技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體上涉及油田壓井泵(well service pump)，且具體地涉及具有整體式腹板支撐的高壓循環(huán)泵。

背景技術(shù)：

壓井泵被用來將流體泵送到井中以便進(jìn)行諸如水力壓裂的處理。流速和壓強(qiáng)通常是很高的，壓強(qiáng)可超過10,000psi。常規(guī)的壓井泵具有動力端，該動力端通過撐桿(stay rod)連接到分離的流體端塊。該動力端使柱塞往復(fù)運(yùn)動，該柱塞在柱塞孔洞(柱塞孔洞)內(nèi)進(jìn)行沖程。使用填密件涵蓋(packing gland)構(gòu)件來密封柱塞與流體端塊之間的接合處。

填密件涵蓋構(gòu)件存在一系列標(biāo)準(zhǔn)尺寸，并用于相同的流體端塊的不同的柱塞直徑。填密件涵蓋構(gòu)件用螺栓連接到流體端塊。然而用螺栓連接的填密件涵蓋需要密封件，這可能產(chǎn)生問題。并且，用螺栓連接的布置可能在某些區(qū)域中產(chǎn)生更高的應(yīng)力，導(dǎo)致應(yīng)力性斷裂。通常，填密件涵蓋經(jīng)由拉桿固定到動力端。這也可能在某些區(qū)域中產(chǎn)生更高的應(yīng)力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一示例性方面，本發(fā)明涉及一種用于附接到高壓循環(huán)泵的動力端的流體端塊。該流體端塊可以包括其中具有多個腔室的主體部分，所述主體部分具有面向外的本體前表面、與所述本體前表面相反的面向外的本體后表面、以及連接所述前表面和所述后表面的相反的側(cè)表面；從所述面向外的本體前表面向外伸出的腹板部分，所述腹板部分具有面向外的腹板前表面和曲線側(cè)表面，所述腹板部分與所述主體部分是一體的；從所述腹板前表面伸出并具有面向前的端部的多個轂部，所述多個轂部與所述主體部分和所述腹板部分是一體的；以及柱塞孔洞，該柱塞孔洞延伸穿過所述多個轂部中的一個，并被配置成接收往復(fù)運(yùn)動的柱塞，所述柱塞孔洞從所述多個轂部中的所述一個轂部的端部延伸到所述主體部分中的所述多個腔室中的一個腔室。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線側(cè)表面包括與所述多個轂部中的每個轂部同心的凸出部分。

在示例性實(shí)施例中，所述凸出部分的半徑大于所述多個轂部中的每個轂部的半徑。

在示例性實(shí)施例中，所述主體部分包括設(shè)置在鄰近所述腹板部分之處的拉桿孔，所述拉桿孔被設(shè)置在所述腹板部分的波狀部分之間。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線側(cè)表面包括與所述拉桿孔的直徑同心的凹入部分。

在示例性實(shí)施例中，所述波狀部分是所述曲線側(cè)表面的一部分。

在示例性實(shí)施例中，所述波狀部分是將所述腹板部分的所述曲線側(cè)表面連接到所述本體前表面的帶部。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部中的每個轂部具有從所述腹板前表面到所述轂部的端部測得的第一長度，并且其中所述腹板部分具有從所述本體前表面到所述腹板前表面測得的第二長度，所述第一長度大于所述第二長度。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分從所述相反的側(cè)表面中的一個到另一個地完全延伸越過所述本體前表面。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部排列成行，使得單個平面通過由所述多個轂部中的每個轂部形成的中心軸線。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分的所述曲線側(cè)表面垂直于所述本體前表面并且垂直于所述腹板前表面。

在示例性實(shí)施例中，其中所述多個轂部中的每個轂部包括外表面部分，該外表面部分具有與所述面向前的端部鄰近的第一直徑，并且具有與所述腹板部分鄰近的第二直徑，所述第二直徑大于所述第一直徑。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線側(cè)表面是上側(cè)表面，所述流體端塊包括曲線下側(cè)表面，其中所述曲線上側(cè)表面是所述曲線下側(cè)表面的鏡像。

