坏密封圈。

作为本实用新型优选的技术方案，所述顶杆下端部设有钩环，所述顶杆上设有抬肩，抬肩卡在密封套上端面，起到轴向安装定位的作用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述安装座内腔下端面和顶杆下部均设有15-30°的导向面，便于密封套内外密封面安装导向，避免安装过程中划伤密封圈。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的上水管能有效提高吸入性能，解决吸入不足、冲蚀和沙堵问题，同时解决现有顶杆机构存在的上下推动不顺畅、顶杆上下移动无精确导向易偏斜造成密封圈挤压损伤及现场更换密封圈操作不便的问题。结构紧凑，操作便利，能有效延长密封的使用寿命。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型一种带顶杆的压裂泵液力端上水管整体结构示意图；

图2为本实用新型一种带顶杆的压裂泵液力端上水管俯视图；

图3为本实用新型一种带顶杆的压裂泵液力端上水管剖视图；

图4为本实用新型一种带顶杆的压裂泵液力端上水管的新型顶杆局部结构图。

其中：1-蝶阀，2-Y型接管，3-锥形主管，4-分管，5-连接板，6-出砂口，7-顶杆机构，71-顶杆，72-密封套，73-安装座，74-上导向带，75-外密封圈，76-内密封圈，77-下导向带，78-螺栓。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

请参阅图1-4，一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，由蝶阀1，Y型接管2，锥形主管3，分管4，连接板5，出砂口6和顶杆机构7组成，所述锥形主管3为锥形；每个所述分管4与锥形主管3之间通过弯头过渡连接，每个所述分管4一端通过连接板5连接在一起；所述Y型接管2的顶端连接两个蝶阀，且另一端在锥形主管3过渡段融合在一起，所述出砂口6固定在锥形主管3一侧，且以一定的角度向下倾斜，所述锥形主管3侧面还设有一排顶杆机构7，所述顶杆机构7由顶杆71，密封套72，安装座73，上导向带74，外密封圈75，内密封圈76，下导向带77和螺栓78组成，所述密封套72分别设有内外密封面，外密封面嵌套安装外密封圈75，用于安装座73和密封套72之间的密封，属于静密封，内密封面嵌套安装内密封圈76，用于密封套72和顶杆71之间的密封，属于直线运动动密封，所述内密封圈76的上下分别嵌套有上导向带74和下导向带77。

其中，需要注意的是，在本实施例中，现有常规上水管主管为直筒结构，而由于各分水管距离进水口距离不等，造成从左向右分水管的流速和压力逐级下降，特别是最后一个分水管流速和压力最低，产生吸入不足造成吸空。当低于沉降速度时，会产生沙堵。本实用新型将主管设计为锥形管，通过调节管径，均衡各分水管处流速和压力，保证各分水管流速均布低于沉降速度，避免沙子沉淀造成沙堵。

现有常规分水管4与锥形主管3之间为直角连接，吸入液体冲刷会破坏直角连接部分的薄弱环节，降低整体上水管的使用寿命。本设计将直角连接处改为弯头过渡，保证吸入处的水流平稳过渡，避免长期水流冲击造成的冲蚀损坏。

另外，将出砂口6对锥形主管3以一定的角度向下倾斜，沉积的沙子由于重力可自行流出，解决出砂口沙堵的问题。

作为本实用新型优选的技术方案，所述封套72内外密封面分包嵌套有上导向带74，内密封圈76，下导向带77和外密封圈75，所述封套72可整体沿着顶杆71装入和拆出，并通过螺栓78固定在安装座73的下端面上。所述安装座73焊接在锥形主管3上。

其中，顶杆机构，用于在不打开液力端的情况下，顶开吸入阀芯弹簧，将残液排出到上水管中，利用主管倾斜设计，将残液自行排出。

本实施例中，上导向带74和下导向带77安装在密封套72内密封面的导向带安装槽内，与顶杆71直接接触，用于顶杆71上下移动过程中导向和支撑，上下两个导向带能起到精确导向作用，解决顶杆71上下移动过程中偏斜，挤压损伤内密封圈76从而造成泄漏的问题。导向带是耐磨自润滑材料，能够大大降低密封摩擦力，使得顶杆71上下移动顺畅，提高操作的精确性和便利性，解决顶杆上下移动不畅的问题。

