CN215169933U - 低压进液管汇和压裂设备 - Google Patents
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Abstract
一种低压进液管汇和压裂设备，该低压进液管汇包括进液主管道和N个上液管道；进液主管道包括在进液主管道的延伸方向上相对设置的第一端部和第二端部；N个上液管道沿着从第一端部到第二端部的方向上依次设置；各上液管道包括在上液管道的延伸方向上相对设置的第三端部和第四端部，第三端部与进液主管道相连通，第四端部被配置为向柱塞泵提供低压液体；低压进液管汇还包括至少一个辅助蓄能器，与进液主管道相连，且与N个上液管道中的至少一个对应设置，辅助蓄能器在进液主管道的轴线上的正投影与对应的上液管道在轴线上的正投影交叠，N为大于等于2的正整数。由此，该低压进液管道可避免产生压裂吸空问题，从而可提高柱塞泵的使用寿命和性能。
Description
技术领域
本公开的实施例涉及一种低压进液管汇和一种压裂设备。
背景技术
在石油和天然气开采领域，压裂技术是利用高压的压裂液体，使油气层形成裂缝的一种方法。压裂技术通过使油气层产生裂缝，改善油气在地下的流动环境，从而可使油井产量增加，因此被广泛地应用在常规和非常规的油气开采、海上和陆地的油气资源的开发中。
压裂设备通常包括柱塞泵、低压进液管汇和高压排出管汇；低压进液管汇向柱塞泵提供低压流体，柱塞泵利用柱塞在缸体中的往复运动来对低压流体进行增压，增压后的高压流体通过高压排出管汇排出，从而可用于油气层的压裂。
实用新型内容
本公开实施例提供一种低压进液管汇和压裂设备，该低压进液管道通过在进液主管道上设置与N个上液管道中的至少一个对应的辅助蓄能器，可在进液主管道中流体的压力不足或者波动时保证对应的上液管道的供液压力的稳定，从而避免产生压裂吸空问题，从而可提高柱塞泵的使用寿命和性能。另一方面，该辅助蓄能器可在一定程度上起到防止沉砂的作用。因此，该低压进液管汇还可缓解甚至消除沉砂问题。
本公开至少一个实施例提供一种低压进液管汇，其包括：进液主管道，包括在所述进液主管道的延伸方向上相对设置的第一端部和第二端部；以及N个上液管道，沿着从所述第一端部到所述第二端部的方向上依次设置；各所述上液管道包括在所述上液管道的延伸方向上相对设置的第三端部和第四端部，所述第三端部与所述进液主管道相连通，所述第四端部被配置为向柱塞泵提供低压液体；所述低压进液管汇还包括至少一个辅助蓄能器，与所述进液主管道相连，且与所述N个上液管道中的至少一个对应设置，所述辅助蓄能器在所述进液主管道的轴线上的正投影与对应的所述上液管道在所述轴线上的正投影交叠，N为大于等于2的正整数。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述低压进液管汇包括N-1个所述辅助蓄能器，沿从所述第一端部到所述第二端部的方向依次设置；在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，第一个所述上液管道与第一个所述辅助蓄能器对应设置，第i个所述上液管道与第i个所述辅助蓄能器对应设置，第N-1个所述上液管道与第N-1个所述辅助蓄能器对应设置，i为大于1且小于N-1的正整数。
例如，本公开一实施例提供的低压进液管汇还包括：末端辅助蓄能器，与所述进液主管道相连，且与第N个所述上液管道对应设置，所述末端辅助蓄能器在所述进液主管道的轴线上的正投影与第N个所述上液管道在所述轴线上的正投影交叠。
例如，本公开一实施例提供的低压进液管汇还包括：导流斜板，位于所述第二端部，并至少部分位于所述进液主管道之内，所述导流斜板在所述进液主管道的轴线上的正投影与第N个所述上液管道在所述轴线上的正投影交叠，所述导流斜板与所述进液主管道的轴线之间的夹角小于90度，所述导流斜板靠近所述第一端部的部分与第N个所述上液管道的距离大于所述导流斜板靠近所述第二端部的部分与第N个所述上液管道的距离。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述导流斜板与所述进液主管道的轴线之间的夹角的范围在30度-60度之间。
例如，本公开一实施例提供的低压进液管汇还包括：斜堵头，位于所述第二端部，所述导流斜板位于所述斜堵头上。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力不同。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力逐渐减小。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力逐渐减小，所述末端辅助蓄能器的蓄能压力小于第N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述辅助蓄能器包括：顶板，与所述进液主管道中的流体接触，并被配置为沿一运动方向移动；以及压力施加部，位于所述顶板远离所述进液主管道的一侧，且被配置为向所述顶板施加蓄能压力。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述顶板的所述运动方向与对应的所述上液管道的延伸方向之间的夹角小于180度。