压裂泵动力端及压裂泵的制作方法

1.本实用新型涉及压裂设备技术领域，尤其涉及一种压裂泵动力端及压裂泵。


背景技术：

2.在油气田行业中，压裂是指人为使地下岩层产生裂缝，改善油气在地下的流动环境，增加油气产量，目前的压裂方式主要是水力压裂。酸化压裂是利用酸液加压将地下岩层蚀刻出裂缝，以获得高导流能力的人工裂缝，改善油气渗流的通路，现如今，酸化压裂已成为油气田行业增产的重要手段，在酸化压裂过程中使用压裂泵进行作业。
3.压裂泵一般包括动力端和液力端，动力端向液力端提供动力，在外部动力源的驱动下动力端总成的齿轮副进行旋转运动，驱动曲轴旋转，带动连杆十字头结构做往复运动，然后将动力传递给液力端，液力端的柱塞的往复运动实现高压液体的泵送。从而将常压下一定粘度的压裂液转化为高压、大排量的液体排出。
4.现有技术中，通常采用电机和减速箱连接的方式作为动力源来驱动动力端的小齿轮轴，电机经减速箱调速后驱动压裂泵工作，有时动力源与动力端的连接还要配套相应的护罩、密封、张紧装置等，以至于零部件多，连接结构复杂，安装维护麻烦，当电机出现故障时需要将其从动力端拆除，拆卸过程会浪费大量的时间，影响压裂工作的进度。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种压裂泵动力端和压裂泵，用以解决现有技术中压裂泵驱动电机维护困难的缺陷。
6.第一方面，本实用新型提供一种压裂泵动力端，包括：
7.壳体；
8.动力输入轴，至少部分动力输入轴设置在所述壳体内；
9.驱动电机，所述驱动电机的第一端连接在所述壳体上，所述驱动电机的第二端具有开口，所述驱动电机包括定子和转子，所述转子为中空结构，所述定子套设在所述转子外；
10.联接装置，设置在所述转子上，所述联接装置能在连接状态与分离状态之间切换，在所述连接状态下，所述联接装置分别与所述动力输入轴以及所述转子连接，用于将所述转子的扭矩传递给所述动力输入轴，在所述分离状态下，所述联接装置与所述动力输入轴及所述转子断开连接，且所述联接装置能够从所述开口处取出。
11.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，所述驱动电机的第二端可拆卸连接端盖，用于密封所述开口。
12.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，所述联接装置包括传动轴，所述转子设置有中心轴孔，所述传动轴穿设在所述中心轴孔内，所述传动轴的第一端与所述动力输入轴沿轴线方向活动连接，所述传动轴的第二端与所述转子可拆卸连接。
13.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，所述传动轴的第二端沿径向延伸形成有凸
缘，所述凸缘与所述转子朝向所述开口一端的端面均设置有连接孔，所述凸缘与所述转子通过螺栓可拆卸连接。
14.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，所述传动的第一端设置有花键，所述动力输入轴的端部对应设置有与所述花键配合的键槽。
15.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，所述联接装置包括连接件，所述转子设置有中心轴孔，所述动力输入轴穿设在所述中心轴孔内，所述动力输入轴位于所述壳体外的一端与所述转子朝向所述开口一端的端面通过所述连接件可拆卸连接。
16.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，所述驱动电机与所述动力输入轴均设置有多个，所述驱动电机与所述动力输入轴一一对应且传动连接。
17.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，多个所述驱动电机在所述壳体上沿圆周方向上均匀分布。
18.根据本实用新型提供的压裂泵动力端，所述驱动电机朝向所述壳体的一端设置有第一连接止口，所述壳体的端面设置有第二连接止口，所述第一连接止口与所述第二连接止口适配连接。
19.第二方面，本实用新型还提供一种压裂泵，包括：动力端和液力端，所述液力端包括泵头体和柱塞，所述动力端的输出端与所述柱塞连接，所述动力端为第一方面所描述的动力端。
