CN219220706U - 一种高压柱塞泵液力端 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高压柱塞泵液力端，包括阀箱(1)、组合法兰(2)、盘根盒法兰(3)、侧端盖(4)、柱塞(5)、盘根盒组件(6)、固定件(7)和上端盖(8)；所述的组合法兰(2)和盘根盒法兰(3)通过固定件(7)可拆卸安装在阀箱(1)上，侧端盖(4)和上端盖(8)通过螺纹连接组合法兰(2)，盘根盒组件(6)安装于阀箱(1)的定位孔内，并通过盘根盒法兰(3)进行固定，柱塞(5)通过盘根盒组件(6)伸入阀箱(1)。与现有技术相比，本实用新型可减少液力端重量与生产成本，降低压裂施工成本，提高施工效率。

Description

一种高压柱塞泵液力端

技术领域

本实用新型涉及油田压裂作业技术领域，具体涉及一种高压柱塞泵液力端。

背景技术

在石油勘探开发作业中，压裂、酸化施工是改造油气藏的重要手段之一，压裂施工是通过注入高压流体使井底地层形成具有足够大小的填砂裂缝，以增加油气的流动性，提高油气采收率的一种有效的方法，特别是对于非常规油气的开采，压裂作业是必不可少的开采手段。

压裂施工最重要装备是压裂车、压裂橇或成套电驱压裂设备，其本质是一种大功率的柱塞泵(压裂泵)，不论是压裂车、压裂橇或成套电驱压裂设备，液力端是其必不可少的组成部分，所以高压柱塞泵特别是液力端必须具有耐高压、耐疲劳、耐腐蚀、抗磨损性强、使用寿命长等特点，液力端阀箱受到的是高频率，高幅度的周期性压力，通常的破坏属于高应力下的应力腐蚀疲劳破坏。

液力端主要零件阀箱属于高值易损件，非常规油气开发的主要途径是水平井加分段压裂，随着非常规油气开采技术的发展，油气开采中高压井、深井的数量逐渐增多，高压柱塞泵液力端承受的压力也随之提高，苛刻的高压条件导致阀箱的工作寿命受到极大影响，阀箱使用寿命不断减小，同时由于施工工况的不同液力端使用的柱塞尺寸有差别，现有产品根据柱塞直径实际现场需求，必须更换不同的液力端总成，频繁更换高压柱塞泵液力端总成及开裂的阀箱严重影响到压裂工艺效率以及一系列相关成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种高压柱塞泵液力端，降低成本，提高施工效率。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种高压柱塞泵液力端，包括阀箱、组合法兰、盘根盒法兰、侧端盖、柱塞、盘根盒组件、固定件和上端盖；

所述的组合法兰和盘根盒法兰通过固定件可拆卸安装在阀箱上，侧端盖和上端盖通过螺纹连接组合法兰，盘根盒组件安装于阀箱的定位孔内，并通过盘根盒法兰进行固定，柱塞通过盘根盒组件伸入阀箱。

优选地，所述的阀箱内腔设置有下阀座、下阀体、上阀体和上阀座；

所述的下阀体安装在下阀座上，且位于柱塞下方，上阀体安装在上阀座上，且位于柱塞上方。

进一步优选地，所述的下阀体和上阀体上设置有回复弹簧。

优选地，所述的组合法兰内部通过锯齿螺纹连接侧端盖和上端盖。

优选地，所述的盘根盒组件包括盘根盒本体和盘根盒密封，盘根盒密封设置在盘根盒本体安装端，与阀箱的定位孔接触实现高压密封。

进一步优选地，所述的盘根盒组件还包括设置在盘根盒本体内的盘根组件和用于压紧盘根组件的盘根压紧螺帽。

优选地，所述的阀箱呈规则的六面体结构，阀箱侧面设有用于安装盘根盒组件的定位孔和用于连接高压柱塞泵动力端的连接固定孔位。

进一步优选地，所述的阀箱侧面还设置有用于安装侧端盖的开孔，阀箱的顶部设置有用于安装上端盖的开孔。

进一步优选地，所述的阀箱的顶部和侧面均设有与固定件对应的螺纹孔。

优选地，所述的阀箱设有多个内腔，阀箱上安装有与内腔数目匹配的盘根盒法兰、侧端盖、柱塞、盘根盒组件和上端盖，组合法兰的数目为侧端盖和上端盖数目之和。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.本实用新型大幅度的降低了易损件阀箱的重量，产品本身成本以及现场施工的成本可得到极大降低，施工效率得到有效提高；