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述顶板的所述运动方向与对应的所述上液管道的延伸方向之间的夹角小于150度。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述辅助蓄能器的顶板靠近所述进液主管道的表面与进液主管道的轴线的最小距离大于所述进液主管道的半径。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述辅助蓄能器的顶板靠近所述进液主管道的表面为圆弧面，并且所述圆弧面的曲率半径与所述进液主管道的内壁的曲率半径大致相等。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述辅助蓄能器的顶板靠近所述进液主管道的表面包括平面。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述低压进液管汇包括1个所述辅助蓄能器，所述辅助蓄能器从所述第二端部伸入所述低压进液管汇之中，并向所述第一端部延伸。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，第一个所述上液管道在所述进液主管道的轴线上的正投影与所述辅助蓄能器在所述轴线上的正投影交叠。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述辅助蓄能器还包括：固定管，包括中空腔体；管堵头；以及管接头，所述固定管的一端与所述进液主管道固定连接，压力施加部位于所述中空腔体之中，所述管堵头位于所述压力施加部远离所述顶板的一侧，并通过所述管接头与所述固定管相连。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述压力施加部为气囊，所述辅助蓄能器还包括进气管道，所述管堵头包括通孔，所述进气管道通过所述通孔与所述气囊相连。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述辅助蓄能器还包括压力表，被配置为检测所述气囊中的气体压力。
例如，本公开一实施例提供的低压进液管汇还包括：供液管道，与所述进液主管道的所述第一端部相连通，并被配置为向所述进液主管道提供低压流体；主蓄能器，与所述供液管道相连。
例如，本公开一实施例提供的低压进液管汇还包括：吹扫管道，位于所述进液主管道的所述第二端部，且与所述进液主管道相连通。
例如，在本公开一实施例提供的低压进液管汇中，所述进液主管道的所述第一端部的管径大于所述进液主管道的所述第二端部的管径，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，N个所述上液管道的长度逐渐减小。
本公开至少一个实施例还提供一种压裂设备，其包括：柱塞泵，包括动力端和液力端；以及上述任一项所述的低压进液管汇；所述低压进液管汇，与所述液力端相连并被配置为向所述柱塞泵提供低压流体。
例如，在本公开一实施例提供的压裂设备中，所述液力端包括N个缸体，N个所述上液管道与N个所述缸体一一对应设置，各所述上液管道被配置为向对应的所述缸体提供所述低压流体。
例如，在本公开一实施例提供的压裂设备中，N的取值为5、7或9。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。
图1为本公开一实施例提供的一种低压进液管汇的结构示意图；
图2为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图；
图3为本公开一实施例提供的一种斜堵头的结构示意图；
图4为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图；
图5为本公开一实施例提供的另一种辅助蓄能器的结构示意图；
图6为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图；
图7为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图；
图8为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图；以及
图9为本公开一实施例提供的一种压裂设备的示意图。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
随着技术的不断发展，压裂作业对压裂的流量和压力提出了更高的要求；为了降低设备投资成本、使用成本和维护保养成本，油气服务公司在减少压裂车组中压裂车的数量，并提高单个压裂车的排量和排出压力的同时，对单个压裂车的性能和使用寿命和性能提出了更高的要求。
本申请的发明人注意到，对于单个压裂车而言，柱塞泵在高压力和大排量的工作状态下面临压裂吸空和低压进液管汇沉砂的问题；压裂吸空问题会导致柱塞泵的液力端的寿命降低，而低压进液管汇沉砂问题会导致维护效率降低、维护成本增加。需要说明的是，当低压进液管汇为柱塞泵提供的低压流体的压力不足或者波动时，柱塞泵可能会吸入空气，从而导致压裂吸空问题。
