具有双回路动力端润滑系统的往复泵的制作方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年1月2日提交的题为“具有双回路动力端润滑系统的往复泵”的美国专利申请第62/099377号和于2014年12月22日提交的题为“具有双回路动力端润滑系统的往复泵”的美国临时申请专利第62/095650号的优先权，它们的公开内容通过引用并入本文。
本公开总体涉及往复泵，更具体地，涉及一种用于润滑和冷却往复泵组件的动力端的滚动和滑动表面的双回路润滑系统。
背景技术：
大型泵通常用于采矿和油田应用，例如比如水力压裂。在水力压裂过程中，将压裂流体(即水泥、泥浆、压裂砂和其它材料)以高压泵送到井筒中，以使生产地层断裂。水力压裂中常用的一种泵是高压往复泵，如由fortworth,texas的s.p.m.flowcontrol公司制造的
典型的往复泵包括多个润滑系统：润滑和冷却流体端的轴承表面的流体端润滑系统以及润滑和冷却例如动力端的轴承表面的滚动和滑动的动力端润滑系统。在动力端，提供一些比其他滚动和滑动表面更高的润滑流体压力的滚动和滑动表面是有益的。然而，在本系统中，动力端的滚动和滑动表面由相同的润滑回路润滑，因此通常在相同的润滑流体压力下润滑。
在操作中，由特定表面接收的润滑流体的压力取决于来自润滑油泵的润滑流体的流量和由润滑循环系统中的出口产生的流动阻力。因为一些部件比如滚子轴承和齿轮具有在大致大气压力下流出的润滑流体(即油)，单回路润滑系统通常不能提供足够的润滑流体压力和流量，以确保所有部件特别是滑动面(其可能需要更高的润滑流体压力)被适当地润滑。为了确保动力端的充分润滑，增加了对所有滚动和滑动表面所需的润滑压力和流量；然而，这种增加在动力端润滑系统中产生低效率，因此导致往复泵的操作效率低下。
技术实现要素：
在第一方面，提供了一种用于往复泵的动力端的双回路润滑系统，包括润滑泵，其将润滑流体供应到高压润滑回路和低压润滑回路。所述高压润滑回路流体地联接到曲轴，以将润滑流体在第一润滑流体压力下供应到与曲轴相关的滑动表面。曲轴驱动联接到柱塞的十字头，以从往复泵的流体端移动流体。所述低压润滑回路流体地联接，以将润滑流体在第二润滑流体压力下供应到与曲轴相关的多个滚动表面。所述第一润滑流体压力大于所述第二润滑流体压力。
在某些实施例中，第一润滑流体压力是第二润滑流体压力的至少1.5倍。
在某些实施例中，高压润滑回路将润滑流体供应到十字头的底部。
在其它某些实施例中，低压润滑回路将润滑流体供应到十字头的顶部。
在另一实施例中，低压润滑出口将润滑流体供应到与往复泵相关的齿轮箱。
在另一实施例中，润滑泵包括流体地联接到所述高压润滑回路的高压润滑泵和流体地联接到所述低压润滑回路的单独低压润滑泵。
在其它某些实施例中，曲轴驱动至少三个十字头，其中每个十字头联接到相应的柱塞。
在另一实施例中，曲轴驱动五个十字头，其中每个十字头联接到相应的柱塞。
在另一实施例中，润滑泵是正排量型泵。
在另一实施例中，十字头在十字头壳体内移动，并且衬套设置在十字头和十字头壳体之间。
在另一实施例中，润滑泵固定到与往复泵相关的齿轮箱。
在第二方面，提供了一种具有双回路润滑系统的往复泵。所述往复泵包括流体端，其联接到动力端并且将高压下的流体供应到井筒中。高压润滑回路将润滑流体供应到动力端，低压润滑回路向动力端供应润滑流体。高压润滑回路的第一润滑流体压力高于低压润滑回路的第二润滑流体压力。
在实施例中，第一润滑流体压力为第二润滑流体压力的至少1.5倍。
