本实用新型涉及压裂工程技术领域,尤其涉及一种压裂泵以及压裂车。
背景技术:
压裂车是用于向井内注入高压、大排量压裂液,以将地层压开并将支撑剂挤入裂缝的专用车辆。压裂车的工作主机是压裂泵,由动力传动系统驱动压裂泵,通过压裂泵液力端柱塞的往复运动,实现将压裂液注入地层的目的。压裂泵主要由动力端和液力端组成,但是液力端在工作时会产生振动,进而导致压裂泵整机振动,不仅影响压裂泵的工作可靠性,而且缩短压裂泵的使用寿命。同时,压裂泵的振动也会传递至压裂车,进而影响压裂车的工作可靠性。
鉴于此,迫切需要一种压裂泵以及压裂车,能够解决上述问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素:
本实用新型的第一目的在于提供一种压裂泵,以缓解现有技术中压裂泵工作振动导致泵身工作可靠性降低的技术问题。
为了实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:
本实用新型提供的一种压裂车,包括车体和安装于所述车体的压裂泵;
所述压裂泵包括动力端和相对且间隔设置两个的液力端,且所述动力端的质心轴与所述车体的质心轴同轴设置,相对的两个所述液力端沿所述车体的质心轴对称设置;
所述车体的质心轴为穿过所述车体的质心且长度沿水平方向延伸的车体回转轴,所述动力端的质心轴为穿过所述动力端的质心且长度沿水平方向延伸的泵体回转轴。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述压裂泵还包括输入法兰;
压裂泵的动力源具有传动轴,所述输入法兰的一端与所述传动轴的动力输出端连接,所述输入法兰的另一端与所述动力端的动力输入端连接。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述动力端包括箱体、第一齿轮、第二齿轮以及曲轴机构;
所述第一齿轮、所述第二齿轮以及所述曲轴机构均安装于所述箱体,且所述输入法兰与所述第一齿轮的动力输入端连接,所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合,所述第二齿轮与所述曲轴机构传动连接;相对的两个所述液力端分别与所述曲轴机构的动力输出端传动连接。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述曲轴机构包括曲轴和两组连接组件;
两组所述连接组件沿所述曲轴的延伸方向间隔排布,且两组所述连接组件分别沿所述动力端的质心轴对称设置于所述曲轴的两侧;
相对的两个所述液力端分别为第一液力端和第二液力端,所述第一液力端与其中一组所述连接组件连接,所述第二液力端与另一组所述连接组件连接。
在上述任一技术方案中,进一步地,每组所述连接组件包括第一连杆、第二连杆以及十字头;
所述十字头位于所述第一连杆与所述第二连杆之间,所述第一连杆用于连接所述曲轴,所述第二连杆用于连接所述第一液力端或第二液力端。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述第一液力端包括第一泵头和第一柱塞,所述动力端能够驱动所述第一柱塞相对所述第一泵头做往复运动;
所述第一泵头具有第一吸入端和第一排出端,所述第一吸入端与压裂车的输入管汇连通,所述第一排出端与压裂车的输出管汇连通;
所述第一吸入端通入的流体经所述第一柱塞压缩后,能够从所述第一排出端排出至输出管汇。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述第二液力端包括第二泵头和第二柱塞,所述动力端能够驱动所述第二柱塞相对所述第二泵头做往复运动;
所述第二泵头具有第二吸入端和第二排出端,所述第二吸入端与压裂车的输入管汇连通,所述第二排出端与压裂车的输出管汇连通;
所述第二吸入端通入的流体经所述第二柱塞压缩后,能够从所述第二排出端排出至输出管汇。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述第一液力端和所述第二液力端沿所述动力端的质心轴呈v字形对称设置;
或,所述第一液力端和所述第二液力端沿所述动力端的质心轴呈直线型对称设置。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述压裂车还包括发动机和第一紧固件,所述发动机为所述压裂泵的动力源,且所述发动机的传动轴通过所述第一紧固件与所述输入法兰固接。
在上述任一技术方案中,进一步地,所述压裂车还包括固设于所述车体的安装架,所述压裂泵通过所述安装架安装于所述车体。
本实用新型的有益效果为:
本实用新型提供的一种压裂泵,包括动力端、第一液力端和第二液力端,第一液力端和第二液力端分别与动力端连接,并沿动力端的质心轴对称设置,动力端的质心轴为穿过动力端的质心且沿水平方向延伸的回转轴。在实际使用中,第一液力端和第二液力端的工作均能够产生振动,但是正是因为第一液力端和第二液力端分别沿动力端的质心轴对称设置,故而二者分别产生的振动能够互相抵消,从而降低压裂泵工作时整机的振动,进而提高压裂泵的工作可靠性。
本实用新型提供的一种压裂车,包括车体和上述的压裂泵,压裂泵安装于车体,且动力端的质心轴与车体的质心轴同轴设置;车体的质心轴为穿过车体的质心且沿水平方向的车体回转轴。这种设置,当压裂泵整机的振动减小时,因为压裂泵的质心轴和车体的质心轴同轴,故而降低因压裂泵振动而导致压裂车振动的概率,提高压裂车的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的压裂泵的第一示意图;
图2为本实用新型实施例提供的压裂泵的第二示意图;
图3为图2中a-a的剖视图;
图4为本实用新型实施例提供的压裂车的第一局部结构示意图;
图5为本实用新型实施例提供的压裂车的第二局部结构示意图。
图标:10-动力端;11-输入法兰;12-箱体;13-第一齿轮;14-第二齿轮;15-曲轴;16-第一连杆;17-十字头;18-第二连杆;21-第一液力端;22-第二液力端;31-输入管汇;32-输出管汇;100-压裂泵;200-压裂车;210-车体;211-第一泵头;212-第一柱塞;220-车轮;221-第二泵头;222-第二柱塞;230-传动轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
压裂车工作时,通过压裂泵将混砂车输送的压裂液转化为高压流体注入井下。在工作过程中,发动机、变速箱以及压裂泵工作时产生的振动都是导致压裂车振动的激励源,其中以压裂泵的振动最甚。而且上述激励源的振动频率也不一致,也没有一定的规律,故而不仅容易导致自身部件疲劳损坏,而且导致压裂车的部分部件容易疲劳损坏。
为解决上述的技术问题,发明人对压裂泵进行改进,使得压裂泵的动力端10具有两个对称设置的液力端,以降低压裂泵工作时产生的振动。
如图1-图3所示,本实施例提供的压裂泵包括动力端10、第一液力端21和第二液力端22;第一液力端21和第二液力端22分别与动力端10连接,并沿动力端10的质心轴对称设置,动力端10的质心轴为穿过动力端10的质心且长度沿水平方向延伸的回转轴。
一般地,压裂泵由安装于压裂车上的发动机驱动,发动机产生的动力经变速箱增扭后通过传动轴230输送至压裂泵的输入轴,也就是输送至动力端10,由动力端10将动力输送至对称设置的第一液力端21和第二液力端22,进而驱动第一液力端21和第二液力端22分别工作,以将压裂液转化为高压流体。在工作过程中,正是因为第一液力端21和第二液力端22沿动力端10的质心轴对称设置,故而第一液力端21工作产生的振动与第二液力端22工作产生的振动能够互相抵消,进而有效降低压裂泵整机的振动,提高了压裂泵的工作可靠性。
其中,并不限定第一液力端21和第二液力端22之间能够抵消掉多少振动,但是这二者之间的振动至少能够抵消部分,其只要能够实现降低压裂泵工作时的振动即可。
其中,动力端10的质心为动力端10的质量中心,质心轴则是穿过动力端10的质心且长度沿水平方向延伸的直线。以图1中方位为例,质心轴为沿左右方向延伸的直线。
其中,第一液力端21和第二液力端22能够呈180度夹角沿动力端10的质心轴对称设置,或者,第一液力端21和第二液力端22呈“v”字形沿动力端10的质心轴对称设置。其只要第一液力端21和第二液力端22沿动力端10的质心轴对称设置以降低压裂泵的振动即可。
请继续参考图1、图2和图4,优选的,压裂泵还包括输入法兰11;压裂泵的动力源具有传动轴230,输入法兰11的一端与传动轴230的动力输出端连接,输入法兰11的另一端与动力端10的动力输入端连接。因为压裂泵的工作是以发动机驱动,故而发动机的传动轴230与输入法兰11传动连接,进而通过输入法兰11将发动机产生的动力输送至动力端10,以实现压裂泵的动力驱动。
请继续参考图1-图3,优选的,动力端10包括箱体12、第一齿轮13、第二齿轮14以及曲轴机构;第一齿轮13、第二齿轮14以及曲轴机构均安装于箱体12,且输入法兰11与第一齿轮13的动力输入端连接,第一齿轮13与第二齿轮14啮合,第二齿轮14与曲轴机构传动连接;第一液力端21和第二液力端22分别与曲轴机构的动力输出端传动连接。
具体的,动力端10的传动部件均安装于箱体12内,以提高安全性,同时也便于传动部件的润滑。第一齿轮13能够与输入法兰11键连接,进而将传动轴230的动力通过输入法兰11输送至第一齿轮13,第一齿轮13即为动力端10的动力输入端。第一齿轮13与第二齿轮14啮合传动,第二齿轮14与曲轴机构传动连接,进而通过第二齿轮14将动力输送至曲轴机构。曲轴机构同时与第一液力端21以及第二液力端22的传动连接,进而实现对第一液力端21和第二液力端22的驱动。