对此，本公开实施例提供一种低压进液管汇和压裂设备，该低压进液管汇包括进液主管道和N个上液管道；进液主管道包括在进液主管道的延伸方向上相对设置的第一端部和第二端部；N个上液管道沿着从第一端部到第二端部的方向上依次设置；各上液管道包括在上液管道的延伸方向上相对设置的第三端部和第四端部，第三端部与进液主管道相连通，第四端部被配置为向柱塞泵提供低压液体；低压进液管汇还包括至少一个辅助蓄能器，与进液主管道相连，且与N个上液管道中的至少一个对应设置，辅助蓄能器在进液主管道的轴线上的正投影与对应的上液管道在轴线上的正投影交叠，N为大于等于2的正整数。由此，该低压进液管道通过在进液主管道上设置与N个上液管道中的至少一个对应的辅助蓄能器，可在进液主管道中流体的压力不足或者波动时保证对应的上液管道的供液压力的稳定，从而避免产生压裂吸空问题，从而可提高柱塞泵的使用寿命和性能。另一方面，该辅助蓄能器可在一定程度上起到防止沉砂的作用。因此，该低压进液管汇还可缓解甚至消除沉砂问题。
下面，结合附图对本公开实施例提供的低压进液管汇和压裂设备进行详细的说明。
本公开一实施例提供一种低压进液管汇。图1为本公开一实施例提供的一种低压进液管汇的结构示意图。如图1所示，该低压进液管汇100包括进液主管道110和N个上液管道120；进液主管道110包括在进液主管道110的延伸方向上相对设置的第一端部110A和第二端部110B；N个上液管道120沿着从第一端部110A到第二端部110B的方向上依次设置；各上液管道120包括在上液管道120的延伸方向上相对设置的第三端部120A和第四端部120B，第三端部120A与进液主管道110相连通，第四端部120B被配置为向柱塞泵200提供低压液体；低压进液管汇110还包括至少一个辅助蓄能器130，与进液主管道110相连，且与N个上液管道120中的至少一个对应设置，辅助蓄能器130在进液主管道110的轴线上的正投影与对应的上液管道120在轴线上的正投影交叠，N为大于等于2的正整数。也就是说，在进液主管道110的轴线方向上将进液主管道110划分为多段时，辅助蓄能器130与对应的上液管道120处于进液主管道110的相同段或者相邻段，从而使得辅助蓄能器130可对应地为上液管道120补充流体。
在本公开实施例提供的低压进液管汇中，进液主管道上设置有与N个上液管道中的至少一个对应的辅助蓄能器；在进液主管道中流体的压力不足或者波动时，该辅助蓄能器可保证对应的上液管道的供液压力的稳定，从而避免产生压裂吸空问题，从而可提高柱塞泵的使用寿命和性能。另一方面，在上述辅助蓄能器补充供液压力时，辅助蓄能器的压缩和扩张动作可以起到防止沉砂的作用；另外，该辅助蓄能器可保证进液主管道中的压力稳定，使得进液主管道中的流体可充分流动，也可在一定程度上起到防止沉砂的作用。因此，该低压进液管汇还可缓解甚至消除沉砂问题。
在一些示例中，如图1所示，低压进液管汇100包括N-1个辅助蓄能器130，沿从第一端部110A到第二端部110B的方向依次设置；N个上液管道120也是沿着从第一端部110A到第二端部110B的方向上依次设置。此时，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，第一个上液管道120与第一个辅助蓄能器130对应设置，第i个上液管道120与第i个辅助蓄能器130对应设置，第N-1个上液管道120与第N-1个辅助蓄能器130对应设置，i为大于1且小于N-1的正整数。也就是说，第一个上液管道120到第N-1个上液管道120与N-1个辅助蓄能器130一一对应设置。由此，在进液主管道中流体的压力不足或者波动时，N-1个辅助蓄能器可分别为第一个上液管道到第N-1个上液管道补充流体，从而保证这些上液管道的供液压力的稳定，从而可更好地避免产生压裂吸空问题。另一方面，由于N-1个辅助蓄能器沿从第一端部到第二端部的方向依次设置，并且与第一个上液管道到第N-1个上液管道对应设置，从而可在较大范围之内降低沉砂问题。
在一些示例中，如图1所示，该低压进液管汇100还包括：末端辅助蓄能器139，与进液主管道110相连，且与第N个上液管道120对应设置，末端辅助蓄能器139在进液主管道110的轴线上的正投影与第N个上液管道120在轴线上的正投影交叠。由此，在进液主管道中流体的压力不足或者波动时，末端辅助蓄能器可对应地为第N个上液管道补充流体。
在一些示例中，上述的末端辅助蓄能器139和辅助蓄能器130可采用相同的结构；此时，末端辅助蓄能器139可视为辅助蓄能器130。此时，低压进液管汇100包括N个辅助蓄能器130，沿从第一端部110A到第二端部110B的方向依次设置；在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，N个辅助蓄能器130与N个上液管道120一一对应设置。当然，本公开实施例包括但不限于此，末端辅助蓄能器139和辅助蓄能器130也可采用不同的结构。
在一些示例中，如图1所示，N-1个辅助蓄能器139的蓄能压力不同。在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，随着与第一端部110A的距离的增加，上液管道的供液压力也会随之改变。因此，通过将N-1个辅助蓄能器139设置为具有不同的蓄能压力，该低压进液管汇会更好地保证上液管道的供液压力。