在示例性實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種泵組件，包括流體端塊和動力端，該動力端包括延伸到所述柱塞孔洞中的往復(fù)運(yùn)動的柱塞。

在示例性實(shí)施例中，泵組件包括拉桿，其從所述動力端經(jīng)過所述多個轂部，經(jīng)過所述腹板部分，且延伸到所述主體部分的前表面中的拉桿孔中。

在第二示例性方面，本發(fā)明涉及一種流體端塊，用于附接到高壓循環(huán)泵的動力端。該流體端塊可以包括具有位于其中的多個腔室的主體部分，所述主體部分具有面向外的本體前表面、與所述本體前表面相反的面向外的后表面、以及連接所述本體前表面和所述后表面的相反的側(cè)表面；由所述主體部分支撐且具有面向前的端部的多個轂部，所述多個轂部與所述主體部分是一體的并且具有在所述面向前的端部處的外徑；從所述主體部分的所述面向外的本體前表面向外伸出的腹板部分，所述腹板部分具有縱向長度和橫向高度，所述腹板部分將所述多個轂部中的每個轂部彼此連接，所述腹板部分的所述橫向高度大于所述多個轂部的外徑；以及柱塞孔洞，該柱塞孔洞延伸穿過所述多個轂部中的一個，且被配置成接收往復(fù)運(yùn)動的柱塞，所述柱塞孔洞從所述多個轂部中的所述一個轂部的端部延伸到所述主體部分中的所述多個腔室中的一個腔室。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分包括曲線側(cè)表面，該曲線側(cè)表面包括與所述多個轂部中的每個轂部同心的凸出部分。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分的所述凸出部分的半徑大于所述多個轂部中的每個轂部的半徑。

在示例性實(shí)施例中，所述主體部分包括設(shè)置在鄰近所述腹板部分之處的拉桿孔，所述拉桿孔設(shè)置在所述腹板部分的波狀部分之間。

在示例性實(shí)施例中，所述波狀部分由曲線側(cè)部形成，包括與所述拉桿孔的直徑同心的凹入部分。

在示例性實(shí)施例中，所述波狀部分是曲線側(cè)表面。

在示例性實(shí)施例中，所述波狀部分是將所述腹板的曲線側(cè)表面連接到所述本體前表面的帶部。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部中的每個轂部具有從所述腹板前表面到所述轂部的端部測得的第一長度，并且其中所述腹板部分具有從所述本體前表面到所述腹板前表面測得的第二長度，所述第一長度大于所述第二長度。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分從所述相反的側(cè)表面中的一個到另一個地延伸完全經(jīng)過所述本體前表面。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部排列成行，使得單個平面通過由所述多個轂部中的每個轂部形成的中心軸線。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分包括上側(cè)表面和下側(cè)表面以及腹板前表面，所述上側(cè)表面和下側(cè)表面垂直于所述本體前表面并且垂直于所述腹板前表面。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部中的每個轂部包括外表面部分，該外表面部分具有與所述面向前的端部鄰近的第一直徑和與所述腹板部分鄰近的第二直徑，所述第二直徑大于所述第一直徑。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分包括曲線的上、下側(cè)表面和腹板前表面，其中所述曲線的上側(cè)表面是所述曲線的下側(cè)表面的鏡像。

