全液壓模塊化壓裂泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于石油機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種全液壓模塊化壓裂栗。
【背景技術(shù)】
[0002]壓裂工藝是目前提高油氣井采收率的有效措施之一，已經(jīng)成為改造和開(kāi)發(fā)常規(guī)低滲透油氣藏和復(fù)雜油氣藏的主要手段。隨著非常規(guī)油氣“工廠化”大型壓裂作業(yè)施工規(guī)模和工作時(shí)間不斷增加，壓裂作業(yè)呈現(xiàn)壓力高、流量大等特點(diǎn)，為提供滿足要求壓力和流量的壓裂液，作業(yè)過(guò)程中需要投入多臺(tái)壓裂車(撬)來(lái)組成壓裂機(jī)組聯(lián)合作業(yè)。
[0003]壓裂栗是壓裂車(撬)的核心部件。傳統(tǒng)壓裂栗由大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)變速箱及變矩器調(diào)速后驅(qū)動(dòng)，分為動(dòng)力端和液力端兩部分，動(dòng)力端為一曲軸連桿機(jī)構(gòu)，包括曲柄、連桿和十字頭滑塊，液力端由含有三或五缸柱塞缸及吸入排出通道的大型鍛壓閥塊和單向閥組組成。柱塞缸行程一般不超過(guò)10”，直徑通常為3.75”、4”、4.5”、5”和5.5”幾種規(guī)格，通過(guò)更換不同直徑柱塞缸以分別適應(yīng)高壓力和大流量需求工況。
[0004]傳統(tǒng)壓裂栗動(dòng)力端的曲軸連桿機(jī)構(gòu)體積和質(zhì)量較大，滑塊承受徑向力對(duì)滑塊機(jī)構(gòu)軸瓦要求較高，同時(shí)液力端部分沖程短、沖次高，壽命低，如液力端閥座、閥及盤(pán)根壽命僅有幾十小時(shí)，在高壓交變力作用下，整個(gè)閥塊及柱塞也極易失效，另外傳統(tǒng)壓裂栗結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含曲軸、齒輪、連桿、十字頭、滑塊、液力端及箱體等，制造成本高，拆裝不便，同時(shí)需要布置復(fù)雜的潤(rùn)滑及冷卻系統(tǒng)，而且為了保證壓裂施工作業(yè)順利進(jìn)行，防止作業(yè)過(guò)程中某一臺(tái)設(shè)備出現(xiàn)故障，這種單一驅(qū)動(dòng)的壓裂栗組在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)需要額外配備一個(gè)壓裂車(撬)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種全液壓模塊化壓裂栗，解決了現(xiàn)有技術(shù)中壓裂裝備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本及維護(hù)使用成本高的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種全液壓模塊化壓裂栗，包括至少兩個(gè)壓裂栗模塊，每個(gè)壓裂栗模塊包括一個(gè)雙作用液壓缸，每個(gè)雙作用液壓缸兩端分別連接有左液力端模塊和右液力端模塊，左液力端模塊和右液力端模塊結(jié)構(gòu)一致，左右對(duì)稱設(shè)置，雙作用液壓缸的缸筒及兩個(gè)液力端模塊均固定在同一機(jī)座上。
[0007]本發(fā)明的全液壓模塊化壓裂栗，其特征還在于:
[0008]雙作用液壓缸的結(jié)構(gòu)是，在缸筒的兩端分別設(shè)置有一個(gè)端蓋，每個(gè)端蓋與缸筒之間均設(shè)置有密封圈；在缸筒的內(nèi)腔設(shè)置有活塞，活塞兩邊分別連接有一個(gè)活塞桿，兩個(gè)活塞桿分別穿出各自一側(cè)的端蓋；每個(gè)雙作用液壓缸的缸筒內(nèi)腔兩端分別開(kāi)有一個(gè)液壓接口。
[0009]左液力端模塊的結(jié)構(gòu)是，包括液力端液壓缸，在液力端液壓缸內(nèi)腔中設(shè)置有液力端柱塞，液力端液壓缸的一端口通過(guò)柱塞密封蓋板與液力端柱塞密封套接，液力端柱塞該端頭與雙作用液壓缸的活塞連接；液力端液壓缸另一端與六面體閥塊固定連接，液力端液壓缸的活塞腔與六面體閥塊的內(nèi)腔連通，六面體閥塊分別安裝有吸入端的單向閥以及排出端的單向閥。