20.本实用新型提供了一种压裂泵动力端，采用具有中空结构转子的驱动电机，将驱动电机连接在动力端壳体上，在使用时，通过联接装置将转子转动的扭矩传递给压裂泵动力端的动力输入轴，从而驱动压裂泵工作，当驱动电机出现故障时，可从驱动电机第二端的开口处，将联接装置拆卸取出，能快速地使驱动电机的转子与压裂泵动力端的动力输入轴断开连接，无需再采用将驱动电机拆除的方式，节省了维护时间。
21.本实用新型还提供了一种压裂泵，该有益效果的推导过程与上述的动力端所带来的有益效果的推导过程大体类似，此处不再赘述。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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。
23.图1是本实用新型实施例的压裂泵动力端的剖视图；
24.图2是本实用新型另一实施例的压裂泵动力端的剖视图；
25.图3是本实用新型实施例中压裂泵的侧视图。
26.附图标记：
27.1、壳体；2、动力输入轴；3、驱动电机；4、转子；5、端盖；
28.6、传动轴；61、凸缘；62、花键；7、连接键；8、轴承；9、泵头体。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的
附图，对本实用新型中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作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。
30.下面结合图1至图3描述本实用新型的实施例中提供的一种压裂泵动力端和压裂泵。
31.本实施例提供的压裂泵动力端，包括：壳体1、动力输入轴2、驱动电机3和联接装置。
32.其中，至少部分动力输入轴2设置在壳体1内；在一些实施例中，动力输入轴2通常为齿轮轴，在压裂泵动力端的壳体1内还设置有大齿轮和曲轴，曲轴与大齿轮连接，大齿轮与齿轮轴啮合传动，从而将齿轮轴的动力传递给曲轴使其旋转，使得压裂泵进行吸取液压介质或者排出液压介质的动作。
33.驱动电机3的第一端连接在壳体1上，驱动电机3的第二端具有开口，驱动电机3包括定子和转子4，转子4为中空结构，定子套设在转子4外。
34.联接装置设置在转子4上，联接装置能在连接状态与分离状态之间切换，在连接状态下，联接装置分别与动力输入轴2以及转子4连接，用于将转子4的扭矩传递给动力输入轴2，在分离状态下，联接装置与动力输入轴2及转子4断开连接，且联接装置能够从开口处取出。
35.通过上述方案可知，与现有技术相比，本实用新型在使用时，采用具有中空结构转子4的驱动电机3，通过联接装置将转子4转动的扭矩传递给压裂泵动力端的动力输入轴2，从而驱动压裂泵工作，当驱动电机3出现故障时，可从驱动电机3第二端的开口处，将联接装置拆卸取出，能快速地使驱动电机3的转子4与压裂泵动力端的动力输入轴2断开连接，不影响系统的运行，无需再采用将驱动电机3拆除的方式，节省了维护时间。
36.可选地，驱动电机3朝向壳体1的一端设置有第一连接止口，壳体1的端面设置有第二连接止口，第一连接止口与第二连接止口适配连接，驱动电机3与壳体1通过设置的电机连接止口与泵连接止口安装定位后再通过螺栓固定连接，确保二者连接的可靠性，并且动力输入轴2通过轴承8安装在壳体1上。
37.另一方面，本实用新型通过联接装置将驱动电机3的转子4与压裂泵动力端的动力输入轴2动力连接，直接驱动压裂泵工作，相对于现有技术，也省去了中间的动力传动单元，提高了传动效率，简化了装置结构，方便了安装调试维护，同时也减少了成本。
38.进一步地，驱动电机3的第二端可拆卸连接有端盖5，用于密封开口。如此，通过端盖5将开口密封，可防止驱动电机3的开口出现漏油渗油的情况，当需要拆卸联接装置时，先将端盖5拆除，由于端盖5与驱动电机3的端部采用可拆卸连接的方式，如螺栓连接等方式，既能保证驱动电机3的密封性也不会影响对联接装置的拆除操作。
39.参照图1，在一个实施例中，联接装置包括传动轴6，转子4设置有中心轴孔，传动轴6穿设在中心轴孔内，传动轴6的第一端沿轴线方向与动力输入轴2同轴可拆卸连接，传动轴6的第二端与转子4可拆卸连接。也就是说，将传动轴6作为驱动电机3的动力输出轴，通过传动轴6与动力输入轴2直接连接，从而将驱动电机3的扭矩传递给压裂泵，在驱动电机3出现故障的时候，通过将传动轴6拆除，即可将转子4与压裂泵动力端的动力输入轴2断开。