需要说明的是，这N-1个辅助蓄能器的蓄能压力可在进液主管道中流体的压力不足或者波动时，通过检测N个上液管道的实际供液压力(即辅助蓄能器起到的实际效果)进行调节和设置。
在一些示例中，如图1所示，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，N-1个辅助蓄能器130的蓄能压力逐渐减小。由此，通过将N-1个辅助蓄能器的蓄能压力设置为逐渐减小，该低压进液管汇会更好地保证上液管道的供液压力。
在一些示例中，如图1所示，当该低压进液管汇100包括末端辅助蓄能器139的情况下，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，N-1个辅助蓄能器130的蓄能压力逐渐减小，末端辅助蓄能器139的蓄能压力小于第N-1个辅助蓄能器130的蓄能压力。也就是说，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，N-1个辅助蓄能器130和末端辅助蓄能器139的蓄能压力逐渐减小。
例如，如图1所示，该低压进液管汇100包括进液主管道110和五个上液管道120；五个上液管道120沿着从第一端部110A到第二端部110B的方向上依次设置；五个上液管道120可分别连接柱塞泵200的液力端220的五个缸体2205。也就是说，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，第一个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第一个缸体2205相连，第二个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第二个缸体2205相连，第三个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第三个缸体2205相连，第四个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第四个缸体2205相连，第五个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第五个缸体2205相连。由此，这五个上液管道120可分别向液力端220的五个缸体2205提供低压流体。
如图1所示，低压进液管汇110还包括五个辅助蓄能器130(将末端辅助蓄能器139也视为辅助蓄能器130)，与进液主管道110相连，且与上述的五个上液管道120一一对应设置，各个辅助蓄能器130在进液主管道110的轴线上的正投影与对应的上液管道120在轴线上的正投影交叠。由此，这五个辅助蓄能器130可分别向五个上液管道120补充流体或者补充流体压力，从而保证这些上液管道的供液压力的稳定，从而可更好地避免产生压裂吸空问题。
在一些示例中，如图1所示，上述的辅助蓄能器130是可拆装地连接在进液主管道110上的。另外，上述的末端辅助蓄能器139也是可拆装地连接在进液主管道110上的。由此，可在辅助蓄能器或者末端辅助蓄能器损坏的情况下，即时对低压进液管汇进行维护，保证设备的长期稳定运行。另一方面，也可在不需要上述辅助蓄能器或者末端辅助蓄能器的情况下，将辅助蓄能器或者末端辅助蓄能器拆除。或者，在上述的辅助蓄能器的体积较大的情况下，在采用上述低压进液管汇的压裂设备的运输过程中，可将辅助蓄能器拆除，以方面运输；在采用上述低压进液管汇的压裂设备运输到指定的位置后，再将辅助蓄能器安装上。
在一些示例中，如图1所示，该低压进液管汇100还包括供液管道160和主蓄能器170；供液管道160与进液主管道110的第一端部110A相连通，并被配置为向进液主管道110提供低压流体；主蓄能器170与供液管道160相连。此时，进液主管道110的第一端部110为进液端；主蓄能器170可在进液主管道110的压力不足或者压力波动时，保证进液主管道110的压力稳定。需要说明的是，如果只设置上述的主蓄能器170而不设置辅助蓄能器130，由于随着与第一端部110A的距离的增加，主蓄能器170无法有效地、充分地为距离较远的上液管道120补充流体或者供液压力，因此仍然可能存在供液压力不足等问题。本示例提供的低压进液管汇通过主蓄能器和辅助蓄能器的组合和配合，更在整体和局部上对低压流体的压力进行稳定，从而具有优异的效果。
图2为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图。如图2所示，该低压进液管汇100不设置上述的末端辅助蓄能器139，也就是说，第N个上液管道120不对应设置辅助蓄能器130或者末端辅助蓄能器139。如图1所示，该低压进液管汇100还包括导流斜板140，导流斜板140位于第二端部110B，并至少部分位于进液主管道110之内。导流斜板140在进液主管道110的轴线上的正投影与第N个上液管道120在轴线上的正投影交叠，导流斜板140与进液主管道110的轴线之间的夹角小于90度。导流斜板140靠近第一端部110A的部分与第N个上液管道120的距离大于导流斜板140靠近第二端部110B的部分与第N个上液管道120的距离。由此，导流斜板140可将进液主管道110中的流体引导至第N个上液管道120，从而可起到保证第N个上液管道120的供液压力的效果。另外，相对于第N个上液管道120也设置辅助蓄能器130或者末端辅助蓄能器139的情况，由于导流斜板140具有结构简单、维护简单、成本较低等优点，因此该低压进液管汇通过辅助蓄能器130和导流斜板140的组合可在起到提高柱塞泵的使用寿命和性能，并缓解甚至消除沉砂问题的同时，具有较低的维护难度和较低的成本。
