大功率模块化液力驱动往复泵系统技术方案

技术编号:15387620 阅读:135 留言:0更新日期:2017-05-19 02:08
大功率模块化液力驱动往复泵系统,供液往复泵1与供液总管3之间通过管汇组件2连接,供液总管3与增压往复泵组5之间通过供液歧管4连接,供液往复泵1为系统提供驱动液,驱动液通过管汇组件2汇集至供液总管3中稳压后,经供液歧管4分流至模块式增压往复泵组5中各台增压泵中。本发明专利技术由供液往复泵提供水基或油基驱动液,经过管汇系统分配至模块化增压往复泵组,实现工作介质的高压泵送循环,具有长冲程、低冲次、大排量、运行平稳、环保高效、疲劳寿命长等特点;能够根据作业要求灵活配置功率、排量,满足各种作业工况。

High power modular hydraulic driven reciprocating pump system

Large power modularized hydraulic drive system of reciprocating pump, reciprocating pump for liquid liquid supply duct 3 between 1 and 2 is connected through the manifold assembly, liquid supply duct between the 3 and 5 groups of pressurized reciprocating pump through the liquid supply manifold 4 connected, liquid supply reciprocating pump 1 driving fluid system, driving fluid through the manifold assembly 2 together to supply liquid duct 3 voltage, the liquid supply manifold turbocharged 4 shunt to modular pressurized reciprocating pump in pump in group 5. The present invention provides a liquid supply pump water-based or oil-based driving liquid, through the manifold system assigned to modular pressurized reciprocating pump, high pressure pump working medium circulating, with long stroke and low stroke, large displacement, stable operation, high efficiency, environmental protection and long fatigue life characteristics; according to the operation requirements flexible configuration of power, displacement, satisfy various working conditions.

