[發明專利]一種基于頁巖氣開采的壓裂泵傳動機構

在審

• 申請號: 202211451727.2
• 申請日: 2022-11-21
• 公開（公告）號: CN115681066A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 呂鑫
• 申請（專利權）人: 呂鑫
• 主分類號: F04B9/02
• 分類號: F04B9/02;E21B43/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及壓裂泵傳動設備技術領域，且公開了一種基于頁巖氣開采的壓裂泵傳動機構，包括壓裂泵殼體，所述壓裂泵殼體內腔的上下兩側分別設有固定連桿，上下兩組所述固定連桿相對應的位置上分別活動套接有活動擋板，所述壓裂泵殼體內腔的前后兩側分別通過一組固定軸承活動套接有傳動泵芯。該基于頁巖氣開采的壓裂泵傳動機構，對于傳動泵芯的設置，當其在傳動齒組Ⅰ和傳動齒組Ⅱ的傳動作用下而隨著傳動連軸發生旋轉時，可以將壓裂缸中的壓裂劑擠壓輸送到頁巖層中以實現對其的破裂作業，以有效減小其所受到的扭矩，進而降低其在高強度、高負載的工況下的磨損現象，有效地延長了該壓裂泵中個傳動機構的使用壽命。

技術領域

本發明涉及壓裂泵傳動設備技術領域，具體為一種基于頁巖氣開采的壓裂泵傳動機構。

背景技術

頁巖氣作為一種蘊藏在頁巖層的可供開采的天然氣資源，并以游離或吸附的狀態存在于有機質泥巖或其夾層中，因其獨特的存在方式，使得頁巖氣開采抽取的方式與常規的天然氣存在重要的區別。

其中，水力壓裂技術作為開采頁巖氣的重要前提步驟，通過向鉆井中施加高壓的壓裂劑以破碎頁巖層，并在頁巖層中形成裂縫擴張、延伸，進而在所存儲的頁巖氣的巖層間隙與井筒之間形成流體通道，以實現對頁巖氣的開采作業。

而為了向頁巖層中施加高壓壓裂劑，壓裂泵是目前技術中的主要選擇，通過動力機帶動曲軸及曲桿作旋轉回程動作，以帶動活塞或柱塞將泵缸中的壓裂劑擠壓到頁巖層中。

但是，現有壓裂泵中的曲軸在作旋轉動作時，其上曲桿的受力點不在曲軸的旋轉中軸線上，致使該曲軸在旋轉時所受到的扭矩較大，在壓裂頁巖層的高強度、高負載的工況下磨損現象較為嚴重，而且該壓裂泵上的曲軸傳動機構，因其上每個點的位置在不同的工作狀態下時其所受到的載荷不同，致使該曲軸在旋轉時的穩定性較差，極易出現圓跳動的現象，進一步加大了該曲軸在使用過程中的磨損，降低了該曲軸的使用壽命。

發明內容

(一)解決的技術問題

本發明提供了一種基于頁巖氣開采的壓裂泵傳動機構，具備降低了該曲軸在旋轉時所受到的扭矩大小、使其在高強度、高負載的工況下不易發生磨損現象、確保該曲軸上的每個點受力均勻而不會在旋轉的過程中出現圓跳動的現象、穩定性較高且使用壽命較長的優點，解決了現有壓裂泵中的曲軸在作旋轉動作時，其上曲桿的受力點不在曲軸的旋轉中軸線上，致使該曲軸在旋轉時所受到的扭矩較大，在壓裂頁巖層的高強度、高負載的工況下磨損現象較為嚴重，而且該壓裂泵上的曲軸傳動機構，因其上每個點的位置在不同的工作狀態下時其所受到的載荷不同，致使該曲軸在旋轉時的穩定性較差，極易出現圓跳動的現象，進一步加大了該曲軸在使用過程中的磨損，降低了該曲軸使用壽命的問題。

(二)技術方案

本發明提供如下技術方案：一種基于頁巖氣開采的壓裂泵傳動機構，包括壓裂泵殼體，所述壓裂泵殼體內腔的上下兩側分別設有固定連桿，上下兩組所述固定連桿相對應的位置上分別活動套接有活動擋板，所述活動擋板的一端固定安裝有延伸至壓裂泵殼體外部的柱塞連桿，所述壓裂泵殼體內腔的前后兩側分別通過一組固定軸承活動套接有傳動泵芯，且傳動泵芯的外表面與活動擋板的一側摩擦接觸，所述傳動泵芯的內壁固定安裝有傳動齒組Ⅰ，所述傳動齒組Ⅰ與固定安裝在傳動連軸外表面上的傳動齒組Ⅱ嚙合傳動，且傳動齒組Ⅱ的兩端分別延伸至壓裂泵殼體的外部。

優選的，所述傳動泵芯采用的是依次交錯且對稱布置的若干組橢圓形結構固定連接而成的。

優選的，所述活動擋板的內壁設為以傳動泵芯的長邊中點為圓心的弧形曲面結構。

優選的，所述傳動連軸的中軸線位于傳動泵芯長邊中點的一側且靠近柱塞連桿的方位上。

優選的，所述活動擋板的一端通過活動套接在固定連桿外表面一側上的壓力彈簧與壓裂泵殼體內壁的一側之間傳動連接。

優選的，所述壓裂泵殼體的內腔之中填充有占其內腔容積一半以上的潤滑油劑。