在示例性實(shí)施例中，泵組件包括流體端塊和動力端，該動力端包括延伸到所述柱塞孔洞中的往復(fù)運(yùn)動的柱塞。

在示例性實(shí)施例中，泵組件包括拉桿，其從所述動力端經(jīng)過所述多個轂部，經(jīng)過所述腹板部分，且延伸到所述主體部分的前表面中的拉桿孔中。

在第三示例性方面，本發(fā)明涉及一種流體端塊，用于連接到高壓循環(huán)泵的動力端。該流體端塊可以包括主體部分，該主體部分具有面向外的本體前表面、與所述本體前表面相反的面向外的后表面、以及連接所述本體前表面和所述后表面的相反的側(cè)表面，所述主體部分包括多個拉桿孔，該拉桿孔被配置成接收將所述流體端塊連接到高壓循環(huán)泵的動力端的拉桿；從所述主體部分的本體前表面向外伸出的腹板部分，所述腹板部分具有鄰近所述拉桿孔的曲線部分，所述曲線部分被形成和設(shè)置成使得所述拉桿孔中的至少一個拉桿孔被設(shè)置在所述曲線部分的峰之間，所述腹板部分與所述主體部分一體地形成；在所述腹板部分上的多個轂部，所述多個轂部與所述腹板部分和所述主體部分和一體地形成；以及延伸穿過所述多個轂部中的一個的柱塞孔洞，該柱塞孔洞被配置成接收往復(fù)運(yùn)動的柱塞。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線部分包括與所述多個轂部中的每個轂部同心的凸出部分。

在示例性實(shí)施例中，所述凸出部分的半徑大于所述多個轂部中的每個轂部的半徑。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線部分包括與所述拉桿孔的直徑同心的凹入部分。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線部分包括曲線側(cè)表面。

在示例性實(shí)施例中，其中所述曲線部分包括將所述腹板部分的側(cè)表面連接到所述本體前表面的帶部。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部中的每個轂部具有端部，并且所述腹板部分具有前表面，所述多個轂部中的每個轂部具有從所述腹板前表面到所述轂部的端部測得的第一長度，并且所述腹板部分具有從所述本體前表面到所述腹板前表面測得的第二長度，所述第一長度大于所述第二長度。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分從所述相反的側(cè)表面中的一個到另一個地延伸完全經(jīng)過所述本體前表面。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部排列成行，使得單個平面通過由所述多個轂部中的每個轂部形成的中心軸線。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線部分包括所述腹板部分的側(cè)表面，該腹板部分的側(cè)表面垂直于所述本體前表面。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部中的每個轂部包括外表面部分，該外表面部分具有與所述面向前的端部鄰近的第一直徑和與所述腹板部分鄰近的第二直徑，所述第二直徑大于所述第一直徑。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線部分包括曲線上側(cè)表面和曲線下側(cè)表面，其中所述曲線上側(cè)表面是所述曲線下側(cè)表面的鏡像。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分沒有拉桿接收孔。

在示例性實(shí)施例中，一種流體泵包括流體端塊和拉桿，該拉桿延伸至所述主體使得所述轂部沒有承受拉力。

在第四示例性方面，本發(fā)明涉及一種制造用于泵的流體端的方法，包括由整體材料形成主體部分，該主體部分具有面向外的本體前表面、與所述本體前表面相反的面向外的本體后表面、以及連接所述前表面和所述后表面的相反的側(cè)表面；由所述整體材料形成腹板部分，該腹板部分從所述面向外的本體前表面向外伸出，所述腹板部分具有面向外的腹板前表面和曲線側(cè)表面；由所述整體材料形成多個轂部，該多個轂部從所述腹板前表面伸出并且具有面向前的端部；和形成柱塞孔洞，該柱塞孔洞延伸穿過所述多個轂部中的一個，且被配置成接收往復(fù)運(yùn)動的柱塞。

