CN214247600U - 一种大功率电驱柱塞泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于油气田增产以及页岩气、页岩油和煤层气等非常规油气资源开采压裂核心技术领域，具体涉及一种大功率电驱柱塞泵，包括动力端总成和液力端总成，动力端总成包括机架、曲轴总成、十字头总成和介杆，还包括变频电机和齿轮传动副，齿轮传动副包括两个小齿轮和两个大齿轮，变频电机固定在机架上端，且两个小齿轮固定于变频电机两端，两个大齿轮固定于机架两侧，变频电机、小齿轮和大齿轮依次传动连接，两个大齿轮与曲轴总成两端固定连接，机架为整体焊接式结构，本实用新型结构紧凑，占地面积小空间使用率高，适用于“小井场大作业”，并且结构简单稳定，减少大功率电驱柱塞泵振动，提高大功率电驱柱塞泵运行的稳定性。

Description

一种大功率电驱柱塞泵

技术领域

本实用新型属于油气田增产以及页岩气、页岩油和煤层气等非常规油气资源开采压裂核心技术领域，具体涉及一种大功率电驱柱塞泵。

背景技术

在井场压裂作业时，一口井压裂的总压力和总排量是一定的，当单台压裂设备的功率排量越小，为满足总压力和总排量的需求，需要的压裂设备数量就越多。目前要求油气开采的井场占地面积越来越小，尤其在川渝地区要求更为严格。减少压裂设备的数量是有效手段之一，实际的井场路况也多山路，崎岖化较为严重，尤其在陕北地区。压裂设备的数量越多，需要的井场布局时间越长，耗时耗力。所以单台压裂设备的功率排量小与井场占地面积和井场路况之间的矛盾越来越严重，“小井场大作业”已经迫在眉睫。往复式柱塞泵是压裂作业过程中核心设备，它包括动力端总成和液力端总成，其中动力端总成包括机架、曲轴总成、十字头总成和介杆，曲轴总成和十字头总成设在机架内部，曲轴总成、十字头总成和介杆依次连接，介杆与液力端总成固定连接，大功率、高压、长冲程柱塞泵已经成为油气开采行业的发展趋势，由于大功率、高压，大功率电驱柱塞泵整体在工作时会出现振动，如何在提高功率的同时缩小设备的占地面积、提升空间使用率，并减少大功率电驱柱塞泵振动，提高大功率电驱柱塞泵运行的稳定性成为了待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是：旨在提供一种大功率电驱柱塞泵，结构紧凑，占地面积小空间使用率高，适用于“小井场大作业”，并且结构简单稳定，减少大功率电驱柱塞泵振动，提高大功率电驱柱塞泵运行的稳定性。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种大功率电驱柱塞泵，包括动力端总成和液力端总成，动力端总成包括机架、曲轴总成、十字头总成和介杆，还包括变频电机和齿轮传动副，齿轮传动副包括两个小齿轮和两个大齿轮，变频电机固定在机架上端，且两个小齿轮固定于变频电机两端，两个大齿轮固定于机架两侧，变频电机、小齿轮和大齿轮依次传动连接，两个大齿轮与曲轴总成两端固定连接，机架为整体焊接式结构。

采用本实用新型技术方案，使用变频电机相对于柴油机更加节能环保，并且由于变频电机通过调频可以无极变速，电控更加自动化智能化，方便灵活操作；变频电机的输出轴伸出变频电机的两端，两个小齿轮分别与输出轴的两端固定连接，在通过小齿轮与对应的大齿轮啮合，使得变频电机的动力传递至与大齿轮连接的曲轴总成，使得曲轴总成转动依次带动连杆部件、十字头总成、介杆工作，使介杆最终往复运动，而介杆另一端带动液力端总成工作，由于小齿轮对称位于变频电机两侧，而变频电机的输出轴同步输出，使得整个曲轴总成的受力更加均匀，减小曲轴总成由于同步性问题带来的扭矩，减少变形，延长零件的使用寿命，也减少设备的振动，提升稳定性；而机架为整体焊接式结构，使得动力端总成的结构强度更高，支撑稳定性更好，可有效减少机架承载变形；同时变频电机和小齿轮设于在机架上端，小齿轮和大齿轮在竖直平面啮合，结构紧凑，减少设备占地面积，适用于“小井场大作业”，并且设备整体结构相对对称，美观大方；本实用新型结构紧凑，占地面积小空间使用率高，适用于“小井场大作业”，并且结构简单稳定，减少大功率电驱柱塞泵振动，提高大功率电驱柱塞泵运行的稳定性。