在一些示例中，如图2所示，导流斜板140与进液主管道110的轴线之间的夹角的范围在30-60度之间。由此，该导流斜板140具有较好的引导效果，并且可较好地保证第N个上液管道的供液压力。当然，本公开实施例包括但不限于此，导流斜板与进液主管道的轴线之间的夹角可根据实际情况进行设置。
在一些示例中，如图2所示，N-1个辅助蓄能器139的蓄能压力不同。在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，随着与第一端部110A的距离的增加，上液管道的供液压力也会随之改变。因此，通过将N-1个辅助蓄能器139设置为具有不同的蓄能压力，该低压进液管汇会更好地保证上液管道的供液压力。
需要说明的是，这N-1个辅助蓄能器的蓄能压力可在进液主管道中流体的压力不足或者波动时，通过检测N个上液管道的实际供液压力(即辅助蓄能器起到的实际效果)进行调节和设置。
在一些示例中，如图2所示，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，N-1个辅助蓄能器130的蓄能压力逐渐减小。由此，通过将N-1个辅助蓄能器的蓄能压力设置为逐渐减小，该低压进液管汇会更好地保证上液管道的供液压力。
在一些示例中，如图2所示，该低压进液管汇100还包括斜堵头150，位于第二端部110B，并用于封堵第二端部110B。此时，导流斜板140位于斜堵头150上。由此，该低压进液管汇通过将导流斜板设置在斜堵头上可降低导流斜板的安装难度和维护难度。
例如，如图2所示，该低压进液管汇100包括进液主管道110和五个上液管道120；五个上液管道120沿着从第一端部110A到第二端部110B的方向上依次设置；五个上液管道120可分别连接柱塞泵200的液力端220的五个缸体2205。也就是说，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，第一个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第一个缸体2205相连，第二个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第二个缸体2205相连，第三个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第三个缸体2205相连，第四个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第四个缸体2205相连，第五个上液管道120的一端连接进液主管道110，另一端与液力端220的第五个缸体2205相连。由此，这五个上液管道120可分别向液力端220的五个缸体2205提供低压流体。
如图2所示，低压进液管汇110还包括四个辅助蓄能器130，分别与进液主管道110相连；在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，四个辅助蓄能器130与前四个上液管道120一一对应设置，各个辅助蓄能器130在进液主管道110的轴线上的正投影与对应的上液管道120在轴线上的正投影交叠。由此，这四个辅助蓄能器130可分别向四个上液管道120补充流体或者补充流体压力，而第五个上液管道120的供液压力可通过导流斜板140来保证。由此，该低压进液管汇通过四个辅助蓄能器130和一个导流斜板140的组合可在起到提高柱塞泵的使用寿命和性能，并缓解甚至消除沉砂问题的同时，具有较低的维护难度和较低的成本。
值得注意的是，虽然图1和图2所示的低压进液管汇均采用一个辅助蓄能器对应一个上液管道的方案，但本公开实施例包括但不限于此。当辅助蓄能器的性能较好的情况下，一个辅助蓄能器也可对应多个上液管道，以为多个上液管道补充流体或保证供液压力的稳定。另外，虽然图1和图2所示的上液管道均为五个，但本公开实施例包括但不限于此。
图3为本公开一实施例提供的一种斜堵头的结构示意图。如图3所示，该斜堵头150包括直管151和位于直管151内部的斜管152，导流斜板140设置在斜管152上，此时，导流斜板140的平面形状可为椭圆形，即斜管152的斜剖面的形状，从而可更好地进行导流。
在一些示例中，如图3所示，该斜堵头150还包括位于直管151的一端的堵头153。堵头153上可设置把手1530，从而方便进行拆装。