在示例性實(shí)施例中，形成所述腹板部分包括將所述曲線側(cè)表面成形為具有與所述多個轂部中的每個轂部同心的凸出部分。

在示例性實(shí)施例中，在鄰近所述腹板部分的位置形成拉桿孔，使得所述拉桿孔被設(shè)置在所述腹板部分的波狀部分之間。

在第五示例性方面，本發(fā)明涉及用于連接到高壓循環(huán)泵的動力端的一種流體端塊。該流體端塊可以包括主體部分，其具有位于其中的多個腔室，所述主體部分具有面向外的本體前表面、與所述本體前表面相反的面向外的后表面、以及連接所述本體前表面和所述后表面的相反的側(cè)表面，所述主體部分包括多個拉桿孔，該拉桿孔被配置成接收將所述流體端塊連接到高壓循環(huán)泵的動力端的拉桿；從所述面向外的本體前表面向外伸出的腹板部分，所述腹板部分具有面向外的腹板前表面、上曲線側(cè)表面和下曲線側(cè)表面，該下曲線側(cè)表面是所述上曲線側(cè)表面的鏡像，所述上和下曲線側(cè)表面具有凸出的和凹入的部分，所述腹板部分從所述主體部分的相反的側(cè)表面中的一個連續(xù)延伸到另一個，并且與所述主體部分一體地形成；多個轂部，其從所述腹板前表面伸出并具有面向前的端部，所述多個轂部中的每個轂部具有端部、與所述端部鄰近的具有第一直徑的第一區(qū)域、以及與所述腹板部分鄰近的具有第二直徑的第二區(qū)域，所述第二直徑大于所述第一直徑，所述多個轂部與所述主體部分和所述腹板部分是一體的，并且其中所述上、下曲線側(cè)表面的所述凸出部分與所述多個轂部中的每個轂部的第二區(qū)域同心，并且其中所述上、下曲線側(cè)表面的凹入部分容納所述拉桿孔使得所述拉桿孔設(shè)置在所述腹板部分的多個部分之間；以及柱塞孔洞，該柱塞孔洞延伸穿過所述多個轂部中的一個，且被配置成接收往復(fù)運(yùn)動的柱塞，所述柱塞孔洞從所述多個轂部中的所述一個轂部的端部延伸到所述主體部分中的所述多個腔室中的一個腔室。

在示例性實(shí)施例中，所述拉桿孔被設(shè)置在將所述腹板部分的曲線側(cè)表面連接到所述本體前表面的帶部的多個部分之間。

在示例性實(shí)施例中，所述拉桿孔被設(shè)置在所述腹板部分的所述曲線上側(cè)表面的多個部分之間。

在示例性實(shí)施例中，所述曲線的上、下側(cè)表面的凹入部分與所述拉桿孔的直徑同心。

在示例性實(shí)施例中，所述多個轂部中的每個轂部具有從所述腹板前表面到所述轂部的端部測得的第一長度，并且其中所述腹板部分具有從所述本體前表面到所述腹板前表面測得的第二長度，所述第一長度大于所述第二長度。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板部分的所述曲線側(cè)表面垂直于所述本體前表面并且垂直于所述腹板前表面。

在示例性實(shí)施例中，一種泵組件包括流體端塊和包括延伸到所述柱塞孔洞中的往復(fù)運(yùn)動的柱塞的動力端。

在示例性實(shí)施例中，泵組件包括拉桿，其從所述動力端延伸經(jīng)過所述多個轂部，經(jīng)過所述腹板部分，且延伸到所述主體部分的前表面中的拉桿孔中。

在第六示例性方面，本發(fā)明涉及一種泵子組件，其包括具有前側(cè)和后側(cè)的流體端塊；從所述前側(cè)以向前的方向伸出的多個轂部，所述流體端塊和所述轂部是單件鋼合金構(gòu)件；從每個所述轂部延伸到所述流體端塊中用于接收往復(fù)運(yùn)動的柱塞的柱塞孔洞，每個所述柱塞孔洞中具有前端，該前端帶有一組內(nèi)螺紋；以及從所述前側(cè)伸出并將所述轂部中的相鄰轂部連接到彼此的多個腹板。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板與所述轂部和所述流體端塊一起是所述單件鋼合金構(gòu)件的整體部分；并且其中所述腹板中的每個腹板具有上側(cè)和下側(cè)以及在所述上、下側(cè)之間的尺寸，該尺寸不大于所述轂部中的每個轂部的外徑。

在示例性實(shí)施例中，水平線與每個所述腹板交叉，還與每個所述柱塞孔洞的軸線相交。

在示例性實(shí)施例中，泵子組件包括將每個轂部的基底與所述流體端塊的前側(cè)連接的帶部；其中每個基底的從該基底到擴(kuò)孔的壁厚度相對于每個所述帶部的半徑在從大約1.0至約2.25的范圍內(nèi)。

