[发明专利]一种液压驱动的压裂泵

说明书

本发明公开了一种液压驱动的压裂泵，设置有进油口P、回油口T、进液口V和高压出油口H，包括增压缸和先导式液控换向阀，增压缸包括低压缸、低压活塞、左高压柱塞、右高压柱塞、左高压缸和右高压缸；在低压活塞左移到其将第一通流槽完全遮盖位置时，触发先导式液控换向阀换向，且低压活塞通过密闭的左活塞腔进行制动；在低压活塞右移到其将第二通流槽完全遮盖位置时，触发先导式液控换向阀换向，且低压活塞通过密闭的右活塞腔进行制动；该压裂泵不仅结构简单，而且无需电控控制，且噪音很低。

技术领域

本发明涉及油气压裂技术领域，特别涉及一种液压驱动的压裂泵。

背景技术

压裂施工作业是改造油气藏的重要手段之一，对于低渗透油气井，一般需要借助压裂作业才能达到稳产和增产的目的。压裂泵是压裂车的工作主机，是实现压裂工艺意图最直接的执行设备，主要由动力端总成和液力端总成等部件组成。

现有技术中，作为输送机构的压裂泵一般采用曲轴式柱塞泵，图4为这种曲轴式柱塞泵的结构示意图，如图4所示，该曲轴式柱塞泵1'包括曲轴11'、多个连杆12'和多个柱塞13'等，曲轴11'的两端设置有动力输入齿轮，多个柱塞13'布置在曲轴11'的一侧，多个柱塞13'的一端可分别在液力端(图中示出但未标出)中来回移动，多个连杆12'设置在多个柱塞13'的另一端与曲轴11'之间，这样当曲轴11'转动时，将带动连杆12'作曲柄连杆运动，连杆12'进而驱动柱塞13'作往复运动(类似于发动机曲轴与活塞的运动)，从而实现通过液力端将工作介质(压裂液)吸入并连续高压输出，以进行压裂作业。

上述曲轴式柱塞泵中，冲程较短(如五缸式柱塞泵冲程约为200mm)，换向次数多，柱塞动作频繁，易损件的寿命短，例如，液力端的阀座、阀和阀胶皮等的使用寿命只有几十小时；另外，这种曲轴式柱塞泵的输出压力、流量的覆盖范围较窄，若要提高覆盖范围，需更换不同缸径的液力端；另外，柱塞在频繁快速换向时，压裂液尚未充分吸入即排出，造成吸入效率不高，导致工作效率偏低；另外，压裂泵内集成安装有曲轴、动力输入齿轮、连杆、液力端的箱体及座体等，结构复杂，制造成本高，拆装维护不便；另外，动力输入齿轮作高速重载旋转，对润滑和冷却的要求高，需要布置结构复杂的润滑系统及对应的冷却系统。

因此，如何针对现有的上述不足和缺陷进行改进，以便更加适应油气开发需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术上的缺陷，提供一种有效增大冲程、减少冲次，提高易损件的使用寿命，有效增大输出压力、流量的覆盖范围，有效提高吸入效率，有效降低结构复杂性、节约成本，以及有效降低润滑和冷却的要求，可以无需电控控制，噪音低的液压驱动的压裂泵。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供了一种液压驱动的压裂泵，设置有进油口P、回油口T、进液口V和高压出液口H，其特征在于，包括增压缸和先导式液控换向阀；

所述增压缸包括低压缸、低压活塞、左高压柱塞、右高压柱塞、左高压缸和右高压缸，所述低压活塞滑动设置在低压缸内并在其左右两端分别形成有左活塞腔和右活塞腔，其左右两端分别与滑动设置在左高压缸内的左高压柱塞和右高压缸内的右高压柱塞相连；在低压活塞左移到其将第一通流槽完全遮盖位置时，低压活塞通过密闭的左活塞腔进行制动；低压缸的左右两端还设有第一通流槽和第二通流槽，在低压活塞右移到其将第二通流槽完全遮盖位置时，低压活塞通过密闭的右活塞腔进行制动；

所述先导式液控换向阀设置有进油流道、回油流道、第一工作油口A和第二工作油口B，所述进油流道和进油口P相连通，所述回油流道和所述回油口T相连通；所述第一工作油口A分成两路，一路通过第一通流槽与左活塞腔相连通，另一路通过第一连通单向阀经左高压缸的右端面与左活塞腔相连通；所述第二工作油口B分成两路，一路通过第二通流槽与右活塞腔相连通，另一路通过第二连通单向阀经右高压缸的左端面后与右活塞腔相连通；