[发明专利]往复式泵组件

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于井维修应用的泵组件，并且特别是涉及这样一种泵组件，所述泵组件具有背靠背安装在平台上、用于从井点(well-site)运输或运输至井点的两个泵。

背景技术

在传统的井的钻采和完成中，水泥被泵进井筒外壳和地下表面之间的环带中。一旦水泥被充分地设置，水泥可支撑并保护外壳免受外部腐蚀和压力变化的影响。

往复或正移位的泵典型地用于水泥灌浆和井筒处理，并且具有三或五个往复元件。往复式泵包括电力端和流体端区段。泵的电力端包括具有安装在其中的曲轴的壳体。连杆连接至曲轴。连杆包括曲轴端和十字头端。连杆的十字头端位于气缸中并且连接至十字头以往复地将活塞驱动进流体端区段。

活塞典型地延伸通过电力端区段的壁并且进入流体端区段的歧管的壁中。包含在流体端区段中的流体密封件环绕活塞以防止或限制进入电力端壳体中的流体泄漏。包含在电力端区段中的电力端密封件在活塞的相反端处或靠近相反端处环绕活塞以防止或限制流体污染到电力端区段中。

往复式泵可被安装在背靠背构造中的拖车或滑木上。当泵被构造为背靠背构造时的总宽度不能超过道路的要求。例如，对于在美国的道路上行进，泵不能侧向延伸超过拖车，在背靠背构造中是长于102英寸。因此，为了满足这些宽度需求，泵已经被设计为具有减小的尺寸(例如，泵被缩短、安装更靠近彼此，设计为具有更短的冲程长度等)，这通常会导致对电力端密封件的损坏和电力端壳体的污染。例如，由于泵的缩短的长度，流体支撑剂通常沿着活塞从流体端壳体传播并接触电力端密封件，从而损坏电力端密封件并且最终污染电力端壳体。此外，这些活塞和相关联的安装部件受到疲劳失效和/或高的弯曲力矩，其降低了该泵组件的可靠性。因此，需要这样一种泵的设计，其可在与道路要求相符合的拖车或滑木类型的构造上被安装为背靠背的构造，而同时防止和/或基本上消除对电力端密封件、活塞和相关联的安装部件的损坏。

发明内容

在第一方面中，提供了一种往复式泵组件，其具有电力端壳体和流体端壳体和至少一部分在电力端中的气缸。活塞组件在所述泵组件的电力端壳体和流体端壳体之间往复运动，所述活塞组件具有十字头、限制为在所述电力端中运动的第一区段、和能够在流体端壳体中移动的第二区段。所述泵组件还包括设置在所述气缸中的密封壳体，所述密封壳体具有邻近所述气缸的入口的近端、和设置在所述气缸中的远端。电力端密封件靠近所述远端固定到密封壳体，并且流体端密封件设置在流体端壳体中。电力端密封件密封地接合所述第一区段的外表面，并且所述流体端密封件密封地接合所述第二区段的外表面，使得在所述活塞组件的往复运动期间，避免流体端支撑剂污染所述第一区段的外表面并且从而避免污染所述电力端密封件。

在一些实施例中，泵组件包括曲轴，其可旋转地安装在壳体中用于往复地移动活塞组件。

在其他实施例中，泵组件还包括连杆，其具有连接到曲轴的曲轴端、和通过曲柄销连接到十字头的连杆端。

在另一实施例中，泵组件还包括形成在所述第一和第二区段之间的间隙，以避免流体端支撑剂污染第一区段的外表面并且从而污染电力端密封件。

在又一实施例中，所述第一区段包括与所述第二区段的外径尺寸相同的外径。

在另一实施例中，所述第一区段包括与第二区段外径不同尺寸的外径。

在又一实施例中，泵组件还包括固持件，其构造为将所述第一区段和第二区段固定到所述十字头。

在一些其他实施例中，所述固持件被拉紧，使得所述第二区段将所述第一区段抵靠所述十字头挤压。

在又一实施例中，所述十字头包括凹陷部分以接收所述第一区段的至少一部分于其中。

在第二方面中，提供了一种往复式泵组件，其具有电力端壳体和流体端壳体和至少一部分在电力端壳体中的气缸。活塞组件，在所述泵组件的电力端壳体和流体端壳体之间往复运动，所述活塞组件具有十字头、限制为在所述电力端中运动的第一区段、和能够在流体端壳体中移动的第二区段。该组件还包括固持件，其从所述十字头延伸，通过所述第一区段，并且至少部分地通过所述第二区段，所述固持件将所述第一区段和第二区段抵靠所述十字头挤压以牢固地将所述第二区段和所述第一区段紧固到所述十字头。

在一些实施例中，十字头包括凹陷部分，并且所述第一区段至少部分地设置在所述凹陷部分中。

在一些其他实施例中，所述十字头包括凸台(boss)，并且所述第一区段包括沉孔(counter bore)，该沉孔的尺寸设计为覆盖该凸台以形成增加长度的密封表面。