请继续参考图1-图3,优选的,曲轴机构包括曲轴15和两组连接组件;两组连接组件沿曲轴15的延伸方向间隔排布,且两组连接组件分别沿动力端10的质心轴对称设置于曲轴15的两侧;两组连接组件分别对应连接第一液力端21和第二液力端22。
具体的,第二齿轮14与曲轴15传动连接,进而使得曲轴15与第二齿轮14同步转动,实现曲轴15的转动。其中,两组连接组件分别为第一连接组件和第二连接组件,第一连接组件用于连接第一液力端21,第二连接组件用于连接第二液力端22。第一连接组件和第二连接组件的数量均为多个,且二者沿曲轴15的长度方向间隔并交叉布置,任意相邻的两个第一连接组件之间设置有一个第二连接组件,任意相邻的两个第二连接组件之间设置有一个第一连接组件,进一步降低压裂泵的振动。在本实施例中,曲轴15具有五个曲拐,第一连接组件的数量为两个,第二连接组件的数量为三个。
请继续参考图3,优选的,第一连接组件和第二连接组件的结构均相同,以第一连接组件为例叙述。第一连接组件包括第一连杆16、第二连杆18以及十字头17;十字头17位于第一连杆16与第二连杆18之间,第一连杆16用于连接曲轴15,第二连杆18用于连接第一液力端21或第二液力端22。
具体的,第一连杆16、十字头17以及第二连杆18依次连接。第一连杆16远离十字头17的一端连接于曲轴15的曲拐,第二连杆18远离十字头17的一端连接于第一液力端21的动力输入端。当选用第二连接组件连接第二液力端22时,则第二连杆18远离十字头17的一端连接于第二液力端22的动力输入端。
请继续参考图3-图5,优选的,第一液力端21包括第一泵头211和第一柱塞212,动力端10能够驱动第一柱塞212相对第一泵头211做往复运动;第一泵头211具有第一吸入端和第一排出端,第一吸入端与压裂车的输入管汇31连通,第一排出端与压裂车的输出管汇32连通;第一吸入端通入的流体经第一柱塞212压缩后,能够从第一排出端排出至输出管汇32。第二液力端22包括第二泵头221和第二柱塞222,动力端10能够驱动第二柱塞222相对第二泵头221做往复运动;第二泵头221具有第二吸入端和第二排出端,第二吸入端与压裂车的输入管汇31连通,第二排出端与压裂车的输出管汇32连通;第二吸入端通入的流体经第二柱塞222压缩后,能够从第二排出端排出至输出管汇32。
其中,第一液力端21和第二液力端22的工作过程相同,故而以第一液力端21为例叙述。第一柱塞212为第一液力端21的动力输入端,第一柱塞212在第一泵头211内做往复运动。由混砂车输送的压裂液经输入管汇31输送至第一泵头211的第一吸入端,而后输送至第一泵头211内,第一柱塞212在第一泵头211内的往复运动能够压缩压裂液,进而将压裂液转化为高压流体,并从第一排出端排出至输出管汇32,输出管汇32将高压流体注入井下。
其中,第二柱塞222为第二液力端22的动力输入端,第二柱塞222在第二泵头221内往复运动以压缩经输入管汇31、第二吸入端输送至第二泵头221的压裂液,将其转化为高压流体后从第二排出端排出至输出管汇32。
如图4和图5所示,本实施例还提供了一种压裂车,包括车体210和上述的压裂泵100;压裂泵100安装于车体210,且动力端10的质心轴与车体210的质心轴同轴设置;车体210的质心轴为穿过车体210的质心且长度沿水平方向延伸的车体回转轴。
具体的,车轮220支撑在车体210的底部,以便于压裂车200行进。其中,车体210的质心为车体210的质量中心,车体210的质心轴为穿过该质心且长度沿车体210长度方向延伸的回转轴。以图5中所示位置,车体210的质心轴为沿左右方向延伸的直线。压裂泵100的质心轴与车体210的质心轴同轴设置,则动力端10两侧的第一液力端21和第二液力端22也是沿车体210的质心轴对称布置,进而不仅降低压裂泵100工作时产生的振动,同时降低压裂泵100传递至车体210的振动。
请继续参考图4,优选的,压裂车200还包括发动机和第一紧固件,发动机为压裂泵100的动力源,且发动机的传动轴230通过第一紧固件与输入法兰11固接。如前所述,发动机的传动轴230与输入法兰11连接,二者通过第一紧固件固接,输入法兰11与第一齿轮13可通过键连接。其中,第一紧固件采用螺栓。
在本实施例中,压裂车200还包括固设于车体210的安装架,压裂泵100通过安装架安装于车体210。具体的,在车体210上固设有安装板,安装架固设于安装板上,安装架具有多个支撑梁,进而实现压裂泵100相对车体210的安装,确保压裂泵100工作时的稳定性。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。