在另一实施例中，低压润滑回路将润滑流体供应到十字头的顶部，并且高压润滑回路将润滑流体供应到十字头的底部。
在另一实施例中，低压润滑回路将润滑流体供应到与动力端的曲轴的旋转相关的多个滚动表面。
在其它某些实施例中，低压润滑回路将润滑流体供应到齿轮箱。
在另一实施例中，高压润滑回路将润滑流体供应到曲轴的销。
在另一实施例中，往复泵包括至少一个压力控制阀，其构造成保持低压润滑回路中的第二润滑流体压力。
在某些实施例中，至少一个止回阀设置在高压润滑回路或低压润滑回路内。止回阀允许润滑流体在低压润滑回路中再循环，而往复泵处于空档状态，并且当往复泵在泵送时，润滑流体在高压和低压润滑流体回路中同时再循环。
在第三方面，提供了一种用于润滑往复泵的动力端的方法，其包括通过低压润滑回路和高压润滑回路同时供应润滑流体。高压润滑回路的第一润滑压力大于低压润滑回路的第二润滑流体压力。
在一个实施例中，第一润滑流体压力是第二润滑流体压力的至少1.5倍。
在某些实施例中，低压润滑回路将润滑流体供应到十字头的顶部，并且高压润滑回路将润滑流体供应到十字头的底部。
在其他实施例中，低压润滑回路将润滑流体供应到与动力端的曲轴的旋转相关的多个滚动表面。
在其它实施例中，低压润滑回路将润滑流体供应到与动力端相关的齿轮箱。
在另一实施例中，高压润滑回路将润滑流体供应到曲轴的销。
从以下结合附图的详细描述中，其他方面、特征和优点将变得显而易见，附图是本公开的一部分，并且通过举例的方式说明本发明的原理。
附图说明
实施例通过附图中的示例来说明，其中相同的附图标记表示相似的部件，并且其中：
图1a是往复泵组件的一部分的剖视图，示出了联接到流体端部的动力端部，并且描绘了双回路动力端润滑系统的一部分；
图1b是与将图1a所示的连接杆连接到十字头相关的滑动表面的一部分的详细视图，并且示出了双回路动力端润滑系统的一部分；
图2a是包括双回路动力端润滑系统的图1a的往复泵组件的动力端的部分的顶部透视图；
图2b是滚动表面的详细视图，比如与图2a的动力端的滚子轴承相关的表面；
图2c是包括双回路动力端润滑系统的图1a的往复泵组件的动力端的部分的底部透视图；以及
图3a-3d是根据本公开的教导的双回路动力端润滑系统的实施例的示意图。
具体实施方式
图1a-3d示出了往复泵组件10的实施例，其中双回路动力端润滑系统16(图2a-3d)用于润滑往复泵组件10的动力端部14中的滚动和滑动表面。具体参考图1a，往复泵组件10包括联接到动力端14的流体端12。如下面更详细地讨论，双回路动力端润滑系统16(图2a-3d)再循环润滑流体，以润滑和冷却动力端部14的某些部件，包括但不限于滚动和滑动表面以及轴承部件。滚动和滑动表面包括例如滑动轴承表面、滚子轴承表面和啮合齿轮齿面。
为了确保需要更高润滑流体压力的滚动和滑动表面的适当润滑，传统的单回路润滑系统以提高的润滑流体压力(本文也称为润滑压力)来提供润滑流体，无论特定表面是否需要提高的润滑流体压力。双回路润滑系统16有效地使用可由柴油发动机供应的能量，因为较少的能量(例如柴油发动机功率)用于向某些滑动表面提供高压润滑流体，并且能量(例如柴油发动机功率)不会浪费于将提高的润滑压力供应到不需要高压润滑流体的滚动表面。
