[发明专利]往复泵及由此的闭合件

说明书

一种用于往复泵的流体端的闭合件，其使用闭合件板或组件，所述闭合件板或组件被固定在形成于流体端本体中的槽中，使得在本体中不必形成保持螺纹。

相关案件

本申请要求于2017年5月24日提交的美国临时专利申请序列号62/510,470的权益，并通过引用将所述临时申请并入本文件中，如同此时被完全陈述一样。

发明领域

本发明涉及高压往复泵并涉及用在这种泵中的流体端闭合件。

发明背景

高压往复泵通常被用于高压油田应用，诸如，例如，水力压裂。当这种泵被用于水力压裂时，往复柱塞导致压裂流体流入并流出形成在泵的“流体端”本体中的流体室。在柱塞移动远离流体室时，压裂流体通过入口阀被抽到流体室中。然后，当柱塞改变方向并朝向流体室移动时，压裂流体通过出口阀从泵中被排出。

在图1A和图1B中阐示了在此以前本领域所使用的类型的高压往复泵组件10。泵组件10能够被安装在固定的位置中，或者能够被装配在拖车或滑轨上，用于在陆地或海上从一个场地移动到另一个场地。泵组件10包括动力端12和流体端本体20。流体端本体20通过一组支撑棒16与动力端12耦合。

泵组件10的流体端本体20能够具有一个或多个内流体室22。对于每个内流体室22，流体端本体20包括：吸入孔26，流体通过所述吸入孔26从吸入歧管28被抽到流体室22中；吸入阀24，其在吸入孔26之内；排出通路孔32；排出阀30，其可经由排出通路孔32接近；柱塞孔（气缸）34，其与流体室22连通；柱塞36，其被可滑动地接收在柱塞孔34中，用于朝向和远离流体室22往复移动；以及通路孔38，其提供到柱塞孔34和到吸入孔26的通路。

吸入孔26从流体端本体20的第一面25向内延伸到内流体室22。排出通路孔32从流体端本体20的第二面31向内延伸到内流体室22。柱塞孔34从流体端本体20的第三面31向内延伸到内流体室22。通路孔38从流体端本体20的第四面37向内延伸到内流体室22。

泵组件10的动力端12包括驱动组件13，所述驱动组件13被包含在动力端壳体15之内。驱动组件13包括：曲轴50；大齿轮（bull gear）52，其旋转曲轴50；以及小齿轮（piniongear）54，其接合并驱动大齿轮52。发动机或马达（未示出）被连接或连结到小齿轮54，用于在操作期间直接或间接驱动小齿轮54。

在图1中所示的泵组件10中，连接棒56经由肘销60将动力端12的曲轴50机械地连接到十字头58。十字头58被装配用于在静态十字头壳体62之内往复线性移动。短棒（ponyrod）64被连接在十字头58与柱塞36之间，用于驱动柱塞36在流体端本体20的柱塞孔（气缸）34之内的往复移动。然而，将理解，柱塞36备选地能够直接与十字头58耦合，使得短棒64将被消除。

如还将由本领域人员理解的，取决于所需的流体流量，泵组件10的流体端20能够具有单个往复柱塞36，或者能够具有多个柱塞36，所述多个柱塞36在对应数量的气缸34中操作。最常用于水力压裂的往复柱塞泵是3缸（三缸）泵和5缸（五缸）泵。

如图1A中所阐示的，用在泵组件10中的每个柱塞36延伸穿过流体端本体20的柱塞孔（气缸）34，以便与对应的内流体室22交界。在柱塞36纵向移动远离室22时，流体室22内的压力降低，因此产生跨越吸入阀24的压差。位于吸入阀24与阀挡70之间的偏置构件68（例如，弹簧）维持在吸入阀24上的预定闭合力，由此维持吸入阀24处于闭合位置，直到跨越吸入阀24的压差达到足以克服由偏置构件68所生成的力的点。

当达到该点时，吸入阀24打开，以允许流体从吸入歧管28进入流体室22。然后，流体继续被抽到流体室22中，直到室22内的流体与吸入歧管28内的流体压力之间的压差减小到在其处吸入阀24（例如，经由吸入阀24的偏置机构68和/或室22之内的压力）自动返回其闭合位置的点。