具有改进的流体气缸交联孔几何结构的往复泵制造技术

一种往复泵，该往复泵包括流体端部外壳，该流体端部外壳具有若干柱塞段，每一个柱塞段包括：柱塞孔，在该柱塞孔内以可滑动的方式容纳有柱塞；吸入孔，在该吸入孔内布置有吸入阀；排出孔，在该排出孔内布置有排出阀；以及交联孔室，该交联孔室位于所述各孔之间并且被构造为回转表面。各孔中的每一个孔与交联孔室相交从而限定相应的交联曲线，该相应的交联曲线在空间上与每一个相邻的交联曲线相分离。以这种方式，交联孔室限定单个连续表面，该单个连续表面在所有的所述交联曲线的周围和之间延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及往复柱塞和活塞式泵，该往复柱塞和活塞式泵用于例如油井服务操作。更具体地说，本专利技术涉及用于这种泵的流体端部的改进的交联孔几何结构。
技术介绍
用于油田行业的柱塞泵，一般包括动力端部和流体端部。流体端部通常包括：柱塞，该柱塞被布置在柱塞孔中并且借助于动力端部而作往复运动；进入孔，该进入孔定位成与柱塞孔相对；吸入阀，该吸入阀布置在吸入孔中；以及排出阀，该排出阀布置在排出孔中。在操作中，柱塞在柱塞孔中往复运动，以交替地通过吸入阀将流体吸入该泵并且然后通过排出阀迫使该流体离开该泵。在泵的操作期间，流体端部受到很高频率的并且大幅值的压力脉动。这些压力脉动在各孔相交处产生大的应力集中。在各孔相交形成相对尖锐的边缘的交联孔几何结构中，这些应力集中可能引起在相交处附近在流体端部中形成疲劳破裂。在一些现有技术泵中，为了使得孔相交处平滑，各孔的相交边缘被机加工以具有准半径和倒棱特征。虽然以这种方式使各孔相交处平滑化可以在一定程度上减小应力集中，但由于孔相交处的当前构造强加的限制，极度服务泵的交联孔几何结构还是容易产生过度的应力集中。
技术实现思路
根据本专利技术，现有技术中的这些和其它限制通过提供一种往复泵被克服，所述往复泵包括流体端部外壳，所述流体端部外壳具有若干柱塞段，每一个柱塞段包括：柱塞孔，在所述柱塞孔内以可滑动的方式容纳有柱塞；吸入孔，在所述吸入孔内布置有吸入阀；排出孔，在所述排出孔内布置有排出阀；以及交联孔室，所述交联孔室位于所述各孔之间并且被构造为回转表面。所述各孔中的每一个孔与交联孔室相交从而限定相应的交联曲线，该相应的交联曲线在空间上与每一个相邻的交联曲线相分离。以这种方式，交联孔室限定单个连续表面，该单个连续表面在所有的所述交联曲线的周围和之间延伸。根据本专利技术的一个实施例，交联孔室被构造为椭圆体。在这个实施例中，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及第二轴线，所述第二轴线与所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者共轴。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及第二轴线，所述第二轴线平行于所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者、但与所述至少一者错开。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及第二轴线，所述第二轴线与所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者共轴。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及第二轴线，所述第二轴线平行于所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者、但与所述至少一者错开。根据本专利技术的另一实施例，每一个柱塞段还包括进入孔，该进入孔与交联孔室相交从而限定对应的交联曲线，该对应的交联曲线在空间上与每一个相邻的交联曲线相分离。以这种方式，交联孔室限定单个连续表面，该单个连续表面在所有的所述交联曲线的周围和之间延伸。在这个实施例中，交联孔室可以构造为椭圆体。此外，进入孔可以与柱塞孔大致对齐并且吸入孔可以基本上与排出孔对齐，并且进入孔和柱塞孔可以相对于吸入孔和排出孔以大致90度的角度取向。而且，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及第二轴线，所述第二轴线与所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者共轴。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及第二轴线，所述第二轴线平行于所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者、但与所述至少一者错开。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及第二轴线，所述第二轴线与所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者共轴。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及第二轴线，所述第二轴线平行于所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者、但与所述至少一者错开。根据本专利技术的另一实施例，柱塞孔、吸入孔和排出孔相对于彼此以近似120度的角度取向。在这个实施例中，椭圆体可以包括：第一轴线，该第一轴线与柱塞孔的中心线共轴；以及中心点，该中心点位于柱塞孔、吸入孔和排出孔的相交处。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及中心点，所述中心点与所述柱塞孔、所述吸入孔和所述排出孔的相交处错开。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及中心，所述中心位于所述柱塞孔、所述吸入孔和所述排出孔的相交处。可替代地，所述椭圆体可以包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及中心，所述中心与所述柱塞孔、所述吸入孔和所述排出孔的相交处错开。