在示例性實(shí)施例中，泵子組件包括：將每個所述腹板的上側(cè)與所述流體端塊的所述前側(cè)連接的腹板上側(cè)帶部；將每個所述腹板的下側(cè)與所述流體端塊的所述前側(cè)連接的腹板下側(cè)帶部；部分圍繞每個所述轂部延伸并且將每個所述轂部的上圓周部分與所述流體端塊的前側(cè)連接的轂部上側(cè)帶部，每個所述轂部上側(cè)帶部的端部連接所述腹板上側(cè)帶部中的一個的端部，使得所述腹板上側(cè)帶部和所述轂部上側(cè)帶部限定延伸經(jīng)過所述轂部的連續(xù)上側(cè)帶部；以及轂部下側(cè)帶部，其部分圍繞每個所述轂部延伸并且將每個所述轂部的下圓周部分與所述流體端塊的前側(cè)連接，每個所述轂部下側(cè)帶部的端部連接所述腹板下側(cè)帶部中的一個的端部，使得所述腹板下側(cè)帶部和所述轂部下側(cè)帶部限定延伸越過所述轂部的連續(xù)下側(cè)帶部。

在示例性實(shí)施例中，每個所述腹板的前側(cè)與所述流體端塊的前側(cè)相距的距離小于從每個所述轂部的前端到所述流體端塊的前側(cè)的距離。

在示例性實(shí)施例中，每個所述轂部具有從圓柱形基底延伸出的圓柱形前端部分，該圓柱形基底的直徑大于所述前端部分的直徑；并且從每個所述轂部的前端到所述流體端塊的前側(cè)的距離相對于所述基底的寬度在從大約1.750至大約1.944的范圍中。

在示例性實(shí)施例中，所述轂部包括鄰近于所述流體端塊的每個外側(cè)的外轂部和位于所述外轂部之間的至少一個中間轂部；并且所述流體端塊進(jìn)一步包括：一對外腹板，每個外腹板從所述流體端的所述外轂部中的一個延伸到所述外側(cè)中的一個；并且每個所述外腹板具有上側(cè)和下側(cè)以及在該上側(cè)與下側(cè)之間的尺寸，該尺寸不大于各所述外轂部的外徑。

在示例性實(shí)施例中，泵子組件包括從所述前側(cè)延伸到所述流體端塊中的多個撐桿螺紋孔；并且其中每個所述轂部的前端被設(shè)置在每個所述撐桿螺紋孔的入口的前面。

在第六示例性方面，本發(fā)明涉及一種泵子組件，其包括：具有前側(cè)和后側(cè)、兩個外側(cè)、底部和頂部的流體端塊；從所述前側(cè)以向前的方向伸出的多個轂部，所述轂部包括鄰近每個所述外側(cè)的外轂部，和位于所述外轂部之間的至少一個中間轂部；從每個所述轂部延伸到所述流體端塊中并用于接收往復(fù)運(yùn)動的柱塞的柱塞孔洞，每個所述柱塞孔洞具有帶內(nèi)螺紋的前端；從所述流體端塊的前側(cè)延伸出的腹板，所述腹板具有從每個所述外側(cè)延伸到每個所述外轂部的外側(cè)部分，所述腹板具有在所述轂部中的相鄰轂部之間延伸的中間部分；所述腹板具有上側(cè)和下側(cè)，在所述上側(cè)與所述下側(cè)之間的尺寸小于任意一個所述轂部的外徑；并且其中所述流體端塊、所述轂部和所述腹板一體地連接到彼此，并且包括由鋼合金形成的單件式構(gòu)件。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板具有前表面，該前表面位于從所述流體端塊的前側(cè)向前一距離處，該距離小于從每個所述轂部的前端到所述流體端塊的所述前側(cè)的距離。