进一步限定，变频电机的输出轴与小齿轮之间锥面连接。这样的结构，当过载时通过相互滑动以免机械性损伤。

进一步限定，两个小齿轮分别为左旋齿轮和右旋齿轮。这样的结构，使得传动更加平稳，增加大功率电驱柱塞泵运行的稳定性。

进一步限定，机架包括与变频电机相匹配的固定支架、与曲轴总成相匹配的曲轴箱体和与十字头总成相匹配的十字头箱体。这样的结构，结构合理，便于装配固定。

进一步限定，机架下侧设有橇座。这样的结构，增加设备与地面的接触面，使得结构更加稳定，便于设备运输和野外作业。

进一步限定，机架两侧对称设有护罩。这样的结构，不仅对小齿轮、大齿轮进行保护，而且，便于在护罩中添加润滑液，通过润滑油润滑小齿轮、大齿轮，减少摩擦力，同时降低大小齿轮由于转动产生的热量，保护小齿轮、大齿轮。

进一步限定，橇座设有与大齿轮和护罩相匹配的缺口，护罩与橇座底部固定连接。这样的结构，降低设备整体高度，增加设备稳定性。

进一步限定，变频电机侧面设有散热风机。这样的结构，便于对变频电机进行散热。

进一步限定，曲轴总成包括、滑动轴承和连杆部件，曲轴和大齿轮为整体式结构。这样的结构，结构合理，多个曲轴配合实现高压。

进一步限定，曲轴包括若干连杆轴径和若干主轴径，滑动轴承套接在主轴径上。这样的结构，结构合理，减少摩擦。

附图说明

本实用新型可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；

图1为本实用新型一种大功率电驱柱塞泵实施例的结构示意图；

图2为本实用新型一种大功率电驱柱塞泵实施例的局部剖面结构示意图一；

图3为本实用新型一种大功率电驱柱塞泵实施例的局部剖面结构示意图二；

图4为本实用新型一种大功率电驱柱塞泵实施例的机架的结构示意图；

图5为本实用新型一种大功率电驱柱塞泵实施例的曲轴的结构示意图；

主要元件符号说明如下：

机架11、固定支架111、曲轴箱体112、十字头箱体113、橇座114、缺口1141、曲轴总成12、曲轴121、连杆轴径1211、主轴径1212、滑动轴承122、连杆部件13、十字头总成14、介杆15、护罩16、液力端总成2、变频电机3、散热风机31、齿轮传动副4、小齿轮41、大齿轮42。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型技术方案进一步说明。

如图1-5所示，本实用新型的一种大功率电驱柱塞泵，包括动力端总成和液力端总成2，动力端总成包括机架11、曲轴总成12、十字头总成14和介杆15，还包括变频电机3和齿轮传动副4，齿轮传动副4包括两个小齿轮41和两个大齿轮42，变频电机3固定在机架11上端，且两个小齿轮41固定于变频电机3两端，两个大齿轮42固定于机架11两侧，变频电机3、小齿轮41和大齿轮42依次传动连接，两个大齿轮42与曲轴总成12两端固定连接，机架11为整体焊接式结构。

采用本实用新型技术方案，使用变频电机3相对于柴油机更加节能环保，并且由于变频电机3通过调频可以无极变速，电控更加自动化智能化，方便灵活操作；变频电机3的输出轴伸出变频电机3的两端，两个小齿轮41分别与输出轴的两端固定连接，在通过小齿轮与对应的大齿轮42啮合，使得变频电机3的动力传递至与大齿轮连接的曲轴总成12，使得曲轴总成12转动依次带动连杆部件13、十字头总成14、介杆15工作，使介杆15最终往复运动，而介杆15另一端带动液力端总成工作，由于小齿轮41对称位于变频电机3两侧，而变频电机3的输出轴同步输出，使得整个曲轴总成12的受力更加均匀，减小曲轴总成12由于同步性问题带来的扭矩，减少变形，延长零件的使用寿命，也减少设备的振动，提升稳定性；而机架11为整体焊接式结构，使得动力端总成的结构强度更高，支撑稳定性更好，可有效减少机架11承载变形；同时变频电机3和小齿轮41设于在机架11上端，小齿轮41和大齿轮42在竖直平面啮合，结构紧凑，减少设备占地面积，适用于“小井场大作业”，并且设备整体结构相对对称，美观大方；本实用新型结构紧凑，占地面积小空间使用率高，适用于“小井场大作业”，并且结构简单稳定，减少大功率电驱柱塞泵振动，提高大功率电驱柱塞泵运行的稳定性。