2.本实用新型液力端整体重量得到了降低，运输成本减低，施工现场整机装配效率提高；

3.本实用新型关键件阀箱的加工工艺变得更为简单，产品机械加工的效率得到明显提升；

4.本实用新型有效的减小了液力端的种类，一台液力端产品通过更换不同的盘根盒组件即可实现不同尺寸柱塞的互换，同时阀体、阀座等常见易损件与现有行业通用配件完全适配；

5.相同缸数不同型号的高压柱塞泵液力端只要安装基准面到柱塞运动平面的距离以及缸距相同，阀箱就可以互换，实现液力端阀箱的整机模块化的组合生产；

6.本实用新型以阀箱为基础使用分体式结构，减小了阀箱本体的重量，阀箱外部连接的零部件可长期使用并具有液力端自身的互换特性以及不同型号液力端之间的互换特性；

7.本实用新型社会效益凸显。

附图说明

图1为本实用新型液力端外形图一；

图2为本实用新型液力端外形图二；

图3为本实用新型液力端剖视图；

图4为本实用新型阀箱外形图；

图5为本实用新型盘根盒组件结构示意图；

图6为传统高压柱塞泵液力端阀箱剖视图；

图中：1-阀箱，2-组合法兰，3-盘根盒法兰，4-侧端盖，5-柱塞，6-盘根盒组件，61-盘根盒本体，62-盘根盒密封，63-盘根组件，64-盘根压紧螺帽，7-固定件，8-上端盖，9-下阀座，10-下阀体，11-上阀体，12-上阀座，13-回复弹簧，14-连接固定孔位，15-螺纹孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种高压柱塞泵液力端，包括阀箱1和安装在阀箱1上的可拆卸组合法兰2、盘根盒法兰3、侧端盖4、柱塞5、盘根盒组件6、固定件7和上端盖8。

具体地，组合法兰2和盘根盒法兰3通过固定件7可拆卸安装到阀箱1上，侧端盖4和上端盖8可拆卸安装在组合法兰2上，盘根盒组件6通过盘根盒法兰3可拆卸安装在阀箱1的定位孔上，柱塞5穿过盘根盒组件6伸入阀箱1内。

本实施例中，侧端盖4和上端盖8通过螺纹连接组合法兰2，实现其在组合法兰2上的可拆卸安装。

实施例2

一种高压柱塞泵液力端，阀箱内设有排出高压腔体及吸入低压腔体，所述排出高压腔体内设有吸入阀体、阀座组件，吸入低压腔体内设有排出阀体、阀座组件。其余与实施例1相同。

实施例3

一种高压柱塞泵液力端，图1～2为本实施例液力端的外形图，图3为对液力端切割后所形成的剖视图，液力端以阀箱1为基础，在其外侧固定有10件组合法兰2，5件盘根盒法兰3，5件侧端盖4，5件盘根盒组件6，5件上端盖8，5件柱塞5通过盘根盒组件6深入阀箱1；组合法兰2与阀箱1使用数个紧固件7进行连接，组合法兰2内部由连接螺纹与侧端盖4连接，连接螺纹优选为锯齿螺纹，侧端盖4挡住结构密封件承受工作时的轴向压力，同理组合法兰2与阀箱1使用数个紧固件7进行连接，组合法兰2内部由连接螺纹与上端盖8连接，连接螺纹优选为锯齿螺纹；盘根盒组件6安装于阀箱1的定位孔内，依靠盘根盒法兰3进行固定，盘根盒法兰3依靠紧固件7与阀箱1连接；液力端内腔内设计安装有下阀座9，下阀体10，上阀体11，上阀座12，回复弹簧13。

图4为本实施例液力端的阀箱外形图，结合图1、2、3所示，安装时依靠连接固定孔位14定位与高压柱塞泵动力端连接，连接后柱塞5随着高压柱塞泵动力端带动进行往复直线运动，运动过程中实现阀箱轻体内部体积的变化，从而实现低压流体的吸入，高压流体的排出，详细来说，当柱塞远离液力端运动时，由于压差作用下阀体10远离下阀座9，下阀座9与下阀体10产生环形间隙，低压流体进入阀箱1，当柱塞靠近液力端运动时，由于压差作用上阀体11远离上阀座12，上阀座12与上阀体11产生环形间隙，腔内流体被压缩产生高压流体经过环形间隙排出阀箱1，同时在下阀体10、上阀体11上设置有回复弹簧13以提高阀体阀座的敏捷性。

如图4所示，规则的六面体阀箱上设计有一系列的安装螺纹孔15以及连接固定孔位14，不同的需求选择不同的外部零件组件，如组合法兰2，盘根盒法兰3，侧端盖4，柱塞5，盘根盒组件6即可组成不同型号的液力端。

如图5所示，盘根盒组件6是本实施例的重要组成部分，在模块的设计下，盘根盒组件6可与不同的阀箱1本体进行组装，依靠盘根盒法兰3进行固定，盘根盒组件6由盘根压紧螺帽64，盘根盒本体61，盘根盒密封62，盘根组件63几大部分组成，盘根盒密封62与阀箱1安装孔接触实现高压密封；通过更换盘根组件63、盘根压紧螺帽64即可满足不同柱塞的高压密封要求。

