[发明专利]一种整体式动力端结构的五缸柱塞泵

说明书

本发明公开了提供一种整体式动力端结构的五缸柱塞泵，对五缸柱塞泵动力端总成中的曲轴箱体和十字头箱体采用整体焊接结构，使得动力端总成的结构强度更高，支撑稳定性更好，可减少整泵振动。缸间距为13‑14英寸，增大了连杆、十字头和轴瓦的承载面积，为五缸柱塞泵大功率的输出提供保障，大功率五缸柱塞泵可有效解决页岩气压裂井场面积狭小与所需压裂设备较多的问题，可减少设备的使用，便于井场布置。11英寸的长冲程设计可更好地实现大排量的作业需求，提高作业效率。对曲轴箱体、十字头箱体和液力端总成的多点支撑设计，可以提高五缸柱塞泵的支撑强度，减少振动，更好地保证高负荷作业，运行更平稳。

技术领域

本发明涉及柱塞泵技术领域，具体涉及一种整体式动力端结构的五缸柱塞泵。

背景技术

随着非常规油气、页岩油气的进一步开发，压裂作业对压力和排量的要求在不断提高，不仅作业压力随着水平井深度的增加在不断增大，而且单段井所需求的排量也越来越高，这就使得压裂施工规模越来越大，恶劣的作业工况也对压裂设备尤其是对柱塞泵提出了更高的要求。目前在页岩油气开发过程中，作业压力普遍达到80-90MPa甚至更高，单段作业排量也普遍在1800m³-2000m³甚至以上，柱塞泵不仅要能够满足高压力、大排量的持续作业，还要保证连续高负荷作业下的质量稳定性，减少停泵时间和检修时间。目前市场上应用最广的压裂车是2500型压裂车，配备2800hp柱塞泵，其他常用的压裂泵型有2500hp泵、3300hp泵、4000hp泵等，以2800hp泵为例，因功率限制，在高压力作业时的单泵排量较低，一个单段排量需求在14-16m³/min的页岩气井场，共需要接近20台的压裂车同时作业才能满足压裂作业总排量的要求，这就会占用很大的井场面积，增大了狭小的油气田井场设备布置的困难，此外，常规柱塞泵在面临越来越恶劣的作业工况，长时间处于高负荷作业，出现问题的频率也不断增大，增加了维护和检修的成本。近几年电驱压裂作业兴起，采用电机驱动也解决了柴油发动机功率受限的问题，更适合驱动大功率柱塞泵。

而随着柱塞泵功率的提升，对柱塞泵本身的运行稳定性也提出了更高的要求，尤其是柱塞泵的动力端结构的强度，支撑稳定性等要求更高。

发明内容

本发明的目的克服现有技术的不足，提供一种整体式动力端结构的五缸柱塞泵，对五缸柱塞泵动力端总成中的曲轴箱体和十字头箱体采用整体焊接结构，使得动力端总成的结构强度更高，支撑稳定性更好，可减少整泵振动。缸间距为13-14英寸，为五缸柱塞泵大功率的输出提供保障，具体的五缸柱塞泵的功率可以达到7000hp，大功率五缸柱塞泵可有效解决页岩气压裂井场面积狭小与所需压裂设备较多的问题，可减少设备的使用，便于井场布置。11英寸的长冲程设计可更好地实现大排量的作业需求，提高作业效率。对曲轴箱体、十字头箱体和液力端总成的多点支撑设计，可以提高五缸柱塞泵的支撑强度，减少振动，更好地保证高负荷作业，运行更平稳。五缸柱塞泵采用行星级减速箱和平行级减速箱的二级减速有利于获得大的减速比，增大减速比可以降低输入扭矩，提高减速箱的使用寿命，更好地匹配发动机和电机选型；增大减速比还可以有效降低五缸柱塞泵的冲次，延长各零部件的使用寿命。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种整体式动力端结构的五缸柱塞泵，包括动力端总成，液力端总成和减速箱总成，所述动力端总成的一端与液力端总成连接，所述动力端总成另一端与减速箱总成连接，所述动力端总成包括曲轴箱体，十字头箱体和间隔架，所述曲轴箱体和十字头箱体采用整体焊接构成动力端壳体，动力端壳体与间隔架连接，所述动力端壳体包括立板，轴承座，前端板，后盖板，底板，支撑板和上盖板，所述立板的数量为6个，轴承座的数量为6个，一个立板对应连接一个轴承座，6个立板平行设置构成一个动力端腔体，在所述动力端腔体的底部安装底板，在所述动力端腔体的顶部安装上盖板，在所述动力端腔体的前端安装前端板，在所述动力端腔体的后端安装后盖板，在相邻两个平行设置的立板之间设支撑板。

进一步地，所述曲轴箱体的底部设曲轴支撑体，所述曲轴支撑体用于支承曲轴箱体。