图4为本公开一实施例提供的一种辅助蓄能器的结构示意图。如图4所示，辅助蓄能器130包括顶板131和压力施加部132；顶板131与进液主管道110中的流体接触，并可沿一运动方向移动；压力施加部132位于顶板131远离进液主管道110的一侧，且被配置为向顶板131施加蓄能压力。由此，当进液主管道110中的流体压力较大时，可推动顶板131向远离进液主管道110的方向移动，从而降低进液主管道110中的流体压力；当进液主管道110中的流体压力不足时，压力施加部132可推动顶板131向进液主管道110的中心移动，以向对应的上液管道120补充流体，以保证对应的上液管道120的供液压力。
在一些示例中，如图4所示，辅助蓄能器130还包括固定管133、管堵头134和管接头135；固定管133包括中空腔体1330；固定管133的一端与进液主管道110固定连接，压力施加部132位于中空腔体1330之中，管堵头134位于压力施加部132远离顶板131的一侧，并通过管接头135与固定管133相连。
在一些示例中，如图4所示，压力施加部132为气囊，气囊中的气体可为氮气；辅助蓄能器130还包括进气管道136，管堵头134包括通孔1340，进气管道136通过通孔1340与气囊132相连，从而可可通过进气管道136向气囊充气或放气，以调节气囊132产生的压力。
在一些示例中，如图4所示，辅助蓄能器130还包括缓冲层137，位于压力施加部132和堵头134之间，从而起到保护气囊的作用。
在一些示例中，如图4所示，辅助蓄能器130还包括压力表138，被配置为检测气囊132中的气体压力。
在一些示例中，如图4所示，辅助蓄能器130的顶板131靠近进液主管道110的表面为圆弧面，并且圆弧面的曲率半径与进液主管道的内壁的曲率半径大致相等，从而可降低辅助蓄能器的设置对于进液主管道中流体的影响。
当然，关于辅助蓄能器的顶板靠近进液主管道的表面的形状，本公开实施例包括但不限于圆弧面。图5为本公开一实施例提供的另一种辅助蓄能器的结构示意图。如图5所示，辅助蓄能器130的顶板131靠近进液主管道110的表面也包括平面。
值得注意的是，当上述的末端蓄能器和辅助蓄能器采用相同的结构是，末端蓄能器的结构也可参见图4的相关描述。
在一些示例中，如图1和图2所示，辅助蓄能器130的顶板131靠近进液主管道的表面与进液主管道110的轴线的最小距离大于进液主管道110的半径。也就是说，辅助蓄能器130位于进液主管道110内部的部分不能超过进液主管道110的内表面。由此，辅助蓄能器130的顶板131不会伸入进液主管道110之中，避免对流体的流动造成阻碍。
在一些示例中，如图1和图2所示，在重力方向上，上液管道120设置在进液主管道110的顶部，辅助蓄能器130设置在进液主管道110的底部；此时，顶板131的运动方向与对应的上液管道120的延伸方向之间的夹角大致为180度。
图6为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图。如图6所示，顶板131的运动方向与对应的上液管道120的延伸方向之间的夹角小于180度。也就是说，辅助蓄能器130不设置在进液主管道110的底部，而是进液主管道110的侧面，从而可减少砂砾对于辅助蓄能器冲蚀和磨损。
在一些示例中，如图6所示，顶板的运动方向与对应的上液管道的延伸方向之间的夹角小于150度；又例如，顶板的运动方向与对应的上液管道的延伸方向之间的夹角小于90度。
图7为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图。如图7所示，该低压进液管汇100还包括供液管道160和主蓄能器170；供液管道160与进液主管道110的第一端部110A相连通，并被配置为向进液主管道110提供低压流体；主蓄能器170与供液管道160相连。此时，进液主管道110的第一端部110为进液端；主蓄能器170可在进液主管道110的压力不足或者压力波动时，保证进液主管道110的压力稳定。需要说明的是，虽然图6所示的低压进液管汇没有示出辅助蓄能器，但是该低压进液管汇也可设置上述的辅助蓄能器和末端辅助蓄能器。
在一些示例中，如图7所示，低压进液管汇100还包括吹扫管道180，吹扫管道180位于进液主管道110的第二端部110B，且与进液主管道110相连通。由此，当低压进液管汇停止使用或者存在砂砾时，可通过向吹扫管道180通入吹扫气体，以将低压进液管汇中的砂砾或残留的水分吹扫出去。
在一些示例中，如图7所示，进液主管道110的第一端部110A的管径大于进液主管道110的第二端部110B的管径，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，N个上液管道的长度逐渐减小。随着进液主管道中的流体不断从上液管道进入柱塞泵，进液主管道的流量逐渐减小，本示例提供的低压进液管汇中的进液主管道为变径管道，从而可保证各个上液管道和弯曲上液管道与进液主管道的连接位置的流量和压力稳定，减少气穴的产生，从而可避免压裂吸空问题和抑制振动的产生。另一方面，由于从进液主管道的第一端到进液主管道的第二端的方向上，上液管道的长度逐渐减小，由此进液主管道相对于水平方向具有向上倾斜的角度，从而可减少水平输送而导致的沉降。
图8为本公开一实施例提供的另一种低压进液管汇的结构示意图。如图8所示，低压进液管汇100包括1个辅助蓄能器130，辅助蓄能器130从第二端部110B伸入低压进液管汇110之中，并向第一端部110A延伸。