在操作中并且如下所述，特定表面接收处于较高压力或较低压力下的润滑流体，取决于其是否流体联接到高压润滑回路100或低压润滑回路102(图3a-3d)。根据一个实施例，低压润滑回路102中的润滑流体压力和润滑流体被输送到动力端14的滚动和滑动表面的低压润滑回路102的每个出口处的润滑流体压力在35-65磅/平方英寸(psi)，约37加仑/分钟(gpm)流速。在一个实施例中，低压润滑回路102的润滑流体压力范围为45-50psi。在一些实施例中，低压润滑回路102的润滑流体压力范围等于或小于35psi(例如30psi、25psi、20psi或更低)，并且在其它实施例中，低压润滑回路的润滑流体压力范围等于或大于65psi(例如70psi、75psi或更高)。下面更详细地描述由低压润滑回路102润滑的特定的滚动和滑动表面。
在一些实施例中，高压润滑回路100中的润滑流体压力和润滑流体被输送到某些滑动表面的高压润滑回路100的每个出口处的润滑流体压力约为低压润滑回路102的润滑流体压力的1.5倍。根据一个实施例，动力端的滚动表面不被高压润滑回路100润滑。高压润滑回路100不限于润滑流体压力为低压润滑回路102的润滑流体压力的1.5倍，但可以是低压润滑回路102的润滑流体压力的2倍、3倍或4倍或者更多倍。在一些实施例中，高压润滑回路100的压力可以小于低压润滑回路102的润滑流体压力的1.5倍，只要高压和低压回路的润滑流体压力的差异实质存在(例如低压润滑回路102的润滑流体压力的1.4、1.3、1.2倍或更小)。
在一些实施例中，高压润滑回路100的润滑流体压力为约80-120psi，约30加仑/分钟(gpm)流速。根据一个实施例，高压润滑回路100中的润滑流体压力为约90-100psi。下面更详细地讨论从高压润滑回路100接收润滑流体的特定滑动表面。
实际的润滑流体压力将根据润滑流体的操作温度和所得粘度在特定润滑流体回路的各个出口处稍微变化。
具体参考图1a，往复泵10的流体端12在结构上通过多个支杆18连接到动力端14。流体端12包括一个或多个流体室20(仅示出一个)。在某些实施例中，五重弹簧(quintuplex)往复泵包括五个流体室20。然而，其它往复泵构造包括一个、二个、三个、四个或任何数量的流体室20和用于将流体泵送到井筒中的相关部件。在图1a所示的实施例中，泵组件10将被安装在由地面支撑的滑道上或安装到拖车上，该拖车可以在操作位置之间被牵引，和/或安装到例如用于海上作业的滑道上。
继续参考图1a，吸入阀22设置在吸入孔24内。流体从吸入歧管26通过吸入阀22被抽出并进入流体室20。然后流体响应于柱塞28的向前冲程而被泵送并且通过排出阀30流入排出孔32，该排出孔32流体地联接到井筒，以向井筒提供高压流体用于压裂岩层和其它用途。
在操作中，往复柱塞28在柱塞孔34中移动并且由往复泵10的动力端14驱动。动力端14包括由齿轮箱输出38旋转的曲轴36，其由单个齿轮示出，但可以是如下进一步描述的多于一个齿轮。齿轮箱输入40联接到变速器并且旋转齿轮减速系统，该齿轮减速系统以期望的转速驱动齿轮箱输出38以实现期望的泵送功率。动力源比如柴油发动机(未示出)连接到输入凸缘42(参见图2a和2c)并且在运行期间使齿轮箱输入40旋转。连杆43通过腕销46将曲轴36机械地连接到十字头44。十字头44安装在固定十字头壳体48内，其将十字头44约束成线性往复运动。马尾杆50连接到十字头44并且具有连接到柱塞28的其相对端，以使得柱塞28能够往复运动。在一些实施例中，柱塞28可选地直接联接到十字头44以消除马尾杆50。在图1a所示的实施例中，柱塞28可以是多个柱塞例如比如三个或五个柱塞中的一个，这取决于泵组件10的尺寸(即三缸、五缸等)和流体室20的数量。