在示例性實(shí)施例中，該子組件包括：不間斷地從所述外側(cè)中的一個延伸到另一個的連續(xù)的上側(cè)帶部，所述上側(cè)帶部將所述腹板的上側(cè)連接到所述流體端塊的前側(cè)并且將所述轂部的上圓周部分連接到所述前側(cè)；以及不間斷地從所述外側(cè)中的一個延伸到另一個的連續(xù)的下側(cè)帶部，所述下側(cè)帶部將所述腹板的下側(cè)連接到所述流體端塊的前側(cè)并且將所述轂部的下圓周部分連接到所述前側(cè)。

在示例性實(shí)施例中，每個所述柱塞孔洞具有用于接收填密件的擴(kuò)孔；每個所述轂部具有從所述轂部的基底到所述擴(kuò)孔測得的壁厚度；并且所述壁厚度相對于每個所述帶部的半徑的比率在從約1.0到約2.25的范圍內(nèi)。

在第七示例性方面，本發(fā)明涉及一種壓井泵，其包括：具有曲軸和多個連接桿的動力端；具有前側(cè)和后側(cè)、兩個外側(cè)、底部和頂部的流體端塊；從所述流體端塊的前側(cè)以向前的方向伸出的多個轂部，所述轂部包括鄰近每個所述外側(cè)的外轂部，和位于所述外轂部之間的至少一個中間轂部；從所述流體端塊的前側(cè)延伸出的腹板，所述腹板具有從每個所述外側(cè)延伸到每個所述外轂部的外側(cè)部分，所述腹板具有在所述轂部中的相鄰轂部之間延伸的中間部分；從每個所述轂部延伸到所述流體端塊中的柱塞孔洞，每個所述柱塞孔洞具有帶內(nèi)螺紋的前端；多個柱塞，每個所述柱塞可操作地連接到所述連接桿中的一個，用于在所述柱塞孔洞中的一個進(jìn)行沖程移動；在每個所述柱塞孔洞內(nèi)圍繞每個所述柱塞的填密件；帶外螺紋的止動螺母，其接合每個所述柱塞孔洞的內(nèi)螺紋，以激勵各所述填密件；從所述動力端延伸到在所述流體端塊的前側(cè)中形成的螺紋孔的多個撐桿，所述螺紋孔的入口從所述轂部的前端向后間隔一距離；并且其中所述流體端塊和所述轂部一體地連接到彼此，并且包括由鋼合金形成的單件式構(gòu)件。

在示例性實(shí)施例中，所述腹板具有上側(cè)和下側(cè)，在所述上側(cè)與所述下側(cè)之間的尺寸小于所述轂部中任意一個的外徑；并且其中所述腹板一體地連接到所述流體端塊和所述轂部，并且形成由鋼合金形成的單件式構(gòu)件的一部分。

在示例性實(shí)施例中，該泵包括：不間斷地從所述外側(cè)中的一個延伸到另一個的連續(xù)的上側(cè)帶部，所述上側(cè)帶部將所述腹板的上側(cè)連接到所述流體端塊的前側(cè)并且將所述轂部的上圓周部分連接到所述流體端塊的所述前側(cè)；以及不間斷地從所述外側(cè)中的一個延伸到另一個的連續(xù)的下側(cè)帶部，所述下側(cè)帶部將所述腹板的下側(cè)連接到所述前側(cè)并且將所述轂部的下圓周部分連接到所述流體端塊的所述前側(cè)。

在第七示例性方面，本發(fā)明涉及一種制造循環(huán)壓井泵的流體端組件的方法。該方法可以包括：(a)提供鋼合金的單件式鍛件，該鋼合金的單件式鍛件具有從其前側(cè)伸出的多個轂部，以及提供在所述單件式鍛件中的腹板，該腹板在所述轂部中的相鄰轂部之間延伸以及從所述轂部的外側(cè)轂部到所述單件式鍛件的外側(cè)延伸，和(b)將所述單件式鍛件機(jī)械加工成在每個所述轂部中具有柱塞孔洞的流體端塊的配置，所述柱塞孔洞帶有內(nèi)螺紋。

