本發(fā)明專利技術涉及一種泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)及用于泵頭體的自增強裝置，屬泵頭體自增強技術領域。高壓泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)包括端蓋、高壓泵頭體、高壓泵頭體內(nèi)呈十字狀設置的排出孔、吸入孔、通孔和柱塞孔。高壓泵頭體的柱塞孔內(nèi)螺紋安裝有端蓋。自增強裝置由低壓單元和高壓單元構(gòu)成，低壓單元通過超高壓增壓器與高壓單元的供水管連通。泵頭體在自增強時，自增強裝置通過調(diào)節(jié)低壓單元可實現(xiàn)泵頭體自增強加壓過程中的加載和保壓。解決了現(xiàn)有泵頭體自增強裝置不能滿足泵頭體在自增強過程中精確調(diào)節(jié)壓力、實現(xiàn)逐級加載、保壓和逐步卸載功能要求的問題。使高壓泵頭體達到預定彈塑性變形的效果。達到提高高壓泵頭體疲勞強度的目的。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)及用于泵頭體的自增強裝置，屬泵頭體自增強
技術介紹
壓裂泵泵頭體的自增強技術是隨著壓裂工藝的發(fā)展逐步發(fā)展起來的新技術，在泵頭體自增強的過程中，通常在泵頭體內(nèi)部通入500MPa左右的高壓液體，使泵頭體內(nèi)層材料在超高壓液體的作用下發(fā)生塑性變形，而外層材料仍處于彈性變形階段，在內(nèi)部高壓卸除后，外層材料壓縮內(nèi)層材料產(chǎn)生殘余應力。由于這個殘余應力的存在，使泵頭體在工作時的最大應力得到降低，整體應力分布更加均勻，特別是能改善泵頭體中相貫線處的應力集中狀況，從而有效地提高泵頭體的疲勞壽命。但在實際操作過程中，泵頭體的自增強處理常采用液壓自增強的方法，即把泵頭體內(nèi)部呈十字狀設置的四個通孔一螺紋孔、錐孔、錐孔和錐孔堵塞密封后，在內(nèi)部通入高壓液體。由于現(xiàn)有泵頭體通孔的結(jié)構(gòu)原因，泵頭體自增強的過程中時常發(fā)生高壓液體泄漏的情況，致使泵頭體自增強達不到最佳效果。在另一方面，目前的泵頭體自增強裝置雖能達到500MPa的壓力，但是不能滿足泵頭體在自增強過程中精確調(diào)節(jié)壓力、實現(xiàn)逐級多步加載、保壓和逐步卸載的功能要求。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于:提供一種能安全、有效解決泵頭體自增強過程中高壓密封問題，并能直接滿足泵頭體在自增強過程中精確調(diào)節(jié)壓力，并實現(xiàn)逐級多步加載、保壓和逐步卸載功能要求的高壓泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)及用于該泵頭體的自增強裝置。本專利技術是通過如下的技術方案來解決上述問題的: 一種高壓泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)，包括端蓋、高壓泵頭體、高壓泵頭體內(nèi)呈十字狀設置的排出孔、吸入孔、通孔和柱塞孔，其特征在于:高壓泵頭體的柱塞孔內(nèi)螺紋安裝有端蓋，端蓋的錐形內(nèi)孔中安裝有錐形壓蓋；所述的高壓泵頭體的排出孔、吸入孔和通孔分別為錐形孔，排出孔、吸入孔和通孔內(nèi)通過固定板和螺釘分別安裝有錐形塊，所述的錐形壓蓋和錐形塊上分別設置有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈，所述的錐形壓蓋上設置有高壓液體進入孔。