[发明专利]压裂泵用防拉杆粘扣组合螺母

说明书

本发明公开了一种压裂泵用防拉杆粘扣组合螺母，属于压裂泵液力端支撑装置技术领域,包括泵箱和拉杆，所述泵箱外侧连接拉杆，拉杆上螺纹套设有拉紧螺母，拉紧螺母的内螺纹与拉杆相配合，拉紧螺母的外螺纹与锁紧螺母相配合，锁紧螺母与泵箱之间设置有锁紧垫片，锁紧垫片套设在拉紧螺母上，所述锁紧垫片与拉紧螺母花键联接，锁紧垫片一端与泵箱的外壁相贴合，锁紧垫片另一端与锁紧螺母相贴合，通过将传统的压裂泵拉杆由一个拉紧螺母拆分改进为拉紧螺母与锁紧螺母的组合来实现拉杆的拉紧和预应力锁紧，并增加一个锁紧垫片来防止拉紧螺母在工作中退扣，从根本上解决了压裂泵拉杆螺母粘扣的问题，并确保拉杆联接的强度要求和稳定可靠性。

技术领域

本发明属于压裂泵液力端支撑装置技术领域，具体地涉及一种压裂泵用防拉杆粘扣组合螺母。

背景技术

压裂泵由动力端(也称大泵)和液力端(也称压力泵阀箱)两大部件组成，液力端通过大泵拉杆被联接固定在动力端的壳体上。在压裂泵工作中，动力端以曲轴产生往复直线运动的工作原理、带动液力端内柱塞往复直线运动吸入、排出压裂液实现井下压裂作业，液力端会承受高压的交变载荷，要求拉杆必须具有足够的联接强度实用中，联接螺纹在装配时都必须拧紧，使得联接螺纹在承受工作载荷前、预先受到力的作用，这个预先施加的力被称之为预紧力。预紧力的目的在于增强螺纹联接的可靠性和紧密性，防止被联接件在受载后产生缝隙或相对滑移。因此、压裂泵拉杆螺母联接处要有足够的预紧力来产生拉杆拉力拉紧阀箱，并且避免拉杆螺母在工作中发生退扣的情况，否则会致使压裂泵无法正常工作，可能损坏压裂泵甚至是导致安全事故。

为了获得足够的拉杆联接强度以及可靠性，对大泵拉杆螺母通过机械拧紧(扭矩T)来提供相当大的预紧力以保证拉杆在轴向形成足够的拉紧力(拉力F)，在实际的工作中，大泵拉杆和大泵拉杆螺母的旋合螺纹齿合面存在相当大的预紧扭矩T，也会在旋合螺纹副表面产生不小的接触压力P，接触压力P的大小可以由下面公式(1)计算获得。T＝2πμR2LP(公式1)(T＝扭矩，μ为接触面摩擦系数，R为螺纹中径，L为螺纹旋合长度)因为接触压力P的存在，所以拆装拉杆螺母以及工作时因为振动的原因，会产生螺纹副沿着螺纹圆周方向的相对滑移(哪怕是很微小的滑移)，可能在螺纹齿合面产生表面撕裂损伤螺纹表面进而导致粘扣的情况发生，接触压力P越大，则产生撕裂或粘扣的几率就越大。

一旦产生粘扣的情况，就会导致拉杆螺母无法正常安装拆卸，影响维保工作的正常进行，甚至是导致压裂设备无法继续进行现场的施工作业，给工程作业带来设备总功率的输出损失。实际工作中，拉杆螺母粘扣后，往往不得不用非常规手段进行处置，用远远超过正常值的扭矩T去拆卸拉杆螺母，甚至是不得不用火焰切割，钻孔破坏等方式去破坏拉杆螺母。无论是用超大的扭矩T去拆卸螺母、还是用非正常方式破坏螺母，都会导致大泵拉杆的实质性损坏，图三就是大泵拉杆的一段螺牙因为粘扣、在采用超大扭矩强制拆卸螺母后而被损伤，导致拉杆损坏的示例。

由于压裂泵拉杆螺母粘扣可能导致维保受阻、设备停工、拉杆损毁等事故，给施工单位带来作业风险、管理困难及不小的经济损失，因此解决压裂泵拉杆螺母粘扣问题一直是用户的急迫需求，也是压裂泵配套制造企业需要克服的一个技术难题。

多年以来，众多压裂泵配套企业虽然不断尝试通过提升拉杆的材料、提高螺纹的表面质量、增大螺纹公称直径，加长螺纹旋合长度、改善螺纹旋合润滑等方式来克服拉杆螺母粘扣的问题，虽然减少了拉杆螺母粘扣的几率，但是一直不得根除这一问题。

发明内容

本发明的目的在于：压裂泵用防拉杆粘扣组合螺母(简称防粘扣螺母)，主要目的是在压裂泵常规使用的拉杆螺母的基础上研发一种新型的用于压裂泵阀箱(或称液力端)联接拉紧的螺母，该新型螺母既能够提供可靠的拉杆联接拉紧强度(即预紧力)，保证压裂泵阀箱在压裂作业工况下可靠稳定的工作，又能防止拉杆螺母处产生粘扣，避免拉杆损坏并且方便设备维保。

本发明采用的技术方案如下：