【技术实现步骤摘要】
大功率模块化液力驱动往复泵系统
本专利技术属石油钻采设备领域,特别涉及到往复泵。
技术介绍
随着油气田,特别是非常规油气资源的开发难度愈来愈大,钻、完井、压裂等施工作业规模也不断增大。大功率、高压力、大排量的洗井、固井、压裂等施工作业更加频繁,单井作业时间更长。上述作业过程中的核心设备是实现泥浆、压裂液、水泥以及其他液体或液固混合物泵送循环的往复泵。因此,随着上述施工作业规模增大、频率提高以及持续时间延长,对往复泵送设备的要求也越来越高。当前石油钻采领域的往复泵设备,多数是曲柄连杆机构驱动的容积泵。与施工作业的需求相比,普遍存在冲程较小,排量较低,压力及排量脉动大、易损件寿命短等缺陷。且由于排出压力与流量的脉动,导致输送工作介质的高压管汇极易疲劳破坏,威胁人员与设备的安全。因此随着作业规模的扩大,通常需要提高功率储备系数,即配备更多的泵机组来应对安全作业和持续运行的可靠性问题。但设备数量的增加,与我国大部分井场条件限制之间矛盾突出。因此,常规往复泵已难适应持续扩大的超大规模钻完井、压裂等施工作业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种大功率模块化液力驱动往复泵系统,该系统由供液往复泵提供水基或油基驱动液,经过管汇系统分配至模块化增压往复泵组,实现工作介质的高压泵送循环。具有长冲程、低冲次、大排量、运行平稳、环保高效、疲劳寿命长等特点;能够根据作业要求灵活配置功率、排量,满足各种作业工况。为实现上述目的,本专利技术的技术方案为:大功率模块化液力驱动往复泵系统,包括供液往复泵1、管汇组件2、供液总管3、供液歧管4、增压往复泵组5,供液往复泵1与供液总管3之间通过管汇组件2连接,供液总管3与增压往复泵组5之间通过供液歧管4连接,供液往复泵1为系统提供驱动液,驱动液通过管汇组件2汇集至供液总管3中稳压后,经供液歧管4分流至模块式增压往复泵组5中各台增压泵中。增压往复泵组5由多台模块式增压往复泵6组合而成。增压往复泵组5包括模块式增压往复泵6、底座7、前侧端部法兰8、后侧端部法兰11、联通密封装置27、吸入管汇总成13,其中联通密封装置27将各台模块式增压往复泵6的液力端排出口21联通形成高压排出通道,增压往复泵6与底座7固定连接,往复泵6的液力端排出口21通过联通短节9相互串联,形成高压排出通道,泵组排出通道前后两侧端部安装有前侧端部法兰8与后侧端部法兰11,前侧端部法兰8与后侧端部法兰11通过拉杆10与拉杆螺母12联接紧固,吸入管汇总成13与模块式增压往复泵6的进液口连接,为泵组提供低压工作介质。模块式增压往复泵6包括驱动缸体14、驱动液入口15、活塞16、连杆18、柱塞19、液力端20、活塞导向杆23、支座24,其中缸体14与支座24固联;液力端20通过拉杆25、拉杆螺帽26与支座24联接;缸体14中间固定有密封结构22,将缸体间隔为两个对称的驱动腔;两侧驱动腔由活塞16、活塞密封装置17组合密封;驱动液入口15与供液歧管4联接,提供驱动液进入驱动腔的通道;两侧活塞16通过活塞导向杆23相互联接,在驱动液的作用下形成联动,连杆18一端与活塞16连接,另一端与柱塞19连接,组成运动构件。驱动液为液压油、清水或其他水基介质。本专利技术的积极效果为:本专利技术中的增压往复泵为模块化设计,根据现场施工对功率和流量的不同需求增减往复泵模块数量。模块化设计便于泵组件的拆装、更换与检修,可极大节约时间成本。上述往复泵组及其驱动形式,可以实现长冲程,低冲次,大排量,大功率泵送流体,灵活适应油气田开发所需要的各种作业工况。传动部件少,可靠性高;运动部件直线度高,避免了偏磨;冲次低,冲程长,因此排出压力脉动小,有效延长盘根、密封圈、凡尔体等易损件的疲劳寿命,降低施工成本;同时减少了系统管汇件以及底座(车架)的振动,提高了管汇件以及底座(车架)的疲劳寿命,提高施工安全性。附图说明:图1是本专利技术俯视图;图2是本专利技术左视图;图3是增压往复泵组结构示意图;图4是模块式增压往复泵结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。参见图1-2,本专利技术包括供液往复泵1、管汇组件2、供液总管3、供液歧管4、增压往复泵组5。供液往复泵1为系统提供驱动液,通过管汇组件2汇集至供液总管3中稳压后,经供液歧管4分流至模块式增压往复泵组5中各台增压泵中。供液往复泵提供的驱动液,经过供液总管、供液歧管分流至模块式增压往复泵,实现大功率、大排量、长冲程、低冲次的泵送循环作业。驱动液除了可以使用液压油外,还可以使用清水或其他水基介质。具有成本低、无污染、压力损失小、系统响应快等特点。供液总管上可以安装稳压、整流及安全泄压装置,以均衡各供液泵提供的驱动液的压力和流量脉动,保证增压往复泵输入动力的平稳。参见图3,增压往复泵组5由多台模块式增压往复泵6、底座7、前侧端部法兰8、后侧端部法兰11、联通密封装置27、吸入管汇总成13等组成。增压往复泵组5由多台与底座连接的模块式增压往复泵6组合而成,互为备份,拆装简便。其中联通密封装置27将各台泵的液力端排出口21联通,形成高压排出通道。多台增压往复泵6与底座7固连,往复泵6的液力端排出口21通过联通短节9相互串联,形成高压排出通道。泵组排出通道前后两侧端部安装有法兰8和11。前侧端部法兰8与后侧端部法兰11通过拉杆10与拉杆螺母12联接紧固,保证联通短节9与各液力端排出口21之间的可靠密封。吸入管汇总成13与模块式增压往复泵6的进液口连接,为泵组提供低压工作介质,是泵组低压工作介质的进入通道。对于前后两侧出口,可根据需要分别选配密封或排出法兰,密封法兰封闭该侧出口,排出法兰提供与高压管汇的接口,因此可以灵活控制泵组液体的排出方向,实现单向或双向排液。泵组5可以灵活调整模块式增压往复泵6的装机数量,以适应各种作业工况对排量和功率的要求。增压往复泵采用液力驱动,中间为低压驱动缸,两端为高压排出液力端,均为对称式分布。采用增压泵原理,利用低压腔与高压腔承压面积之差,实现驱动液低压到排出液高压之间的压力转换。两驱动腔之间通过中间密封结构间隔开,两端活塞分别与两端高压工作腔内的柱塞固联,并通过活塞导向杆连接,形成联动。通过换向装置使驱动液流向不同驱动腔内,实现两活塞的往复运动,分别驱动两端的高压工作腔实现吸入和排出高压流体。参见图4,模块式增压往复泵6主要由驱动缸体14、驱动液入口15、活塞16、连杆18、柱塞19、液力端20、活塞导向杆23、支座24等组成。缸体14与支座24固联;液力端20通过拉杆25、拉杆螺帽26与支座24联接。缸体14中间固定有密封结构22,将缸体间隔为两个对称的驱动腔。两侧驱动腔由活塞16、活塞密封装置17组合密封;驱动液入口15与供液歧管4联接,提供驱动液进入驱动腔的通道;两侧活塞16通过活塞导向杆23相互联接,在驱动液的作用下形成联动。连杆18一端与活塞16连接,一端与柱塞19连接,组成运动构件。由于活塞16承压面积大于柱塞19承压面积,因此驱动液以较低的压力就可以实现液力端20中高压流体的排出。通过换向装置调整驱动液的流向,实现两侧活塞16及柱塞19的往复运动,从而实现液力端20内部工作介质的吸入与排出循环。通过改变柱塞19、连杆18以及液力端20的结构尺寸,可以改变往复泵行本文档来自技高网...
大功率模块化液力驱动往复泵系统