如图1a所示，柱塞28延伸穿过柱塞孔34，以便在流体室20内相互连接或延伸。在操作中，曲轴36的运动使得柱塞28往复运动或者朝向和远离流体室20线性移动。当柱塞28平移离开室20时，流体室20内的流体的压力减小，从而在吸入阀22上产生压差。室20内的压差使得阀22的致动能够允许流体从吸入歧管26进入室20。当柱塞28继续平移离开流体室20时，泵送的流体被抽吸在流体室20内。当柱塞28改变方向并且朝向流体室20移动时，室20内的流体压力增加。室20内的流体压力随着柱塞28接近室20而继续增加，直到排出阀30上的压差大到足以致动阀30并且使流体能够离开室20。
双回路润滑系统16(在图3a-3d中示意性地示出)提供润滑流体以润滑与曲轴36和十字头44相关的滑动表面。曲轴销导管75联接到高压润滑回路100并且穿过曲轴36，以向与曲轴36相关的滑动表面提供高压润滑流体。
曲轴36在十字头壳体48内线性地驱动十字头44。滑动表面(所示实施例中的衬套52)设置在十字头44与十字头壳体48的内表面之间。如下面更详细地讨论，该交界面从双回路润滑系统16接收高压和低压润滑流体。根据某些实施例，衬套52可以设置在十字头44与十字头壳体48之间，并形成固定表面，在该固定表面上，十字头44在十字头壳体48内滑动。衬套52可以是可替换的，由青铜或类似材料形成或涂覆，其减少会存在于十字头44与十字头壳体48之间的摩擦。
假设曲轴36从图1a的透视图逆时针旋转，十字头44的底部54上的力被十字头壳体48相对。这种力源于通过机构部件所施加的载荷和十字头44的重量。润滑系统16，更具体地说是高压润滑回路100，在足够高的润滑压力下经由导管57向十字头44的底部54上的滑动表面供应润滑流体，以形成润滑膜，其抵抗和/或以其他方式克服推动十字头44的底部朝向并抵靠十字头壳体48(或衬套52，适用时)的力，因而减小该滑动表面上的摩擦，从而减少磨损并增加衬套52的操作寿命。在一个实施例中，润滑流体压力在80-120磅/平方英寸(psi)的范围内。优选地，润滑流体润滑十字头44与十字头壳体48(或衬套52，适用时)之间的整个底部滑动表面。
由于在十字头44与十字头壳体48之间存在间隙，所以不需要这种增加的润滑流体压力用于传递到十字头44的顶部56和设置在十字头壳体48内的衬套52的润滑流体。在一个实施例中，润滑流体压力约为45-50psi。来自入口导管59的润滑流体流过并冷却十字头44，并且向与十字头44相互作用和驱动十字头44的部件提供润滑。因此，低压润滑回路102通过入口导管59提供十字头44的顶部56。
根据替代实施例，双回路润滑系统16从图1a的角度适应曲轴36的顺时针旋转。根据本实施例，较高润滑流体压力通过高压润滑回路100的顶部十字头导管59供应到十字头44的顶部56，并且来自低压润滑回路102的较低润滑流体压力被提供到十字头44的底部54。
图1b是十字头44和向十字头44的顶部56和底部54提供润滑的润滑系统的详细视图。循环通过低压润滑回路102(图3a-3d)的润滑流体流过导管59，并被形成在十字头44中的上部润滑通道61接收。该润滑流体流过转向节轴承孔63，以润滑和冷却转向节轴承65和腕销轴承67，这有助于连杆43与十字头44之间的联接和运动。腕销46保持连杆43并允许其在十字头44中的凹部中枢转。
循环通过高压润滑回路100(图3a-3d)的润滑流体通过导管57输送，并被形成在十字头44中的下部润滑通道69接收。该润滑流体润滑并冷却与十字头44的底部54相关的滑动表面。