优选，变频电机3的输出轴与小齿轮41之间锥面连接。这样的结构，当过载时通过相互滑动以免机械性损伤。实际上，也可以根据具体情况考虑使用其他结构当过载时避免机械性损伤。

优选，两个小齿轮41分别为左旋齿轮和右旋齿轮。这样的结构，使得传动更加平稳，增加大功率电驱柱塞泵运行的稳定性。实际上，也可以根据具体情况考虑使用其他结构形状的齿轮提升设备的稳定性。

优选，机架11包括与变频电机3相匹配的固定支架111、与曲轴总成12相匹配的曲轴箱体112和与十字头总成14相匹配的十字头箱体113。这样的结构，结构合理，便于装配固定。

优选，机架11下侧设有橇座114。这样的结构，增加设备与地面的接触面，使得结构更加稳定，便于设备运输和野外作业。实际上，也可以根据具体情况考虑使用其他结构增加设备与地面的接触面，使得结构更加稳定。

优选，机架11两侧对称设有护罩16。这样的结构，不仅对小齿轮41、大齿轮42进行保护，而且，便于在护罩16中添加润滑液，通过润滑油润滑小齿轮41、大齿轮42，减少摩擦力，同时降低大小齿轮由于转动产生的热量，保护小齿轮41、大齿轮42。实际上，也可以根据具体情况考虑使用其他保护结构，对小齿轮41、大齿轮42进行保护。

优选，橇座114设有与大齿轮42和护罩16相匹配的缺口1141，护罩16与橇座114底部固定连接。这样的结构，降低设备整体高度，增加设备稳定性。实际上，也可以根据具体情况考虑使用其他形状结构，降低设备整体高度，提升设备的稳定性。

优选，变频电机3侧面设有散热风机31。这样的结构，便于对变频电机3进行散热。实际上，也可以根据具体情况考虑使用其他结构对变频电机3进行散热。

优选，曲轴总成12包括、滑动轴承122和连杆部件13，曲轴121和大齿轮42为整体式结构。这样的结构，结构合理，多个曲轴121配合实现高压。

优选，曲轴121包括若干连杆轴径1211和若干主轴径1212，滑动轴承122套接在主轴径1212上。这样的结构，结构合理，减少摩擦。

上述实施例仅示例性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型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，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种大功率电驱柱塞泵，包括动力端总成和液力端总成(2)，所述动力端总成包括机架(11)、曲轴总成(12)、十字头总成(14)和介杆(15)，其特征在于：还包括变频电机(3)和齿轮传动副(4)，所述齿轮传动副(4)包括两个小齿轮(41)和两个大齿轮(42)，所述变频电机(3)固定在机架(11)上端，且两个所述小齿轮(41)固定于变频电机(3)两端，两个所述大齿轮(42)固定于机架(11)两侧，所述变频电机(3)、小齿轮(41)和大齿轮(42)依次传动连接，两个所述大齿轮(42)与曲轴总成(12)两端固定连接，所述机架(11)为整体焊接式结构。

2.根据权利要求1所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述变频电机(3)的输出轴与小齿轮(41)之间锥面连接。

3.根据权利要求1所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：两个所述小齿轮(41)分别为左旋齿轮和右旋齿轮。

4.根据权利要求1所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述机架(11)包括与变频电机(3)相匹配的固定支架(111)、与曲轴总成(12)相匹配的曲轴箱体(112)和与十字头总成(14)相匹配的十字头箱体(113)。

5.根据权利要求1所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述机架(11)下侧设有橇座(114)。

6.根据权利要求5所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述机架(11)两侧对称设有护罩(16)。

7.根据权利要求6所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述橇座(114)设有与大齿轮(42)和护罩(16)相匹配的缺口(1141)，所述护罩(16)与橇座(114)底部固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述变频电机(3)侧面设有散热风机(31)。

9.根据权利要求1所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述曲轴总成(12)包括曲轴(121)、滑动轴承(122)和连杆部件(13)，所述曲轴(121)和大齿轮(42)为整体式结构。

10.根据权利要求9所述的一种大功率电驱柱塞泵，其特征在于：所述曲轴(121)包括若干连杆轴径(1211)和若干主轴径(1212)，所述滑动轴承(122)套接在主轴径(1212)上。

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