本专利技术也涉及一种减小往复泵的流体端部外壳中的应力集中的方法，所述流体端部外壳具有若干柱塞段，每一个柱塞段包括：柱塞孔，在所述柱塞孔内以可滑动的方式容纳有柱塞；吸入孔，在所述吸入孔内布置有吸入阀；以及排出孔，在所述排出孔内布置有排出阀。该方法包括在所述各孔之间形成交联孔室，所述交联孔室被构造为回转表面，其中，所述各孔中的每一个孔与交联孔室相交从而限定相应的交联曲线，该相应的交联曲线在空间上与每一个相邻的交联曲线相分离。以这种方式，交联孔室限定单个连续表面，该单个连续表面在所有的所述交联曲线的周围和之间延伸。根据这个实施例的一个方面，交联孔室可以被构造为球体。因此，根据本专利技术，通过在柱塞孔、吸入孔、排出孔和(如果存在)进入孔的相交处产生交联孔室，获得改进的交联孔几何结构。交联孔室被构造为回转表面，该回转表面通过绕参考轴线旋转二维曲线而产生。例如，交联孔室可以被构造为椭圆体，其特例是球体。通过将交联孔室构造为诸如椭圆体的回转表面，交联孔室提供该孔之间的单个平滑的连续连接表面。结果，交联孔几何结构中的应力集中显著减小，并且流体端部因此不太容易产生故障。参考附图，根据以下详细描述，本专利技术的这些和其它目标和优点将变得显明。在图中，相同的附图标记用于表示各种实施例中的相似部件。附图说明图1是其中可以包括本专利技术的交联孔几何结构的现有技术柱塞泵的立体部分剖视图；图2是图1中示出的柱塞泵的流体端部的剖视图；图3是类似于图2的剖视图，但流体端部的内部部件为了清楚起见被移除；图4是根据本专利技术的一个实施例的交联孔几何结构的示意图；图5是具有说明性交联孔几何结构的本专利技术的流体端部的实施例的立体剖视图；图6是图5中示出的流体端部的剖视图；图7-9是具有不同的说明性交联孔几何结构的流体端部的另一些实施例的剖视图；而图10是流体端部的另一实施例的剖视图，该实施例中可以包括本专利技术的交联孔几何结构。具体实施方式其中可以包括本专利技术的交联孔几何结构的现有技术柱塞泵的例子在图1中被示出。如在通过引用特此并入这里的美国专利No.7610847中更充分地描述的那样，柱塞泵10包括动力端部12和流体端部14。动力端部12包括齿轮减速器组件16，该齿轮减速器组件由合适的马达(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种往复泵，所述往复泵包括流体端部外壳，所述流体端部外壳具有若干柱塞段，每一个柱塞段包括：柱塞孔，在所述柱塞孔内以可滑动的方式容纳有柱塞；吸入孔，在所述吸入孔内布置有吸入阀；以及排出孔，在所述排出孔内布置有排出阀，所述往复泵的改进包括交联孔室，所述交联孔室位于所述各孔之间并且被构造为回转表面，其中，所述各孔中的每一个孔与所述交联孔室相交从而限定相应的交联曲线，所述相应的交联曲线在空间上与每一个相邻的交联曲线相分离，由此所述交联孔室限定单个连续表面，所述单个连续表面在所有的所述交联曲线的周围和之间延伸。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.23 US 62/002,5931.一种往复泵，所述往复泵包括流体端部外壳，所述流体端部外壳具有若干柱塞段，每一个柱塞段包括：柱塞孔，在所述柱塞孔内以可滑动的方式容纳有柱塞；吸入孔，在所述吸入孔内布置有吸入阀；以及排出孔，在所述排出孔内布置有排出阀，所述往复泵的改进包括交联孔室，所述交联孔室位于所述各孔之间并且被构造为回转表面，其中，所述各孔中的每一个孔与所述交联孔室相交从而限定相应的交联曲线，所述相应的交联曲线在空间上与每一个相邻的交联曲线相分离，由此所述交联孔室限定单个连续表面，所述单个连续表面在所有的所述交联曲线的周围和之间延伸。2.如权利要求1所述的泵，其中，所述交联孔室被构造为椭圆体。3.如权利要求2所述的泵，其中，所述椭圆体包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及第二轴线，所述第二轴线与所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者共轴。4.如权利要求2所述的泵，其中，所述椭圆体包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及第二轴线，所述第二轴线平行于所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者、但与所述至少一者错开。5.如权利要求2所述的泵，其中，所述椭圆体包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及第二轴线，所述第二轴线与所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者共轴。6.如权利要求2所述的泵，其中，所述椭圆体包括：第一轴线，所述第一轴线平行于所述柱塞孔的中心线、但与所述柱塞孔的中心线错开；以及第二轴线，所述第二轴线平行于所述吸入孔的中心线和所述排出孔的中心线中的至少一者、但与所述至少一者错开。7.如权利要求1所述的泵，其中，每一个柱塞段还包括进入孔，所述进入孔与所述交联孔室相交，从而限定对应的交联曲线，所述对应的交联曲线在空间上与每一个相邻的交联曲线相分离，由此所述交联孔室限定单个连续表面，所述单个连续表面在所有的所述交联曲线的周围和之间延伸。8.如权利要求7所述的泵，其中，所述交联孔室被构造为椭圆体。9.如权利要求8所述的泵，其中，所述进入孔与所述柱塞孔大致对齐并且所述吸入孔与所述排出孔大致对齐，并且其中，所述进入孔和柱塞孔相对于所述吸入孔和排出孔以大致90度的角度取向。10.如权利要求9所述的泵，其中，所述椭圆体包括：第一轴线，所述第一轴线与所述柱塞孔的中心线共轴；以及第二轴线，所述第二轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·D·莫雷勒，P·A·克劳福德，
申请(专利权)人：FMC技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US