用于上述高壓泵頭體的自增強裝置，它由低壓單元和高壓單元構(gòu)成，其特征在于:低壓單元由油箱、油箱開關、油泵、過濾器A、單向閥、三位四通電磁閥、調(diào)速閥A、調(diào)速閥B、壓力表A、壓力表B、超高壓增壓器、溢流閥A、冷卻器和油溫表構(gòu)成，油箱上安裝有供油管和回油管，油箱由供油管和回油管通過三位四通電磁閥與超高壓增壓器連接，三位四通電磁閥與超高壓增壓器之間的供油管和回油管上分別安裝有調(diào)速閥A、壓力表A和調(diào)速閥B、壓力表B ;油箱與三位四通電磁閥之間的供油管和回油管上分別依次安裝有油箱開關、油泵、過濾器A、單向閥和冷卻器、油溫表；油箱與三位四通電磁閥之間的供油管和回油管之間通過溢流閥A連通。高壓單元由水箱、水箱開關、水泵、過濾器B、高壓壓力表、安全閥、泵頭體安裝座、可控泄壓閥、二位五通電磁閥、溢流閥B、減壓閥構(gòu)成，水箱上裝有供水管，水箱通過供水管與泵頭體安裝座連通；供水管上依次安裝有水箱開關、水泵、過濾器B、高壓壓力表和安全閥；高壓壓力表一側(cè)的供水管上裝有回水管，回水管與水箱連通，所述的回水管上依次安裝有可控泄壓閥和減壓閥，可控泄壓閥上裝有二位五通電磁閥，減壓閥與水箱之間的回水管上裝有與供水管連接的連通管，連通管上裝有溢流閥B。低壓單元通過超高壓增壓器與高壓單元的供水管連通。本專利技術的有益效果在于: 該高壓泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)設計新穎，結(jié)構(gòu)簡單，通過錐形壓蓋和錐形塊分別與端蓋和排出孔、吸入孔、通孔的配合，使其在通入高壓液體后形成自緊密封，有效解決了現(xiàn)有泵頭體由于通孔的結(jié)構(gòu)原因，泵頭體自增強的過程中時常發(fā)生高壓液體泄漏的情況，致使泵頭體自增強達不到最佳效果的問題，同時通過錐形壓蓋和錐形塊上的密封圈，能防止錐面間微小間隙的泄漏，以保證泵頭體在高壓下密封的穩(wěn)定性。該高壓泵頭體在自增強時，通過超高壓增壓器的低壓端供應壓力油，供水管路提供的低壓水經(jīng)增壓器增壓后，產(chǎn)生的超高壓水通過高壓供水管道進入泵頭體。然后通過自增強裝置的調(diào)速閥和三位四通電磁閥實現(xiàn)泵頭體自增強加壓過程中的加載和保壓的過程；在自增強卸載的過程中，通過調(diào)節(jié)調(diào)速閥、可控泄壓閥和二位五通電磁閥，實現(xiàn)泵頭體的逐步泄壓過程。該自增強裝置的工作過程，是以高壓泵頭體的彈性極限內(nèi)壓Ptl為初始自增強壓力，然后按照此壓力Ρο.5%的增幅逐步增加，直到加載到最大自增強壓力ΡΜΧ，在卸載的過程中，按照最大自增強壓力Pmax的10%，既Pm*5%的載荷幅逐步卸載，直至卸載到O。有效解決了現(xiàn)有泵頭體自增強裝置不能滿足泵頭體在自增強過程中精確調(diào)節(jié)壓力、實現(xiàn)逐級多步加載、保壓和逐步卸載功能要求的問題。附圖說明圖1為本專利技術的高壓泵頭體的結(jié)構(gòu)示意 圖2為圖1A處的放大結(jié)構(gòu)示意 圖3為本專利技術的自增強裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1、高壓泵頭體，2、端蓋，3、排出孔，4、吸入孔，5、通孔，6、柱塞孔，7、錐形壓蓋，8、高壓液體進入孔，9、固定板，10、螺釘，11、錐形塊，12、密封圈，13、低壓單元，14、高壓單元，15、油箱，16、油箱開關，17、油泵，18、過濾器A，19、單向閥，20、三位四通電磁閥，21、調(diào)速閥A，22、調(diào)速閥B，23、壓力表A，24、壓力表B，25、超高壓增壓器，26、溢流閥A，27、冷卻器，28、油溫表，29、供油管，30、回油管，31、水箱，32、水箱開關，33、水泵，34、過濾器B，35、高壓壓力表，36、安全閥，37、泵頭體安裝座，38、可控泄壓閥，39、二位五通電磁閥，40、溢流閥B，41、減壓閥,42、供水管,43、回水管,44、連通管。