在示例性實(shí)施例中，每個所述腹板具有上側(cè)和下側(cè)，該上側(cè)和下側(cè)之間的距離小于每個所述轂部的外徑。

在示例性實(shí)施例中，步驟(a)進(jìn)一步包括：為所述單件式鍛件提供連續(xù)的上側(cè)帶部，該連續(xù)的上側(cè)帶部不間斷地從所述單件式鍛件的所述外側(cè)中的一個延伸到另一個，所述上側(cè)帶部將所述腹板的上側(cè)連接到所述單件式鍛件的前側(cè)并且將所述轂部的上圓周部分連接到所述單件式鍛件的所述前側(cè)；以及為所述單件式鍛件提供連續(xù)的下側(cè)帶部，該連續(xù)的下側(cè)帶部不間斷地從所述外側(cè)中的一個延伸到另一個，所述下側(cè)帶部將所述腹板的下側(cè)連接到所述單件式鍛件的所述前側(cè)并且將所述轂部的下圓周部分連接到所述單件式鍛件的所述前側(cè)。

通過結(jié)合附圖考慮以下詳細(xì)描述，其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，該附圖是本公開的一部分并且通過示例示出了所公開的發(fā)明的原理。

附圖說明

附圖有助于不同實(shí)施例的理解。

圖1是根據(jù)示例性實(shí)施例的往復(fù)壓井泵組件的立面圖，該泵組件包括流體端塊。

圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1中的壓井泵的流體端塊的透視圖。

圖3是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1中的壓井泵的流體端塊的前視圖。

圖4是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1中的壓井泵的流體端塊的側(cè)視圖。

圖5是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1中的壓井泵的流體端塊的俯視圖。

圖6是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1中的壓井泵的流體端的一部分的放大剖面圖。

圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的能在圖1中的壓井泵上使用的流體端塊的另一個實(shí)施例的透視圖。

圖8是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖7中的壓井泵的流體端塊的前視圖。

圖9是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖7中的壓井泵的流體端的一部分的剖面圖。

圖10是根據(jù)示例性實(shí)施例的能在圖1中的壓井泵上使用的流體端塊的另一個實(shí)施例的透視圖。

圖11是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖10中的壓井泵的流體端塊的前視圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)與這里所公開的原理一致的示例性實(shí)施例的高壓循環(huán)泵100的局部剖視圖。高壓循環(huán)泵100可以是用于執(zhí)行高壓壓裂(fracing)操作的適當(dāng)?shù)谋?，并且可用于獲得15000psi或更高的壓強(qiáng)。高壓循環(huán)泵100包括動力端102和具有流體端塊104的流體端103。撐桿(stay rod)106將動力端102連接到流體端塊104的面向前方側(cè)。流體端塊104中形成有多個腔室，包括多個汽缸腔室(cylinder chamber)108(圖1中僅示出一個)。每一個汽缸腔室108與吸入歧管110和排出端口112相連通。吸入蓋板114在流體端104上的與撐桿106相反的后側(cè)處連接到各汽缸腔室108的端部。在吸入沖程過程中，吸入閥116使汽缸腔室108向吸入歧管110打開。在排出沖程期間，排出閥118打開汽缸腔室108的排出端口112。

泵100可以獨(dú)立地放在地面上，可以安裝到可在工作場所之間被牽引的拖車上，或者安裝到諸如用于海上作業(yè)的滑道(skid)上。動力端102包括曲軸122，其由大齒輪124轉(zhuǎn)動。小齒輪126嚙合大齒輪124。諸如發(fā)動機(jī)(未示出)等的動力源連接到小齒輪126，以使得大齒輪124轉(zhuǎn)動。連接桿128可轉(zhuǎn)動地連接到曲軸122。連接桿128具有與軸承端相反的曲柄銷端(wrist pin end)130，該軸承端連接到曲軸122。曲柄銷端130樞轉(zhuǎn)地連接到十字頭132。由于十字頭132被安裝在靜止十字頭外殼134內(nèi)，所以該十字頭132被約束為線性移動。因此曲軸122的轉(zhuǎn)動導(dǎo)致十字頭132往復(fù)運(yùn)動。輔助桿(pony rod)136連接到十字頭132。輔助桿136的相反的端連接到柱塞138。在一些實(shí)例中，柱塞138將直接連接到十字頭132，從而取消了輔助桿136。