[0010]雙作用液壓缸的活塞兩邊行程終端均設(shè)置有機(jī)械緩沖機(jī)構(gòu)，同時(shí)雙作用液壓缸設(shè)置有活塞終端檢測(cè)單元，缸筒內(nèi)腔活塞兩側(cè)還設(shè)置有測(cè)壓機(jī)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的有益效果是，全液壓模塊化壓裂栗沖程長(zhǎng)，沖次低，壽命高，可降低易損件成本及維護(hù)成本；單缸液力端模塊閥塊為通用件，該閥塊體積小，易于制造，可降低制造成本；可將壓裂栗模塊靈活組合成任意要求流量的壓裂栗組，通過(guò)液壓比例調(diào)速驅(qū)動(dòng)，相對(duì)于有限檔位的傳統(tǒng)壓裂機(jī)組柔性更強(qiáng)，可在工作過(guò)程中通過(guò)控制除去出現(xiàn)故障的某個(gè)模塊化壓裂栗，保證壓裂工作順利進(jìn)行，減少冗余配置成本。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明兩個(gè)全液壓模塊化壓裂栗并排組合的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明中的雙作用液壓缸1的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明中的液力端模塊對(duì)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是圖3的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖5是本發(fā)明四個(gè)全液壓模塊化壓裂栗并排組合的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中，L雙作用液壓缸，2.左液力端模塊，3.右液力端模塊，4.閥塊，5.液力端液壓缸，6.液力端柱塞，7.單向閥，8.管匯，9.缸筒，10.活塞桿，11.活塞，12.端蓋，13.密封圈，14.柱塞密、封蓋板，15.由壬接頭。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]參照?qǐng)D1，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是，包括至少兩個(gè)壓裂栗模塊，每個(gè)壓裂栗模塊包括一個(gè)雙作用液壓缸1，雙作用液壓缸1兩端分別連接有一個(gè)液力端模塊，即圖1實(shí)施例中的左液力端模塊2和右液力端模塊3，左液力端模塊2和右液力端模塊3結(jié)構(gòu)一致，左右對(duì)稱設(shè)置，雙作用液壓缸1的缸筒及兩個(gè)液力端模塊均固定在同一機(jī)座上；
[0020]參照?qǐng)D2，雙作用液壓缸1采用標(biāo)準(zhǔn)液壓缸型材系列，每個(gè)雙作用液壓缸1的結(jié)構(gòu)是，在缸筒9的兩端分別設(shè)置有一個(gè)端蓋12，每個(gè)端蓋12與缸筒9之間均設(shè)置有密封圈13 ;在缸筒9的內(nèi)腔設(shè)置有活塞11，活塞11兩邊分別連接有一個(gè)活塞桿10，兩個(gè)活塞桿10分別穿出各自一側(cè)的端蓋12?；钊?1上設(shè)置有雙向密封圈及導(dǎo)向環(huán)，兩個(gè)端蓋12與各自穿出的活塞桿10接觸面分別設(shè)置有防塵圈、密封圈及導(dǎo)向環(huán)；同時(shí)雙作用液壓缸1設(shè)置有活塞終端檢測(cè)單元，即在活塞11上安裝磁環(huán)或者在活塞桿10兩端安裝有機(jī)械開(kāi)關(guān)或電氣開(kāi)關(guān)，用于控制程序?qū)﹄p作用液壓缸1的加減速及換向動(dòng)作狀態(tài)的判斷。
[0021]每個(gè)雙作用液壓缸1的缸筒9內(nèi)腔兩端分別開(kāi)有一個(gè)液壓接口(即A接口及B接口)，分別對(duì)應(yīng)連接來(lái)油、回油的液壓油路，控制活塞11的左右移動(dòng)；缸筒9內(nèi)腔活塞11兩側(cè)還設(shè)置有測(cè)壓接口，分別連接有測(cè)壓機(jī)構(gòu)，測(cè)壓接口用于實(shí)時(shí)檢測(cè)所在腔的液壓壓力，并計(jì)算出對(duì)應(yīng)柱塞栗壓力，配合液壓系統(tǒng)安全溢流閥間接保證壓裂栗壓力安全可控，以相對(duì)小壓力級(jí)別液壓安全閥代替壓裂栗超高壓安全閥，大幅降低成本。
[0022]每個(gè)雙作用液壓缸1的活塞11的兩邊行程終端均設(shè)置有機(jī)械緩沖機(jī)構(gòu)，并且每個(gè)雙作用液壓缸1的測(cè)壓機(jī)構(gòu)選用壓力傳感器，用于間接測(cè)量壓裂液壓力。
[0023]參照?qǐng)D3、圖4，左液力端模塊2的結(jié)構(gòu)是，包括液力端液壓缸5，在液力端液壓缸5內(nèi)腔中設(shè)置有液力端柱塞6，液力端液壓缸5的一端口通過(guò)柱塞密封蓋板14與液力端柱塞6密封套接，液力端柱塞6該端頭與雙作用液壓缸1的活塞11連接，活塞11與液力端柱塞6端頭通過(guò)卡座連接在一起傳遞軸向力；液力端液壓缸5另一端通過(guò)螺栓與六面體閥塊4固定連接，液力端液壓缸5的活塞腔與六面體閥塊4的內(nèi)腔連通，六面體閥塊4分別安裝有吸入端的單向閥7以及排出端的單