具體實施例方式該高壓泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)包括端蓋2、高壓泵頭體1、高壓泵頭體I內(nèi)呈十字狀設置的排出孔3、吸入孔4、通孔5和柱塞孔6。高壓泵頭體I的柱塞孔6內(nèi)螺紋安裝有端蓋2，端蓋2的錐形內(nèi)孔中安裝有錐形壓蓋7。錐形壓蓋7上設置有高壓液體進入孔8。高壓泵頭體I的排出孔3、吸入孔4和通孔5分別為錐形孔。排出孔3、吸入孔4和通孔5內(nèi)通過固定板9和螺釘10分別安裝有錐形塊11。錐形壓蓋7和錐形塊11的圓周上分別設置有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈12。高壓泵頭體I進行粗加工的同時，首先把高壓泵頭體I的內(nèi)部交叉孔(相貫線)處加工好，在自增強完成后，不再對相貫線處進行二次加工，使相貫線處的有用殘余應力不因加工而消減。同時在排出孔3、吸入孔4和通孔5加工出大口朝著內(nèi)部的錐形，在柱塞孔6上加工出螺紋，再將端蓋2螺紋安裝在柱塞孔6上，同時將錐形塊11通過固定板9和螺釘10分別安裝在排出孔3、吸入孔4和通孔5上即可。高壓泵頭體I在自增強時，高壓泵頭體I通過泵頭體安裝座37安裝在自增強裝置上。自增強裝置由低壓單元13和高壓單元14構(gòu)成。低壓單元13由油箱15、油箱開關16、油泵17、過濾器A18、單向閥19、三位四通電磁閥20、調(diào)速閥A21、調(diào)速閥B22、壓力表A23、壓力表B24、超高壓增壓器25、溢流閥A26、冷卻器27和油溫表28構(gòu)成，油箱15上安裝有供油管29和回油管30，油箱15由供油管29和回油管30通過三位四通電磁閥20與超高壓增壓器25連接。三位四通電磁閥20與超高壓增壓器25之間的供油管29和回油管30上分別安裝有調(diào)速閥A21、壓力表A23和調(diào)速閥B22、壓力表B24。油箱15與三位四通電磁閥20之間的供油管29和回油管30上分別本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種高壓泵頭體的自增強密封結(jié)構(gòu)，包括端蓋（2）、高壓泵頭體（1）、高壓泵頭體（1）內(nèi)呈十字狀設置的排出孔（3）、吸入孔（4）、通孔（5）和柱塞孔（6），其特征在于：高壓泵頭體（1）的柱塞孔（6）內(nèi)螺紋安裝有端蓋（2），端蓋（2）的錐形內(nèi)孔中安裝有錐形壓蓋（7）；所述的高壓泵頭體（1）的排出孔（3）、吸入孔（4）和通孔（5）分別為錐形孔，排出孔（3）、吸入孔（4）和通孔（5）內(nèi)通過固定板（9）和螺釘（10）分別安裝有錐形塊（11），所述的錐形壓蓋（7）和錐形塊（11）上分別設置有密封槽，密封槽內(nèi)安裝有密封圈（12）；所述的錐形壓蓋（7）上設置有高壓液體進入孔（8）。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：周思柱，嚴奉林，李寧，李美求，
申請(專利權)人：長江大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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