在一些示例中，如图8所示，在从第一端部110A到第二端部110B的方向上，第一个上液管道120在进液主管道110的轴线上的正投影与辅助蓄能器130在轴线上的正投影交叠。由此，在工作过程中，流体进入进液主管道之后，会接触到辅助蓄能器，从而通过该辅助蓄能器对整个进液主管道中的流体进行缓冲。
在一些示例中，如图8所述，辅助蓄能器130远离第二端部110B的一端包括斜面，从而可更好地对流体进行缓冲，避免对流体的流动造成阻碍。
本公开一实施例还提供一种压裂设备。图9为本公开一实施例提供的一种压裂设备的示意图。如图9所示，该压裂设备500包括柱塞泵200和上述的低压进液管汇100；柱塞泵200包括动力端210和液力端220；低压进液管汇100与液力端220相连并被配置为向柱塞泵200提供低压流体。由此，进液主管道上设置有与N个上液管道中的至少一个对应的辅助蓄能器；在进液主管道中流体的压力不足或者波动时，该辅助蓄能器可保证对应的上液管道的供液压力的稳定，从而避免产生压裂吸空问题，从而可提高柱塞泵的使用寿命和性能。另一方面，在上述辅助蓄能器补充供液压力时，辅助蓄能器的压缩和扩张动作可以起到防止沉砂的作用；另外，该辅助蓄能器可保证进液主管道中的压力稳定，使得进液主管道中的流体可充分流动，也可在一定程度上起到防止沉砂的作用。因此，该低压进液管汇还可缓解甚至消除沉砂问题。
例如，动力端的外壳与液力端的外壳可通过螺栓等连接方式固定连接。当然，本公开实施例包括但不限于此，也可采用其他连接方式实现上述组件的固定连接。
例如，动力端可包括曲轴连杆机构和柱塞，曲轴连杆机构可将旋转运动转换为柱塞的往复运动，柱塞的至少部分可伸入液力端之中，以在液力端之中对低压流体进行加压。需要说明的是，上面简要地对柱塞泵的结构和工作方式进行了示意性的说明，但本公开实施例的柱塞泵包括但不限于上述的结构和工作方式。
在一些示例中，如图8所示，液力端220包括N个缸体2205，N个上液管道120与N个缸体2205一一对应设置，各上液管道120被配置为向对应的缸体2205提供低压流体。
例如，N的取值为5、7或9。也就是说，柱塞泵200可为五缸柱塞泵、七缸柱塞泵和九缸柱塞泵。当然，本公开实施例包括但不限于此，柱塞泵也可为其他缸数的柱塞泵。
在一些示例中，如图8所示，该压裂设备500还包括高压排出管汇300、齿轮箱410、联轴器410和原动机430。原动机430通过联轴器410与齿轮箱410相连，齿轮箱410与柱塞泵200的动力端210相连，由此，原动机430输出的动力经过齿轮箱410的减速之后，传动到柱塞泵200的动力端210。柱塞泵200的动力端210将原动机430提供的动力转换为柱塞的往复运动；低压进液管汇100与柱塞泵200的液力端220相连，并向液力端220提供低压流体，例如压裂液；液力端220可利用柱塞的往复运动对低压流体进行加压以形成高压的压裂液；高压排出管汇300与柱塞泵200的液力端220相连，并用于排出该高压的压裂液。由此，该压裂设备可提供高压的压裂液，从而用于压裂作业。
例如，上述的原动机可为柴油机、电动机、或涡轮发动机等提供动力的设备。另外，由于原动机(特别是电动机和涡轮发动机)的转速较高，因此需要在柱塞泵和原动机之间设置减速箱，从而采用减速箱对原动机的动力输出进行减速，以与柱塞泵匹配。
在一些示例中，压裂设备可为压裂车、压裂橇或者其他用于产生高压的压裂液的设备。
有以下几点需要说明：
(1)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。
(2)在不冲突的情况下，本公开同一实施例及不同实施例中的特征可以相互组合。
以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
本申请要求于2021年01月21日递交的中国专利申请202110080048.8号的优先权，在此全文引用上述中国专利申请公开的内容以作为本申请的一部分。
Claims (26)
1.一种低压进液管汇，其特征在于，包括：
进液主管道，包括在所述进液主管道的延伸方向上相对设置的第一端部和第二端部；以及
N个上液管道，沿着从所述第一端部到所述第二端部的方向上依次设置；
其中，各所述上液管道包括在所述上液管道的延伸方向上相对设置的第三端部和第四端部，所述第三端部与所述进液主管道相连通，所述第四端部被配置为向柱塞泵提供低压液体；
所述低压进液管汇还包括至少一个辅助蓄能器，与所述进液主管道相连，且与所述N个上液管道中的至少一个对应设置，所述辅助蓄能器在所述进液主管道的轴线上的正投影与对应的所述上液管道在所述轴线上的正投影交叠，N为大于等于2的正整数。
2.根据权利要求1所述的低压进液管汇，其特征在于，所述低压进液管汇包括N-1个所述辅助蓄能器，沿从所述第一端部到所述第二端部的方向依次设置；
在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，第一个所述上液管道与第一个所述辅助蓄能器对应设置，第i个所述上液管道与第i个所述辅助蓄能器对应设置，第N-1个所述上液管道与第N-1个所述辅助蓄能器对应设置，i为大于1且小于N-1的正整数。
3.根据权利要求2所述的低压进液管汇，其特征在于，还包括：
