阅读说明：本技术 一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构 (Five-cylinder fracturing pump power end structure capable of working continuously ) 是由 宋任波 薛建刚 于 2020-06-02 设计创作，主要内容包括：一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构,包括动力端整体,动力端整体包括机罩壳,机罩壳上设置有输入法兰,机罩壳内部设置有齿轮副、曲轴以及连杆组；齿轮副包括主动齿轮以及与其啮合的从动齿轮,连杆组包括五个结构相同的钢制三段式组合连杆；输入法兰与主动齿轮同轴连接,从动齿轮与曲轴同轴连接,五个钢制三段式组合连杆并排均匀地安装在曲轴上；钢制三段式组合连杆包括尾部带有连杆小头的连杆主体部分、上瓦背、下瓦背以及十字头；本方案设计的可连续工作的五缸压裂泵动力端结构,采用特殊的钢制三段式组合连杆,通过连杆小头与十字头内腔的结构配合,使两者接触面积增大,减小工作发热量和压力,增加压裂泵的工作时间,使效率得到提升。(A power end structure of a five-cylinder fracturing pump capable of working continuously comprises a power end whole body, wherein the power end whole body comprises a machine cover shell, an input flange is arranged on the machine cover shell, and a gear pair, a crankshaft and a connecting rod set are arranged in the machine cover shell; the gear pair comprises a driving gear and a driven gear meshed with the driving gear, and the connecting rod group comprises five steel three-section type combined connecting rods with the same structure; the input flange is coaxially connected with the driving gear, the driven gear is coaxially connected with the crankshaft, and the five steel three-section type combined connecting rods are uniformly arranged on the crankshaft side by side; the steel three-section combined connecting rod comprises a connecting rod main body part with a small connecting rod head at the tail part, an upper tile back, a lower tile back and a crosshead; but five jar fracturing pump power end structures of continuous operation of this scheme design adopt special steel syllogic combination connecting rod, through the structure cooperation of connecting rod microcephaly and cross head inner chamber, make both area of contact increase, reduce work calorific capacity and pressure, increase the operating time of fracturing pump, make efficiency obtain promoting.)

一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构

技术领域

本发明属于压裂泵动力端结构设计技术领域，具体涉及一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构。

背景技术

随着超高压、超深井、水平井、低渗透井的不断增多，油气开采的难度愈来愈大，油气田开发必须通过大型压裂作业才能解决增产稳定问题。同时随着常规油气资源日益枯竭，提升了非常规油气资源的开采价值，以页岩气为代表的非常规油气资源的开采更加依赖于大规模的压裂施工作业，进一步拓展了压裂施工作业区域，而且非常规油气的开采——特别是页岩气的单次压裂施工规模相当大。因此，随着深井、超深井和非常规油气资源的不断开发，大功率、高压力、大排量的压裂施工作业会越来越频繁，单井压裂时间也会越来越长，与之相对应的大型成套压裂设备提出了更高的要求。压裂泵车是压裂装备的核心设备，柱塞泵作为压裂车的关键部件，其性能和技术水平对压裂泵车以至大型成套压裂设备的整体作业能力具有决定性影响。特别是为了适应我国井场多在丘陵山地，道路行驶条件差，井场布置面积小等特点，对既适合车载配置又具有高压力大排量的柱塞泵提出了更高的要求。目前2500型压裂车是压裂作业中最常用、做多的压裂设备；其缺点是在高压力作业下，单机设备排量低，不能在较恶劣的工况下长时间作业；在页岩气作业中需要十几台压裂车同时作业才能满足作业工艺中总排量的要求，这么多台车的同时作业，会占用很大的井场面积，与油气田井场条件受限的矛盾尤为突出。

因此，有必要设计一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构来解决上述技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术中的不足，本发明目的在于提供一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供的技术方案是：一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构，包括动力端整体，所述动力端整体包括机罩壳，所述机罩壳上设置有输入法兰，所述机罩壳内部设置有齿轮副、曲轴以及连杆组；所述齿轮副包括主动齿轮以及与其啮合的从动齿轮，所述连杆组包括五个结构相同的钢制三段式组合连杆；所述输入法兰与所述主动齿轮同轴连接，所述从动齿轮与所述曲轴同轴连接，五个所述钢制三段式组合连杆并排均匀地安装在所述曲轴上；所述钢制三段式组合连杆包括尾部带有连杆小头的连杆主体部分、上瓦背、下瓦背以及十字头，所述上瓦背和所述下瓦背安装在所述连杆主体的头部，所述连杆小头为圆柱形，在所述连杆小头圆柱形中心部分开设有第一销轴孔，所述十字头为圆筒状，内部空心，所述十字头侧面开设有第二销轴孔，所述连杆小头部分插入所述十字头内部，所述销轴从所述十字头侧面穿过所述第二销轴孔后插入所述第一销轴孔内部。

优选的，所述连杆主体部分的头部与所述上瓦背固定安装，所述上瓦背与所述下瓦背固定安装，同时所述上瓦背和所述下瓦背拼接后中间形成一圆孔，所述钢制三段式组合连杆通过所述圆孔固定安装在所述曲轴上。

优选的，所述十字头内腔底部为圆弧面，当所述连杆小头插入所述十字头内部时，所述连杆小头的底面与所述圆弧面贴合；所述十字头内腔左右两侧还设置有两个对应的台阶，同时所述连杆小头左右两侧凸出设置有与所述台阶相对应的两个压板。

优选的，所述机罩壳整体采用特殊低合金调质钢。

优选的，所述机罩壳表面设置有两个上下对应的弧板加强筋。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有的优点如下：