根据一个实施例，转向节轴承65和腕销46及其相关的滑动表面从作为低压润滑回路102的一部分的转向节轴承孔63接收足够的润滑流体，使得连杆43没有穿过其的润滑导管。传统的动力端润滑系统具有润滑导管，该润滑导管穿过连杆，其将润滑流体从与曲轴相关的导管供应到转向节轴承和腕销。通过在低润滑流体压力下通过转向节轴承孔63引入润滑流体，更多的润滑流体被允许自由流动以润滑和冷却与转向节轴承65和腕销46相关的滑动表面。曲柄销和曲柄销衬套接收来自高压润滑回路100的专用润滑流体，其不会流过连杆43到腕销46。此外，可以消除在常规润滑系统中流体联接连杆的槽和孔，这导致曲柄销和曲柄销衬套的使用寿命增加。
现在参考图2a-2c，其示出了动力端14，其中已经省略了某些部分以允许看见滑动和滚动表面和润滑流体导管。在图2a-2c所示的实施例中，润滑系统16包括将润滑流体引导到动力端14的滑动和滚动表面的润滑导管。在一个实施例中，至少一个润滑泵58由柴油发动机驱动，其还驱动与输入凸缘42相关的轴。润滑泵可以是任何合适类型的泵，其可操作成在所述高压或低压润滑回路或两者的所需润滑流体压力下提供润滑流体输出，如参考图3a-3d进一步所述。润滑流体可以是任何合适的润滑剂，比如油基润滑剂。根据一实施例，润滑泵是双级齿轮型泵。在替代实施例中，润滑泵是具有两个单独入口和两个单独出口的两个单独泵(例如，每个泵构造成在低压润滑回路和高压润滑回路之一的润滑流体压力下独立地产生润滑流体流动)。在其它实施例中，润滑泵是单个双级或两个单独的正排量泵。
双回路润滑系统16在较高压力(例如90-135psi)下将润滑流体或润滑油循环到高压润滑回路100的润滑导管，并且相同的润滑流体在相对较低的压力(例如45-50psi)下循环通过低压润滑回路102的润滑导管。润滑导管可以由任何合适的材料制成，比如刚性管或柔性软管，并且可以包括润滑流体流过的一个或多个歧管。
润滑流体从润滑泵58流到输入歧管64。输入歧管64包括多个出口。出口之一将输入歧管64流体地联接到多个十字头底部导管66(图2c)。驱动往复柱塞的五个十字头44中的每一个从相应的十字头底部导管66接收润滑流体。由十字头底部导管66接收的润滑流体在高压下被接收，以允许润滑流体润滑在十字头44的底部外表面与设置在十字头壳体48内的衬套52的内表面之间的交界面处的滑动表面。
根据一个实施例，车载润滑流体过滤器可以联接到输入歧管64附近的动力端14。车载润滑流体过滤器过滤输送到双回路润滑系统16的滚动和滑动表面的任何合适的颗粒尺寸。例如，车载润滑流体过滤器可以是十微米过滤器，以确保双回路润滑系统16为滚动和滑动表面提供仅具有非常小的颗粒的润滑流体。使用车载润滑过滤器净化润滑流体可能导致往复泵10的部件的更长的使用寿命。
润滑流体还从润滑泵通过高压润滑回路流到设置在曲轴36的每侧上的曲轴入口68a、68b。供应到曲轴入口68a、68b的润滑流体以高压输送，使得润滑流体可以润滑与曲轴36相关的滑动表面，例如轴颈轴承表面(图1a、3a-3d)。曲轴36的每侧都包括入口68a和68b，使得与曲轴36相关的每个滑动表面接收高压润滑流体，而不是单个曲轴入口，这将随着润滑流体沿曲轴36向下流动离开润滑泵58而导致耗散润滑流体的流体压力。
润滑流体还以较低压力流过低压润滑回路102的润滑导管，以将润滑流体输送到与曲轴36相关的多个滚动表面，例如滚子轴承70。滚子轴承70是有助于曲轴36的旋转运动的圆柱滚子。图1a还示意性地示出了与曲轴36相关的滚子轴承70。六个滚子轴承导管72将润滑流体输送到与五个柱塞28中的每一个相关的滚子轴承70。
