[發明專利]一種液壓驅動的壓裂泵

有效

• 申請號: 201810479355.1
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108425665B
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 邵玉剛
• 申請（專利權）人: 阿奧艾斯能源科技成都有限公司
• 主分類號: E21B43/26
• 分類號: E21B43/26;F04B9/10;F04B53/10
• 代理公司: 上海宏京知識產權代理事務所(普通合伙) 31297
• 代理人: 鄧文武

本發明公開了一種液壓驅動的壓裂泵，設置有進油口P、回油口T、進液口V和高壓出油口H，包括增壓缸和先導式液控換向閥，增壓缸包括低壓缸、低壓活塞、左高壓柱塞、右高壓柱塞、左高壓缸和右高壓缸；在低壓活塞左移到其將第一通流槽完全遮蓋位置時，觸發先導式液控換向閥換向，且低壓活塞通過密閉的左活塞腔進行制動；在低壓活塞右移到其將第二通流槽完全遮蓋位置時，觸發先導式液控換向閥換向，且低壓活塞通過密閉的右活塞腔進行制動；該壓裂泵不僅結構簡單，而且無需電控控制，且噪音很低。

技術領域

本發明涉及油氣壓裂技術領域，特別涉及一種液壓驅動的壓裂泵。

背景技術

壓裂施工作業是改造油氣藏的重要手段之一，對于低滲透油氣井，一般需要借助壓裂作業才能達到穩產和增產的目的。壓裂泵是壓裂車的工作主機，是實現壓裂工藝意圖最直接的執行設備，主要由動力端總成和液力端總成等部件組成。

現有技術中，作為輸送機構的壓裂泵一般采用曲軸式柱塞泵，圖4為這種曲軸式柱塞泵的結構示意圖，如圖4所示，該曲軸式柱塞泵1'包括曲軸11'、多個連桿12'和多個柱塞13'等，曲軸11'的兩端設置有動力輸入齒輪，多個柱塞13'布置在曲軸11'的一側，多個柱塞13'的一端可分別在液力端(圖中示出但未標出)中來回移動，多個連桿12'設置在多個柱塞13'的另一端與曲軸11'之間，這樣當曲軸11'轉動時，將帶動連桿12'作曲柄連桿運動，連桿12'進而驅動柱塞13'作往復運動(類似于發動機曲軸與活塞的運動)，從而實現通過液力端將工作介質(壓裂液)吸入并連續高壓輸出，以進行壓裂作業。

上述曲軸式柱塞泵中，沖程較短(如五缸式柱塞泵沖程約為200mm)，換向次數多，柱塞動作頻繁，易損件的壽命短，例如，液力端的閥座、閥和閥膠皮等的使用壽命只有幾十小時；另外，這種曲軸式柱塞泵的輸出壓力、流量的覆蓋范圍較窄，若要提高覆蓋范圍，需更換不同缸徑的液力端；另外，柱塞在頻繁快速換向時，壓裂液尚未充分吸入即排出，造成吸入效率不高，導致工作效率偏低；另外，壓裂泵內集成安裝有曲軸、動力輸入齒輪、連桿、液力端的箱體及座體等，結構復雜，制造成本高，拆裝維護不便；另外，動力輸入齒輪作高速重載旋轉，對潤滑和冷卻的要求高，需要布置結構復雜的潤滑系統及對應的冷卻系統。

因此，如何針對現有的上述不足和缺陷進行改進，以便更加適應油氣開發需要，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的在于克服現有技術上的缺陷，提供一種有效增大沖程、減少沖次，提高易損件的使用壽命，有效增大輸出壓力、流量的覆蓋范圍，有效提高吸入效率，有效降低結構復雜性、節約成本，以及有效降低潤滑和冷卻的要求，可以無需電控控制，噪音低的液壓驅動的壓裂泵。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供了一種液壓驅動的壓裂泵，設置有進油口P、回油口T、進液口V和高壓出液口H，其特征在于，包括增壓缸和先導式液控換向閥；

所述增壓缸包括低壓缸、低壓活塞、左高壓柱塞、右高壓柱塞、左高壓缸和右高壓缸，所述低壓活塞滑動設置在低壓缸內并在其左右兩端分別形成有左活塞腔和右活塞腔，其左右兩端分別與滑動設置在左高壓缸內的左高壓柱塞和右高壓缸內的右高壓柱塞相連；在低壓活塞左移到其將第一通流槽完全遮蓋位置時，低壓活塞通過密閉的左活塞腔進行制動；低壓缸的左右兩端還設有第一通流槽和第二通流槽，在低壓活塞右移到其將第二通流槽完全遮蓋位置時，低壓活塞通過密閉的右活塞腔進行制動；

所述先導式液控換向閥設置有進油流道、回油流道、第一工作油口A和第二工作油口B，所述進油流道和進油口P相連通，所述回油流道和所述回油口T相連通；所述第一工作油口A分成兩路，一路通過第一通流槽與左活塞腔相連通，另一路通過第一連通單向閥經左高壓缸的右端面與左活塞腔相連通；所述第二工作油口B分成兩路，一路通過第二通流槽與右活塞腔相連通，另一路通過第二連通單向閥經右高壓缸的左端面后與右活塞腔相連通；