[實(shí)用新型]一種模塊化柱塞泵液力端

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420118763.1
• 申請(qǐng)日: 2014-03-18
• 公開（公告）號(hào): CN203756506U
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張斌;李宏化;汪承材;譚蓮香;胡圣登;張磊;唐軍;王宏麗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 四機(jī)賽瓦石油鉆采設(shè)備有限公司
• 主分類號(hào): F04B53/10
• 分類號(hào): F04B53/10;F04B53/16
• 代理公司: 武漢天力專利事務(wù)所 42208
• 代理人: 蘇胤杰

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及油田作業(yè)柱塞泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及油田作業(yè)的模塊化柱塞泵液力端。

背景技術(shù)

油田作業(yè)柱塞泵是固井，壓裂設(shè)備的核心設(shè)備之一，廣泛用于油田固井壓裂作業(yè)。目前由于超高壓，超深油井日益增多，壓裂設(shè)備的應(yīng)用更加廣泛，壓裂設(shè)備對(duì)壓裂泵排量和壓力要求越來越高，液力端越做越大，液力端損壞造成的損失也愈加嚴(yán)重。目前現(xiàn)場(chǎng)使用的液力端都是十字結(jié)構(gòu)，即吸入腔和排出腔軸線處于同一直線上，并且該直線垂直于柱塞軸線。直通式液力端形式各異，但失效形式基本類同。其主要失效形式為泄露和開裂。結(jié)合實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，裂紋一般發(fā)生在：吸入閥錐孔與閥腔之間拐角處產(chǎn)生周向裂紋；閥腔排出閥錐孔與柱塞缸腔之間拐角處（相交孔部位）產(chǎn)生直線裂紋并向四周擴(kuò)展；閥座錐面磨損或開裂，產(chǎn)生穿透性裂紋。液力端內(nèi)部為高壓流體，一旦從裂口處泄露，將會(huì)給人身和財(cái)產(chǎn)造成巨大威脅。在使用時(shí)，只要液力端任何局部開裂或破壞，就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)液力端報(bào)廢。

傳統(tǒng)的壓裂泵中，液力端都是做成單個(gè)的整體式或者一缸一片式，缸體體積龐大，材料鍛造和熱處理時(shí)均勻性很難保證，即便有取樣檢測(cè)，但取樣檢測(cè)點(diǎn)無法從內(nèi)部取樣，距離裂紋處較遠(yuǎn)，質(zhì)量難以保證。整體式液力端因熱脹冷縮體積變化量大，在交變腔閥口錐面及其他相貫線部位更易產(chǎn)生間斷性直線裂紋。

液力端的缸體必須采用高強(qiáng)度鎳鉻合金鋼的大型鍛件制造，以常規(guī)的2250馬力壓裂泵為例，鍛件總重約2.5噸。 整體式液力端工藝復(fù)雜、加工周期長(zhǎng)，且因高壓力下作業(yè)，一般不允許補(bǔ)焊。任何一個(gè)工序不合格或者出現(xiàn)加工裂紋，都可能導(dǎo)致整件報(bào)廢，機(jī)加工對(duì)人員熟練程度要求較高。液力端體重量大，油田現(xiàn)場(chǎng)無法進(jìn)行更換，且價(jià)格昂貴一般不會(huì)作為備件，一旦破壞，必須重新訂貨，到專門的維修工間進(jìn)行更換，若考慮停機(jī)對(duì)采油生產(chǎn)的影響，經(jīng)濟(jì)損失會(huì)更大，因此油田作業(yè)泵液力端在工作過程中要考慮其安全可靠性和盡快可能的延長(zhǎng)其使用壽命以及易損件的快速可更換性。

傳統(tǒng)的彈簧座都只是依靠彈簧提供的彈力使將其頂在液力端腔體內(nèi)壁上，閥體在受高壓液體沖擊時(shí)，頻繁與彈簧座碰撞，會(huì)出現(xiàn)將彈簧固定座打歪現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能造成柱塞頂缸事故，造成設(shè)備和人身安全的巨大威脅。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服上述不足，提供一種模塊化柱塞泵液力端，克服了現(xiàn)有液力端體積過大、加工工藝復(fù)雜、成本高昂、液力端局部易開裂、使用壽命低的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型提供的方案是：一種模塊化柱塞泵液力端，包含缸體模塊、排出閥體模塊和吸入閥體模塊，所述缸體模塊包含柱塞孔、堵蓋孔、與吸入閥體模塊連接的吸入孔、與排出閥體模塊連接的排出孔，所述排出閥體模塊和吸入閥體模塊獨(dú)立于缸體模塊之外，并通過機(jī)械連接在缸體模塊上，連接處設(shè)置高壓密封；缸體模塊、排出閥體模塊、吸入閥體模塊及各自內(nèi)部配件可單獨(dú)更換。

而且，所述吸入閥模塊中心線、柱塞孔中心線、排出閥模塊中心線可以三線交于一點(diǎn)，或，柱塞孔中心線和排出孔中心線交于一點(diǎn)，柱塞孔中心線和吸入孔中心線交于另外一點(diǎn)。

而且，所述吸入閥模塊中心線、柱塞過孔中心線、排出閥模塊中心線和堵蓋孔中心線依次相交形成兩鈍角和兩銳角的樹杈結(jié)構(gòu)。

而且，所述吸入閥模塊中心線、柱塞過孔中心線、排出閥模塊中心線和堵蓋孔中心線依次相交形成兩兩夾角呈直角的十字結(jié)構(gòu)。

而且，所述柱塞孔與吸入孔、柱塞孔與排出孔相交處采用錐面過渡連接，柱塞孔、堵蓋孔、吸入孔、排出孔均呈“喇叭口狀”。

而且，所述吸入閥體模塊包含吸入閥體、吸入閥座、吸入彈簧、吸入彈簧座、吸入閥套，吸入彈簧座為管狀且安裝于吸入閥套內(nèi)，吸入彈簧座內(nèi)設(shè)有將圓周均勻分隔成輻射形狀的吸入分隔板，吸入分隔板在管的中心處突出于管的下端面，形成一個(gè)角狀或者弓形或者弧形的突起，吸入彈簧座下端設(shè)一插入所述吸入彈簧內(nèi)的限位凸臺(tái)，吸入閥套上設(shè)有用于固定吸入彈簧座的定位結(jié)構(gòu)。

而且，所述排出閥體模塊包含排出閥體、排出閥座、排出彈簧、排出彈簧座、排出閥套、排出腔體。

而且，所述排出閥套的內(nèi)腔與凡爾座安裝孔處尖角加工成半徑大于2mm的圓角，或者將尖角加工成錐面。

而且，所述排出彈簧座為回轉(zhuǎn)體，內(nèi)設(shè)有將回轉(zhuǎn)體均勻分隔成輻射形狀的排出分隔板，排出分隔板在回轉(zhuǎn)體的中心處突出于回轉(zhuǎn)體的兩個(gè)端面，形成角狀或者弓形或者弧形的突起，排出彈簧座下端設(shè)一插入排出彈簧內(nèi)的限位凸臺(tái)，排出腔體上設(shè)有與排出彈簧座定固定的限位結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型的有益效果為：