作为本实用新型优选的技术方案，上下两个导向带能起到精确导向作用，防止顶杆71上下移动过程中偏斜挤压损坏密封圈。

作为本实用新型优选的技术方案，所述顶杆71下端部设有钩环，所述顶杆71上设有抬肩，抬肩卡在密封套72上端面，起到轴向安装定位的作用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述安装座73内腔下端面和顶杆71下部均设有15-30°的导向面，便于密封套72内外密封面安装导向，避免安装过程中划伤密封圈。

不需拆除液力端和顶杆71，即可更换密封圈，解决了现场密封圈更换操作不便的问题。

需要说明的是：

(1)拆装过程操作

安装时，先将上导向带74，外密封圈75，内密封圈76，下导向带77分别安装到密封套72相应的槽中；然后将嵌套有上导向带74，外密封圈75，内密封圈76和下导向带77的密封套72整体从顶杆71底部装入，直至密封套72上端面卡到顶杆71的抬肩上；再然后将密封套72与顶杆71一起装入安装座73中的密封套72安装腔；最后用螺栓78将密封套72固定在安装座73上。

更换密封或拆装时，先将螺栓78拧开；然后拉住顶杆71下端部的钩环向下拉动顶杆，将密封套72连带上导向带74，外密封圈75，内密封圈76和下导向带77一起整体向下拆出安装座73中的密封套72安装腔；再然后将嵌套有上导向带74，外密封圈75，内密封圈76和下导向带77的密封套72整体从顶杆71底部拆出，更换密封圈。最后再重复安装过程，直至各组件安装到位。

(2)工作过程操作

压裂泵作业完成后，需要取出液力端腔内残存的压裂液时，拉住顶杆71下端部的钩环向上推动顶杆，由于上导向带74和下导向带77的导向和自润滑作用，顶杆71能够顺畅向上移动，顶开液力端吸入阀的弹簧，液力端腔内残存的压裂液流出。液力端腔内残存的压裂液全部流出后，拉住顶杆71下端部的钩环向下拉动顶杆，直至顶杆71上的抬肩卡在密封套72上端面，此时顶杆复位，可进行后续压裂作业。

本实用新型的上水管能有效提高吸入性能，解决吸入不足、冲蚀和沙堵问题，同时解决现有顶杆机构存在的上下推动不顺畅、顶杆上下移动无精确导向易偏斜造成密封圈挤压损伤及现场更换密封圈操作不便的问题。结构紧凑，操作便利，能有效延长密封的使用寿命。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点，对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当合，组形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，其特征在于：由蝶阀(1)，Y型接管(2)，锥形主管(3)，分管(4)，连接板(5)，出砂口(6)和顶杆机构(7)组成，所述锥形主管(3)为锥形；每个所述分管(4)与锥形主管(3)之间通过弯头过渡连接，每个所述分管(4)一端通过连接板(5)连接在一起；所述Y型接管(2)的顶端连接两个蝶阀，且另一端在锥形主管(3)过渡段融合在一起，所述出砂口(6)固定在锥形主管(3)一侧，且以一定的角度向下倾斜，所述锥形主管(3)侧面还设有一排顶杆机构(7)，所述顶杆机构(7)由顶杆(71)，密封套(72)，安装座(73)，上导向带(74)，外密封圈(75)，内密封圈(76)，下导向带(77)和螺栓(78)组成，所述密封套(72)分别设有内外密封面，外密封面嵌套安装外密封圈(75)，用于安装座(73)和密封套(72)之间的密封，属于静密封，内密封面嵌套安装内密封圈(76)，用于密封套(72)和顶杆(71)之间的密封，属于直线运动动密封，所述内密封圈(76)的上下分别嵌套有上导向带(74)和下导向带(77)。

2.根据权利要求1所述的一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，其特征在于：所述封套(72)内外密封面分包嵌套有上导向带(74)，内密封圈(76)，下导向带(77)和外密封圈(75)，所述封套(72)可整体沿着顶杆(71)装入和拆出，并通过螺栓(78)固定在安装座(73)的下端面上,所述安装座(73)焊接在锥形主管(3)上。

3.根据权利要求2所述的一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，其特征在于：上下两个导向带能起到精确导向作用，防止顶杆(71)上下移动过程中偏斜挤压损坏密封圈。

4.根据权利要求2所述的一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，其特征在于：所述顶杆(71)下端部设有钩环，所述顶杆(71)上设有抬肩，抬肩卡在密封套(72)上端面，起到轴向安装定位的作用。

5.根据权利要求2所述的一种带顶杆的压裂泵液力端上水管，其特征在于：所述安装座(73)内腔下端面和顶杆(71)下部均设有15-30°的导向面，便于密封套(72)内外密封面安装导向，避免安装过程中划伤密封圈。

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