本实施例通过盘根盒组件的设计，盘根盒可在现场进行拆换以实现配套不同尺寸柱塞的需求，可通过各种盘根盒外形尺寸一致，内孔安装不同的盘根密封组件以适配不同柱塞直径的需求。

图6为传统高压柱塞泵液力端阀箱剖视图，传统液力端中盘根组件63是直接安装到阀箱1中，依靠盘根压紧螺帽64压紧固定，一旦阀箱安装盘根组件的安装孔出现冲蚀损伤等问题时阀箱会整体报废。

实施例4

一种高压柱塞泵液力端，通过模块化的设计在保证安全的前提下减少了液力端关键部件阀箱的重量以及加工成本，将易损件的重量大幅度的降低，同时将液力端阀箱易冲蚀损坏的盘根柱塞安装位置设计使用独立的盘根盒设计，通过更换不同的盘根盒可适配不同直径的柱塞，如此减小高压柱塞泵液力端的种类并将易冲蚀损坏的位置从液力端阀箱转移到盘根盒。

进一步的液力端阀箱较传统阀箱外形结构发生较大变化，成品零件外形由不规则几何体转化为六面体外形，机械加工成本大幅度下降。

进一步的通过螺栓或者机械螺纹连接的方式将原本加工在阀箱内的功能性零件转移至与阀箱外部零件连接。

进一步的阀箱外部零件与阀箱本体使用螺栓、螺纹或其它有效连接，并根据连接特性设计有高压密封结构。

进一步的模块化组件可以在相同结构的高压柱塞泵液力端上通用。

进一步的模块化组件中的盘根盒组件，可以不用整体拆卸、移动高压柱塞泵液力端的情况下进行更换盘根盒以实现适配不同直径柱塞情况下的盘根盒快速更换。

进一步的相同缸数、不同型号的高压柱塞泵液力端只要安装基准面到柱塞运动平面的距离以及缸距相同，阀箱可以互换。

本实用新型使用的阀体、阀座、柱塞等常规易损更换件与行业常规产品通用可互换。

本实用新型通过结构设计达到了减少液力端重量与生产成本，降低压裂施工成本，提高施工效率的效果。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高压柱塞泵液力端，其特征在于，包括阀箱(1)、组合法兰(2)、盘根盒法兰(3)、侧端盖(4)、柱塞(5)、盘根盒组件(6)、固定件(7)和上端盖(8)；

所述的组合法兰(2)和盘根盒法兰(3)通过固定件(7)可拆卸安装在阀箱(1)上，侧端盖(4)和上端盖(8)通过螺纹连接组合法兰(2)，盘根盒组件(6)安装于阀箱(1)的定位孔内，并通过盘根盒法兰(3)进行固定，柱塞(5)通过盘根盒组件(6)伸入阀箱(1)。

2.根据权利要求1所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的阀箱(1)内腔设置有下阀座(9)、下阀体(10)、上阀体(11)和上阀座(12)；

所述的下阀体(10)安装在下阀座(9)上，且位于柱塞(5)下方，上阀体(11)安装在上阀座(12)上，且位于柱塞(5)上方。

3.根据权利要求2所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的下阀体(10)和上阀体(11)上设置有回复弹簧(13)。

4.根据权利要求1所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的组合法兰(2)内部通过锯齿螺纹连接侧端盖(4)和上端盖(8)。

5.根据权利要求1所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的盘根盒组件(6)包括盘根盒本体(61)和盘根盒密封(62)，盘根盒密封(62)设置在盘根盒本体(61)安装端，与阀箱(1)的定位孔接触实现高压密封。

6.根据权利要求5所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的盘根盒组件(6)还包括设置在盘根盒本体(61)内的盘根组件(63)和用于压紧盘根组件(63)的盘根压紧螺帽(64)。

7.根据权利要求1所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的阀箱(1)呈规则的六面体结构，阀箱(1)侧面设有用于安装盘根盒组件(6)的定位孔和用于连接高压柱塞泵动力端的连接固定孔位(14)。

8.根据权利要求7所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的阀箱(1)侧面还设置有用于安装侧端盖(4)的开孔，阀箱(1)的顶部设置有用于安装上端盖(8)的开孔。

9.根据权利要求7所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的阀箱(1)的顶部和侧面均设有与固定件(7)对应的螺纹孔(15)。

10.根据权利要求1～9任一项所述的高压柱塞泵液力端，其特征在于，所述的阀箱(1)设有多个内腔，阀箱(1)上安装有与内腔数目匹配的盘根盒法兰(3)、侧端盖(4)、柱塞(5)、盘根盒组件(6)和上端盖(8)，组合法兰(2)的数目为侧端盖(4)和上端盖(8)数目之和。

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