40.需要说明的是，在传动轴6未与转子4及动力输入轴2连接时，传动轴6穿设在转子4内与转子4为活动连接，并且传动轴6对应驱动电机3的开口，传动轴6优选为圆柱形结构，且传动轴6的截面直径应当小于转子4的中心轴孔的直径，使其不会影响传动轴6的拆除与安装，并且为了不影响传动轴6与动力输出轴的稳定连接，传动轴6与转子4的中心轴孔的间隙不宜过大，刚好能够将传动轴6穿入转子4中即可。
41.具体地，传动轴6的第二端沿径向延伸形成有凸缘61，凸缘61的内侧与转子4朝向开口一端的端面抵接且均设置有连接孔，然后凸缘61与转子4通过螺栓或定位销实现连接。如此设置，可通过在开口处将螺栓或定位销拆除，然后将传动轴6取出，从而实现转子4与动力输入轴2断开连接。
42.基于此，传动轴6的第一端与动力输入轴2为沿轴向的活动连接，先将传动轴6的第一端与动力输入轴2连接，并且当传动轴6的第二端与转子4连接好后，传动轴6的第一端与动力输入轴2相对固定。例如，将传动轴6的第一端与动力输入轴2通过键连接，可以是在传动轴6的第一端设置有花键62，在动力输入轴2的端部对应设置有键槽，沿轴线方向将花键62与键槽插接配合，实现传动轴6与动力输入轴2的传动连接，从而可以将转子4的扭矩通过传动轴6传递给动力输入轴2，并且方便沿轴向将花键62与键槽的分离。
43.参照图2，在另一个实施例中，联接装置包括连接件，转子4设置有中心轴孔，压裂泵动力端的动力输入轴2伸出壳体1外并穿设在转子4的中心轴孔内，并且动力输入轴2的位于壳体1外的一端与转子4的朝向开口的一端通过连接件可拆卸连接。如此设置，通过连接件实现转子4与动力输入轴2的动力传递，可通过在开口处将连接件拆除，从而将转子4与动力输入轴2断开连接，因此，当驱动电机3出现故障时，可以很方便的通过开口将连接件取出，便可断开驱动电机3与压裂泵动力端的动力连接，节省维护时间。
44.需要说明的是，此处的动力输入轴2的截面直径同上述的传动轴6一样，也应当小于转子4的中心轴孔的直径，使其在没有连接件的情况下，不能与转子4实现动力连接，并且在通过连接件将其与转子4连接后，能稳定的传递扭矩。
45.下面以一个具体的实施例对连接件的进行说明。
46.连接件为连接键7，转子4与动力输入轴2通过键连接，在转子4的朝向开口的一端侧壁上凹设有键槽，动力输入轴2的端面上开设有与转子4的键槽相对应并相连通的键孔，连接键7嵌设在转子4的键槽与动力输入轴2的键孔中，实现转子4与动力输入轴2的传动连接，并且拆装非常方便。
47.应当理解，连接件并不以上述的连接键7为限，连接件还可以是其它结构。
48.例如，连接件可以是连接法兰，连接法兰包括轴套和轴套外侧延伸形成的凸缘61，首先，轴套套设在动力输入轴2上，并且与动力输入轴2固定连接，也可以是通过螺栓、销钉或连接键7等可拆卸连接；凸缘61的内侧面与转子4朝向开口一端的侧壁抵接，然后在凸缘61和转子4的侧壁开设连接孔，通过销轴和螺栓将凸缘61与转子4固定连接，从而实现转子4与动力输入轴2的传动连接。
49.本实施例中，驱动电机3与动力输入轴2均设置有多个，驱动电机3与动力输入轴2一一对应且传动连接。驱动电机3的数量根据压裂泵需要的功率进行配置，当其中一台损坏后，可通过快速拆除联接装置断开驱动电机3与压裂泵动力端的动力连接，无需耗费大量时间去拆除驱动电机3，不影响其他电机工作，工作效率高，本实施例对驱动电机3的驱动功率
和数量不做特别限制，可以根据需要选择配置。由于设置有多个驱动电机3，可以实现不影响设备的临时降功运行。
50.可选地，多个驱动电机3设置在壳体1的一侧或两侧。并且多个驱动电机3在壳体1上沿圆周方向上均匀分布。
51.本实用新型实施例还提供了一种压裂泵，如图3所示，包括：动力端和液力端，液力端包括泵头体9和柱塞，动力端的输出端与柱塞连接，动力端为上述的动力端。
52.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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分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各实施例技术方案的精神和范围。