【技术保护点】
大功率模块化液力驱动往复泵系统,其特征在于:该系统包括供液往复泵(1)、管汇组件(2)、供液总管(3)、供液歧管(4)、增压往复泵组(5),其中供液往复泵(1)与供液总管(3)之间通过管汇组件(2)连接,供液总管(3)与增压往复泵组(5)之间通过供液歧管(4)连接,供液往复泵(1)为系统提供驱动液,驱动液通过管汇组件(2)汇集至供液总管(3)中稳压后,经供液歧管(4)分流至模块式增压往复泵组(5)中各台增压泵中。

【技术特征摘要】
1.大功率模块化液力驱动往复泵系统,其特征在于:该系统包括供液往复泵(1)、管汇组件(2)、供液总管(3)、供液歧管(4)、增压往复泵组(5),其中供液往复泵(1)与供液总管(3)之间通过管汇组件(2)连接,供液总管(3)与增压往复泵组(5)之间通过供液歧管(4)连接,供液往复泵(1)为系统提供驱动液,驱动液通过管汇组件(2)汇集至供液总管(3)中稳压后,经供液歧管(4)分流至模块式增压往复泵组(5)中各台增压泵中。2.根据权利要求1所述的大功率模块化液力驱动往复泵系统,其特征在于:增压往复泵组(5)由多台模块式增压往复泵(6)组合而成。3.根据权利要求2所述的大功率模块化液力驱动往复泵系统,其特征在于:增压往复泵组(5)包括模块式增压往复泵(6)、底座(7)、前侧端部法兰(8)、后侧端部法兰(11)、联通密封装置(27)、吸入管汇总成(13),其中联通密封装置(27)将各台模块式增压往复泵(6)的液力端排出口(21)联通形成高压排出通道,增压往复泵(6)与底座(7)固定连接,增压往复泵(6)的液力端排出口(21)通过联通短节(9)相互串联,形成高压排出通道,泵组排出通道前后两侧端部安装有前侧端部法兰(8)与后侧端部法兰(11),前侧端部法兰(8)与后侧端部法...

【专利技术属性】
技术研发人员:李蓉苑珍东李德清胡圣华田波
申请(专利权)人:中石化石油工程机械有限公司第四机械厂
类型:发明
国别省市:湖北,42

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