润滑流体还通过低压润滑回路102以较低的压力供应到多个十字头顶部导管74。每个十字头顶部导管74流体地联接以通过导管59将低压力的润滑流体输送到十字头44的顶部56来润滑和冷却十字头44、转向节轴承65和腕销轴承67(图1b)。低压润滑回路的齿轮箱入口84还供应齿轮箱62以润滑各个齿轮啮合交界面(图3a-3d)。
根据本公开的教导，滚子轴承70、啮合齿轮交界面和十字头44的顶部56接收低压润滑流体，并且与曲轴36和十字头44的底部54相关的滑动表面接收高压润滑流体。与转向节轴承65和腕销轴承67相关的滑动和/或滚动表面接收低压润滑流体。
现在参考图3a-3d，其是根据本公开的教导的双回路润滑系统16的多个实施例的示意图。图3a示出了使用两个单独润滑泵的双回路润滑系统16。然而，如前所述，双回路润滑系统16可以包括具有一个润滑泵的润滑泵系统，该润滑泵在两个不同的输出处产生润滑流体流动，一个输出以低润滑流体压力供应低压润滑回路102，一个输出以高润滑流体压力供应高压润滑回路100。或者如下所述，双回路润滑系统16可以包括具有一个润滑泵和压力补偿阀的润滑泵系统。低压润滑泵77由发动机的驱动轴驱动，高压润滑泵79由齿轮箱62的驱动轴驱动，例如齿轮箱输入40(图1a)的轴。
在操作中，低压润滑流体由低压润滑泵77在18-41加仑/分钟例如约36.5加仑/分钟的范围供应至低压润滑导管76。低压泵维持低压润滑回路102的较低润滑压力。低压润滑流体流动分开，使得一部分低压润滑流体被输送到齿轮箱62，一部分低压润滑流体被输送到滚子轴承导管72和十字头顶部导管74。由齿轮箱62、滚子轴承70和十字头的顶部56接收的润滑流体可以穿过一个或多个孔口限制器91，以优化润滑流体至齿轮箱62、滚子轴承70和十字头的顶部56的流速，并且平衡润滑流体的温度。
润滑流体流过滚子轴承导管72并被滚子轴承70的滚动表面接收。润滑流体流过十字头顶部导管74并且被十字头44的顶部56的滑动表面接收。
旁路导管80确保十字头顶部导管74和每个滚子轴承导管72中的每一个在大致相等的压力下接收润滑流体。第二歧管82包括用于低压润滑回路102的减压阀73。减压阀用于允许冷润滑流体在高压下被泵送，该压力致动减压阀，直到润滑流体在低于减压阀的致动压力的压力下加热并流过润滑回路。在某些实施例中，减压阀73的致动压力可以是约十个大气压(150psi)。
润滑流体也被低压润滑泵77泵送并在较低润滑流体压力下由齿轮箱入口84接收。齿轮箱62包括任何合适数量的齿轮交界面，其中齿轮啮合以减少转速并增加转矩。在一些实施例中，齿轮箱62包括行星构造的齿轮。根据一个实施例，齿轮箱62以10-22加仑/分钟范围例如约20加仑/分钟的速率接收润滑流体。从润滑泵接收润滑的啮合齿轮的例子如图1a所示，其中齿轮箱输入40与齿轮箱输出38啮合。
根据本公开的实施例，滚子轴承导管72中的每一个都以1-3加仑/分钟范围例如约1.5加仑/分钟的速率接收润滑流体，并且每个十字头顶部润滑导管74以1-3加仑/分钟范围例如约1.5加仑/分钟的速率接收润滑流体。
润滑流体由高压润滑泵79通过高压润滑剂入口导管78提供给高压润滑回路100。根据实施例，润滑流体以18-41加仑/分钟范围例如约37.5加仑/分钟的速率被提供给高压入口78。如下面进一步描述，高压润滑泵79产生高压润滑回路100的较高润滑流体压力。高压润滑流体流过歧管例如输入歧管64，并被曲轴36接收，使得其通过与曲轴36相关的曲轴销导管75流动到五个曲轴销中的每一个。每个曲轴销在可能涂覆有铅、铜或锡或者任何此类材料的组合的钢衬套上滑动。包括曲轴销和衬套的这些滑动表面在高润滑压力下被润滑。由曲轴36的每个销接收的润滑流体的流速可以在2-5加仑/分钟的范围内，例如约4.3加仑/分钟。类似于低压润滑回路102的齿轮箱62，由曲轴销导管75接收的润滑流体可以穿过一个或多个孔口限制器91，以优化润滑流体流速并且平衡润滑流体的温度。孔口限制器91平衡润滑回路100、102中的流量，以便将润滑流体的基本上恒定的温度保持在最佳润滑效果的水平。根据一个实施例，最佳润滑流体温度约为145°f。