1、采用钢制三段式组合连杆，连杆小头设计成圆柱形状，相较传统连杆，其连杆小头直径变大，宽度增加，当连杆小头插入十字头内腔时，两者之间的接触面积增加，在相同的工况下，实现连杆轴承压力减小，比压降低，工作发热量小，可使压裂泵整体在工作时增加其工作时间，保持连续工作，加大单机设备排量，可以有效地加快工作效率，避免多台设备同时工作。

2、整体结构采用特殊低合金调质钢板材，属于高强度焊接结构钢，特殊的低合金调质钢钢板具有较高的屈服强度和抗拉强度，采用特殊低合金调质钢可以保证压裂泵车在较恶劣的工况下连续工作更长的时间。

3、采用上下弧板加强筋，外壳更牢固可靠； 相较传动壳体顶部长方体加强筋，上下弧板加强筋能在有效空间里内，增强壳体的抗拉强度，保证设备能连续工作。

附图说明

图1为压裂泵动力端内部结构示意图。

图2为曲轴结构示意图。

图3为钢制三段式组合连杆结构分解示意图。

图4为十字头内腔结构示意图。

图5为压裂泵动力端整体结构示意图。

以上附图中，输入法兰1、齿轮副2、曲轴3、钢制三段式组合连杆4、连杆小头5、上瓦背6、下瓦背7、十字头8、第一销轴孔9、第二销轴孔10、圆弧面11、台阶12、压板13、弧板加强筋14、销轴15。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1~图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例：如图1 ~图5所示，一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构，包括动力端整体，所述动力端整体包括机罩壳，所述机罩壳上设置有输入法兰1，所述机罩壳内部设置有齿轮副2、曲轴3以及连杆组；所述齿轮副2包括主动齿轮以及与其啮合的从动齿轮，所述连杆组包括五个结构相同的钢制三段式组合连杆4；所述输入法兰1与所述主动齿轮同轴连接，所述从动齿轮与所述曲轴3同轴连接，五个所述钢制三段式组合连杆4并排均匀地安装在所述曲轴3上；所述钢制三段式组合连杆4包括尾部带有连杆小头5的连杆主体部分、上瓦背6、下瓦背7以及十字头8，所述上瓦背6和所述下瓦背7安装在所述连杆主体的头部，所述连杆小头5为圆柱形，在所述连杆小头5圆柱形中心部分开设有第一销轴孔9，所述十字头8为圆筒状，内部空心，所述十字头8侧面开设有第二销轴孔10，所述连杆小头5部分插入所述十字头8内部，所述销轴从所述十字头8侧面穿过所述第二销轴孔10后插入所述第一销轴孔9内部；本方案设计的一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构，如图1所示，动力通过输入法兰1输入，经齿轮副2减速后传递到曲轴3上，再由曲轴3驱动五个钢制三段式组合连杆4组成的连杆组；如图3所示，该部件为钢制三段式组合连杆4，在连杆上开设有连第一轴孔，在十字头8上开设有第二销轴孔10，销轴插入第一销轴孔9和第二销轴孔10中，连杆可以相对十字头8转动，连杆和十字头8可以将曲轴3的旋转运动转化为往复直线运动；采用特殊的钢制三段式组合连杆4，连杆小头5设计成圆柱形状，相较传统连杆，其连杆小头5直径变大，宽度增加，当连杆小头5插入十字头8内腔时，两者之间的接触面积增加，在相同的工况下，实现连杆轴承压力减小，比压降低，工作发热量小，可使压裂泵整体在工作时增加其工作时间，保持连续工作的状态。

优选的实施方式如下：

如图2和3所示，所述连杆主体部分的头部与所述上瓦背6固定安装，所述上瓦背6与所述下瓦背7固定安装，同时所述上瓦背6和所述下瓦背7拼接后中间形成一圆孔，所述钢制三段式组合连杆4通过所述圆孔固定安装在所述曲轴3上；连杆与曲轴3的安装方式是通过上瓦背6和下瓦背7形成的圆孔实现套装。

如图4所示，所述十字头8内腔底部为圆弧面11，当所述连杆小头5插入所述十字头8内部时，所述连杆小头5的底面与所述圆弧面11贴合；所述十字头8内腔左右两侧还设置有两个对应的台阶12，同时所述连杆小头5左右两侧凸出设置有与所述台阶12相对应的两个压板13；连杆小头5表面与十字头8内腔底面贴合设置，使两者之间没有间隙，增大接触面积，同时使整体结构更加稳定可靠；压板13抵靠在十字头8内腔的台阶12上，并通过螺栓固定安装，使连杆和十字头8连接更可靠稳定并且轴承不易脱落。

所述机罩壳整体采用特殊低合金调质钢；此钢材质属于高强度焊接结构钢。特殊的低合金调质钢钢板具有较高的屈服强度和抗拉强度，采用特殊低合金调质钢可以保证压裂泵车在较恶劣的工况下连续工作更长的时间。

如图5所示，所述机罩壳表面设置有两个上下对应的弧板加强筋14；采用上下弧板加强筋14，外壳更牢固可靠；相较传动壳体顶部长方体加强筋，上下弧板加强筋14能在有效空间里内，增强壳体的抗拉强度，保证设备能连续工作。

综上所述，本方案设计的一种可连续工作的五缸压裂泵动力端结构可从结构设计以及材质选用等多方面进行一步地提高压裂泵的单机设备排量，使其具备连续工作的能力，可以有效地加快工作效率，避免多台设备同时工作。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。