末端辅助蓄能器，与所述进液主管道相连，且与第N个所述上液管道对应设置，所述末端辅助蓄能器在所述进液主管道的轴线上的正投影与第N个所述上液管道在所述轴线上的正投影交叠。
4.根据权利要求2所述的低压进液管汇，其特征在于，还包括：
导流斜板，位于所述第二端部，并至少部分位于所述进液主管道之内，
其中，所述导流斜板在所述进液主管道的轴线上的正投影与第N个所述上液管道在所述轴线上的正投影交叠，所述导流斜板与所述进液主管道的轴线之间的夹角小于90度，所述导流斜板靠近所述第一端部的部分与第N个所述上液管道的距离大于所述导流斜板靠近所述第二端部的部分与第N个所述上液管道的距离。
5.根据权利要求4所述的低压进液管汇，其特征在于，所述导流斜板与所述进液主管道的轴线之间的夹角的范围在30-60度之间。
6.根据权利要求4所述的低压进液管汇，其特征在于，还包括：
斜堵头，位于所述第二端部，
其中，所述导流斜板位于所述斜堵头上。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的低压进液管汇，其特征在于，N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力不同。
8.根据权利要求7所述的低压进液管汇，其特征在于，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力逐渐减小。
9.根据权利要求3所述的低压进液管汇，其特征在于，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力逐渐减小，所述末端辅助蓄能器的蓄能压力小于第N-1个所述辅助蓄能器的蓄能压力。
10.根据权利要求1-6中任一项所述的低压进液管汇，其特征在于，所述辅助蓄能器包括：
顶板，与所述进液主管道中的流体接触，并被配置为沿一运动方向移动；以及
压力施加部，位于所述顶板远离所述进液主管道的一侧，且被配置为向所述顶板施加蓄能压力。
11.根据权利要求10所述的低压进液管汇，其特征在于，所述顶板的所述运动方向与对应的所述上液管道的延伸方向之间的夹角小于180度。
12.根据权利要求11所述的低压进液管汇，其特征在于，所述顶板的所述运动方向与对应的所述上液管道的延伸方向之间的夹角小于150度。
13.根据权利要求10所述的低压进液管汇，其特征在于，所述辅助蓄能器的顶板靠近所述进液主管道的表面与进液主管道的轴线的最小距离大于所述进液主管道的半径。
14.根据权利要求10所述的低压进液管汇，其特征在于，所述辅助蓄能器的顶板靠近所述进液主管道的表面为圆弧面，并且所述圆弧面的曲率半径与所述进液主管道的内壁的曲率半径大致相等。
15.根据权利要求10所述的低压进液管汇，其特征在于，所述辅助蓄能器的顶板靠近所述进液主管道的表面包括平面。
16.根据权利要求1所述的低压进液管汇，其特征在于，所述低压进液管汇包括1个所述辅助蓄能器，所述辅助蓄能器从所述第二端部伸入所述低压进液管汇之中，并向所述第一端部延伸。
17.根据权利要求16所述的低压进液管汇，其特征在于，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，第一个所述上液管道在所述进液主管道的轴线上的正投影与所述辅助蓄能器在所述轴线上的正投影交叠。
18.根据权利要求10所述的低压进液管汇，其特征在于，所述辅助蓄能器还包括：
固定管，包括中空腔体；
管堵头；以及
管接头，
其中，所述固定管的一端与所述进液主管道固定连接，压力施加部位于所述中空腔体之中，所述管堵头位于所述压力施加部远离所述顶板的一侧，并通过所述管接头与所述固定管相连。
19.根据权利要求18所述的低压进液管汇，其特征在于，所述压力施加部为气囊，所述辅助蓄能器还包括进气管道，所述管堵头包括通孔，所述进气管道通过所述通孔与所述气囊相连。
20.根据权利要求19所述的低压进液管汇，其特征在于，所述辅助蓄能器还包括压力表，被配置为检测所述气囊中的气体压力。
21.根据权利要求1-6中任一项所述的低压进液管汇，其特征在于，还包括：
供液管道，与所述进液主管道的所述第一端部相连通，并被配置为向所述进液主管道提供低压流体；
主蓄能器，与所述供液管道相连。
22.根据权利要求21所述的低压进液管汇，其特征在于，还包括：
吹扫管道，位于所述进液主管道的所述第二端部，且与所述进液主管道相连通。
23.根据权利要求21所述的低压进液管汇，其特征在于，所述进液主管道的所述第一端部的管径大于所述进液主管道的所述第二端部的管径，在从所述第一端部到所述第二端部的方向上，N个所述上液管道的长度逐渐减小。
24.一种压裂设备，其特征在于，包括：
柱塞泵，包括动力端和液力端；以及
根据权利要求1-23中任一项所述的低压进液管汇，
其中，所述低压进液管汇，与所述液力端相连并被配置为向所述柱塞泵提供低压流体。
25.根据权利要求24所述的压裂设备，其特征在于，所述液力端包括N个缸体，N个所述上液管道与N个所述缸体一一对应设置，各所述上液管道被配置为向对应的所述缸体提供所述低压流体。
26.根据权利要求25所述的压裂设备，其特征在于，N的取值为5、7或9。
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