高压润滑流体还流向五个十字头底部润滑导管66中的每一个，并且被供应到十字头44的底部54的滑动表面。由每个十字头底部导管66接收的润滑流体的流速可以在1-4加仑/分钟的范围内，例如3.2加仑/分钟。
与低压润滑回路类似，高压润滑回路还包括歧管86。根据某些实施例，歧管86包括减压阀83、润滑流体压力计85和温度计87。
流体联接到低压润滑泵77的低压控制阀保持低压润滑回路102的较低润滑压力。如果阀上的压力超过阈值，则低压控制阀将润滑剂排出到排水箱。类似地，流体联接到高压润滑泵79的高压控制阀保持高压润滑回路100的较高润滑压力。高压控制阀允许高压回路100中的累积润滑压力由于高压控制阀上的较高设定而超过低压润滑回路102的阈值。
例如，低压润滑泵77将低压润滑回路102的出口处的润滑流体压力保持在约三个大气压(45psi)，而高压润滑泵79在高压润滑回路100的出口处产生较高的润滑压力，在一些实施例中，其可以是低压润滑回路的出口处的至少两倍，并且在某些实施例中，可以是低压润滑回路102的出口处的润滑流体压力的三倍。
在示例中，低压润滑回路102在比高压回路100更低的压力下操作。例如，高压润滑回路102在比低压回路102更高的压力下操作。
在图3a示意性示出的实施例中，高压润滑泵79安装成与输入凸缘42的齿轮箱输入40相对，例如在润滑泵58(图2a)的位置。以这种方式，齿轮箱输入40和高压润滑泵79由相同的轴驱动。另外，在这个位置，高压润滑泵79位于更接近润滑流体储存器(未示出)，从而比传统的润滑系统需要更少的能量来从储存器抽取润滑流体，在传统的润滑系统中，润滑泵位于远离往复泵10并被柴油发动机驱动。根据一个实施例，来自储存器的油可以行进30％至40％，远达到高压润滑泵79，而不是达到靠近柴油发动机设置的常规单回路润滑泵。例如，润滑流体可以流动约10英尺以达到由柴油发动机驱动的泵，但是可以仅流动约3-4英尺以达到高压润滑泵79。润滑流体在其到达高压泵79之前流过过滤器和温度控制装置。
根据一个实施例，止回阀88设置在高压润滑回路和低压润滑回路之间。止回阀88确保如果高压入口78和低压润滑导管76均接收润滑流体，则高压润滑流体的流动与低压润滑流体分离，以产生高压润滑回路100和低压润滑回路102。然而，在某些往复泵操作(比如水力压裂)中，往复泵10可能不泵送，但是润滑流体可以在低压下继续流过润滑系统16。这是通过低压润滑导管76而不是高压润滑泵79将润滑流体输送到润滑系统16而实现的。在没有作用在止回阀88上的高压润滑流动的情况下，低压润滑流动克服止回阀88并且允许低压下的润滑流体被润滑系统16的高压回路100接收。例如，当往复泵10不泵送时，往复泵10可以处于空档状态，因为除了将高压流体输送到井筒之外，其他操作都是相对于压裂发生的。由于往复泵10处于空档状态，因为发动机没有驱动齿轮箱输入40，因此不驱动高压润滑泵79，所以高压润滑泵不被驱动。然而，润滑流体在较低压力下采用低压润滑泵77可被泵送通过整个润滑系统16。第二止回阀90确保来自低压润滑导管76的流体流动不流入高压入口78，其中其可导致损坏高压润滑泵79的非操作部分。
