一种组合型柱塞泵液力端的制作方法

本技术涉及油田压裂作业，尤其是涉及一种组合型柱塞泵液力端。

背景技术：

1、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。

2、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，所以压裂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。

3、现有液力端的阀箱内腔通常采用四通体结构，阀箱内腔前端开孔装有前压盖，阀箱内腔加工形成了十字交叉孔，该结构阀箱内腔存在明显的应力集中位置，虽然使用倒圆角等方法可以有效的减小相贯线位置度的应力集中程度，但是本质上没有解决应力集中的问题，在压裂泵液力端阀箱工作过程中，十字交叉孔相贯线位置处受到交变应力作用，最终仍然会疲劳开裂失效。

4、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，压裂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，频繁更换压裂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。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种组合型柱塞泵液力端，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使用独立的盘根盒设计，更换不同的盘根盒可适配不同直径的柱塞，如此将易冲蚀损坏的位置从液力端阀箱转移为盘根盒组件部分，此外，液力端采用固定板连接设计，压裂泵液力端通过固定板与动力端连接。

2、本实用新型的目的可以通过以下实用新型来实现：

3、本实用新型的目的是提供一种组合型柱塞泵液力端，所述组合型柱塞泵液力端包括阀箱、侧组合法兰、侧端盖、盘根盒法兰、盘根盒组件、上组合法兰、上端盖；所述阀箱外侧固定有侧组合法兰、侧端盖、盘根盒法兰、盘根盒组件、上组合法兰、上端盖；所述组合型柱塞泵液力端还包括柱塞、固定板、连接拉杆；所述柱塞的一端通过盘根盒组件伸入阀箱；所述连接拉杆贯穿所述阀箱；所述固定板通过连接拉杆与阀箱连接；所述盘根盒组件的一端连接于固定板上；所述柱塞的另一端通过盘根盒组件连接于固定板上。

4、进一步地，所述连接拉杆贯穿所述阀箱和固定板并通过紧固件与阀箱和固定板连接。

5、进一步地，所述的侧组合法兰、盘根盒法兰、上组合法兰均通过数个紧固件可拆卸安装于阀箱上。

6、进一步地，所述紧固件可以为螺栓、螺柱。

7、进一步地，组合安装的零件可以使用螺栓、螺柱或者机械螺纹连接的方式与阀箱进行连接。

8、进一步地，所述侧端盖通过螺纹连接侧组合法兰，侧组合法兰压住侧端盖，侧端盖的密封件承受工作时的轴向压力；所述上端盖通过螺纹连接上组合法兰，上组合法兰压住上端盖，上端盖的密封件承受工作时的轴向压力；所述盘根盒组件的另一端安装于阀箱的定位孔内，并通过盘根盒法兰固定。

9、进一步地，所述盘根盒组件包括盘根压紧螺帽、盘根盒本体、盘根盒密封、盘根组件；所述盘根盒密封设置在盘根盒本体的外侧安装端；所述盘根盒密封与阀箱的定位孔接触以实现金属和非金属的耐高压密封；所述盘根组件设于盘根盒本体内部；所述盘根压紧螺帽设置在盘根盒本体的外侧并压紧盘根组件。

10、进一步地，通过更换盘根组件、盘根压紧螺帽即可满足不同柱塞的高压密封要求。

11、进一步地，所述盘根盒组件为组合式盘根盒，可在现场进行拆换以实现配套不同尺寸柱塞的需求，可与不同的阀箱本体进行组装，依靠盘根盒法兰、固定板和连接拉杆进行固定。

12、可选地，所述盘根盒组件上开设有用于安装柱塞的内孔，可通过盘根盒组件的外形尺寸一致，内孔安装不同的盘根盒密封以适配不同柱塞直径的需求。

13、进一步地，所述阀箱内腔中设置有下阀座、下阀体、上阀体和上阀座；所述下阀体安装于下阀座上；所述上阀体安装于上阀座上；所述下阀体设于柱塞下方；所述上阀体设于柱塞上方。

14、进一步地，所述下阀体和上阀体上设置有回复弹簧，以提高下阀体和上阀体的敏捷性。

15、进一步地，所述固定板与柱塞泵动力端连接。

16、进一步地，所述固定板上设有液力端连接拉杆孔和动力端连接拉杆孔；所述液力端连接拉杆孔设于固定板的内圈；所述动力端连接拉杆孔设于固定板的外圈；所述内圈和外圈指的是液力端连接拉杆孔和动力端连接拉杆孔在固定板上相对开孔位置，后者开设于前者外侧；所述液力端连接拉杆孔用于与阀箱固定连接；所述连接拉杆贯穿固定板上的液力端连接拉杆孔以连接固定固定板和阀箱；所述动力端连接拉杆孔用于与柱塞泵动力端固定连接；通过调节固定板的厚度或者形状，调节连接拉杆和调节液力端连接拉杆孔、动力端连接拉杆孔位置，可以满足动力端和液力端之间不同装配距离的要求和不同位置的要求。

17、进一步地，所述阀箱外形为规则的六面体结构，阀箱上设计有一系列的安装螺纹孔、密封孔等孔位，不同的需求选择不同的外部零件组件。

18、进一步地，所述阀箱的六个面分别设有安装螺母连接孔位，用于连接和固定法兰；所述阀箱的侧面设有用于安装盘根盒组件的定位孔和用于连接连接拉杆的连接固定孔位；所述阀箱的侧面设有用于安装侧端盖的安装孔，阀箱的顶部设有用于安装上端盖的安装孔。

19、进一步地，安装时，依靠连接固定孔位，使用连接拉杆与固定板连接，然后固定板与柱塞泵动力端连接，连接后柱塞随着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。

20、进一步地，当柱塞泵液力端运动时，由于压差作用下阀体远离下阀座，下阀座与下阀体产生环形间隙，低压流体进入阀箱，当柱塞靠近液力端运动时，由于压差作用，上阀体远离理上阀座，上阀座与上阀体产生环形间隙，腔内流体被压缩产生高压流体经过环形间隙排出阀箱，同时在下阀体、上阀体上设置有回复弹簧以提高阀体阀座的敏捷性。

21、进一步地，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侧组合法兰、侧端盖、盘根盒法兰、盘根盒组件、上组合法兰、上端盖。

22、进一步地，所述柱塞泵液力端使用的下阀座、下阀体、上阀体和上阀座、柱塞的常规易损更换件与行业常规产品通用可互换。

23、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

24、1)本实用新型所提供的一种组合型柱塞泵液力端，使用组合式结构，减小高值易损件阀箱本体的重量，阀箱外部连接的零部件可长期使用，通过外部零件的更换尤其是固定板的更换来实现液力端与不同动力端的安装。

25、2)本实用新型所提供的一种组合型柱塞泵液力端，固定板通过拉杆或者本体结构设计可以调节液力端整体的横向定位距离，不仅满足动力端和液力端之间不同的安装距离，而且以满足动力端与固定板的连接的不同位置。

26、3)本实用新型所提供的一种组合型柱塞泵液力端，大幅度的降低了阀箱的重量，产品成本得到大幅度降低，施工效率得到有效提高。

27、4)本实用新型所提供的一种组合型柱塞泵液力端，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。

28、5)本实用新型所提供的一种组合型柱塞泵液力端，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。

29、6)本实用新型所提供的一种组合型柱塞泵液力端，相同缸数不同规格的柱塞泵液力端只要安装基准面到柱塞运动平面的距离相同，阀箱就可以互换，实现柱塞泵液力端阀箱的整机模块化的组合生产。