根据替代实施例，图3a中所示的双回路润滑系统16可以在没有止回阀88、90中的一个或两者的情况下实现。根据另一替代实施例，双回路润滑系统16可能是不安全的。可以在将低压润滑回路102流体地联接到高压润滑回路100的导管中设置阀(例如止回阀、控制阀等)。如果高压润滑泵79或低压润滑泵77故障，则阀允许操作泵向高压润滑回路100和低压润滑回路102两者供应润滑流体。
图3b示出了使用高压润滑泵79和单独低压润滑泵77的双回路润滑系统16的替代实施例，其中两个泵77、79由来自柴油发动机的驱动轴89驱动。根据替代实施例，泵77、79可以彼此独立地驱动，以将高压润滑回路100与低压润滑回路102完全分离。不管泵77、79是单独驱动还是由相同的驱动轴89驱动，高压润滑回路100由高压润滑泵79供应，低压润滑回路102由低压润滑泵77供应。当柴油发动机正在运行时，泵77、79都将润滑流体泵送到往复泵10的动力端，无论传动装置是否接合以使柱塞28往复运动。图3b中所示的实施例的未明确描述的列举的部件可以与图3a中所示的实施例的类似列举的部件相同或基本相似，并且可以具有与其相同或基本上相同的特征。
图3c示出了双回路润滑系统16的另一替代实施例，其采用向低压润滑回路102和高压润滑回路100两者供应润滑流体的单个高压润滑泵79。压力补偿阀81通过将由高压润滑泵79泵送的润滑流体通过润滑系统16排出并且至储存器来产生低润滑压力，从而产生低压润滑回路102的低润滑压力。图3c所示的实施例的没有明确描述的列举的部件可以与图3a中所示的实施例的类似列举的部件相同或基本相似，并且可以具有与其相同或基本上相同的特征。
图3d示出了双回路润滑系统16的另一实施例，其采用流体地联接到低压润滑导管76和高压润滑导管78两者的单个润滑泵79。润滑泵79可操作成在低压润滑回路102的润滑流体压力下和在高压润滑回路100的润滑流体压力下输送润滑流体的流动(例如，两个出口可操作成供应相应的低压或高压润滑流体)。在该实施例中，孔口限制器91降低了流向低压润滑回路102的流速，从而在高压润滑回路100中产生较高的压力。图3d所示的实施例的没有明确描述的列举的部件可以与图3a中所示的实施例的类似列举的部件相同或基本相似，并且可以具有与其相同或基本上相同的特征。
在某些实施例的前述描述中，为了清楚起见，已经采用了具体的术语。然而，本公开并不旨在限于所选择的特定术语，并且应当理解，每个具体术语包括以类似方式操作以实现类似技术目的的其他技术等同物。使用诸如“左”和“右”、“前”和“后”、“上”和“下”等的定向术语作为提供参考点的方便词，并且不被解释为限制性术语。
在本说明书中，词语“包括”应以其“开放”的意义被理解，即在“包含”的意义上，因此不限于其“封闭”的意义，即“仅由…组成”。相应的含义应归因于相应的词语“包括”及其所出现的变体。
另外，前面仅描述了本发明的一些实施例，并且在不脱离所公开的实施例的范围和精神的情况下可以对其进行改变、修改、添加和/或改变，所述实施例是说明性的，而非限制性的。
此外，本发明已经结合目前被认为是最实际和优选的实施例进行了描述，应当理解，本发明不限于所公开的实施例，相反，其旨在涵盖包括在本发明的精神和范围内的各种修改和等同布置。此外，上述各种实施例可以结合其他实施例来实现，例如一个实施例的各方面可以与另一实施例的各方面相结合，以实现其他实施例。此外，任何给定组件的每个独立特征或部件可以构成另外的实施例。
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