柱塞138延伸通過流體端塊104中的柱塞孔洞150，該柱塞孔洞150通向汽缸腔室108。流體端塊104中的吸入和排出閥116和118通常被預(yù)定的壓力差致動。吸入閥116作為輸入閥操作以控制經(jīng)由吸入歧管110進(jìn)入汽缸腔室108的流體流，并且排出閥118作為輸出閥操作以控制經(jīng)由排出端口112從汽缸腔室108流出的流體流。柱塞138可以是多個柱塞中的一個。根據(jù)實(shí)施例，可根據(jù)泵100的尺寸使用三個或五個柱塞138。其他實(shí)施例具有不同數(shù)目的柱塞孔洞150和相應(yīng)數(shù)目的柱塞138。填密件(packing)152被安裝在柱塞孔洞150內(nèi)，以密封貼靠柱塞138的外徑。在所公開的示例性實(shí)施例中，填密件152被帶螺紋的止動螺母154保持在適當(dāng)位置。

圖2至圖5示出了形成圖1的流體端103一部分的流體端塊104的示例性實(shí)施例。在該實(shí)施例中，流體端塊104具有三個孔洞，且可被稱為三重流體端(triplex fluid end)。在可選的實(shí)施例中，流體端塊可具有五個孔洞，且稱為“五重”或五倍的流體端。其它流體端塊具有其它數(shù)目的孔洞。

參考圖2，比圖1中的示意性表示更詳細(xì)地示出了流體端塊104。流體端塊104具有主體部分156，該主體部分156具有前表面或前側(cè)160、后側(cè)162、外側(cè)164、底部166和頂部168。在所示的示例性實(shí)施例中，前側(cè)160大體上是平坦的，且可選地在其上部分可具有至少兩個階形凹入部分160a和160b。階形上部160a和160b也可以是平坦的。第一階形上部160a位于一平面中，該平面與包含前側(cè)160的平面平行且在該包含前側(cè)160的平面后方。第二階形上部160b從第一階形上部160a向上延伸且位于一平面中，該平面與包含第一階形上部160a的平面平行且在該包含第一階形上部160a的平面后方。前側(cè)160還可具有階形下部160c，該階形下部在與前側(cè)160平行且從該前側(cè)160凹入的平面中。流體端塊104還具有面向與前側(cè)160相反的方向的后側(cè)162。流體端塊104的兩個外側(cè)164與前側(cè)160垂直，且面向相反的方向。底部166和頂部168連接(join)前、后側(cè)160、162。進(jìn)出端口170被提供以用于安裝和拆卸閥116、118(圖1)，且進(jìn)出端口170延伸穿過頂部168。排出端口112位于所述外側(cè)164中的一個上。用于固定撐桿106(圖1)的帶螺紋撐桿孔172位于前側(cè)160上。

轂部176與流體端塊104一體形成，且從前側(cè)160伸出。轂部176包括接近各外側(cè)164的外轂部176a，和位于該兩個外轂部176a之間的至少一個中間轂部176b。在該示例中，僅存在一個中間轂部176b。在其他實(shí)施例中，存在多于一個的中間轂部，例如但不限于兩個、三個、四個或更多個中間轂部。每個轂部176是大體上圓柱形的構(gòu)件，其具有在流體端前側(cè)160的前面的前端178。各轂部176具有一個柱塞孔洞150，該柱塞孔洞150從前端178延伸到流體端塊104中。一組螺紋180，優(yōu)選為內(nèi)螺紋，在前端178處形成在每個柱塞孔洞150中?？蛇x地，每個轂部176可具有圓柱形基底部分182，該基底部分182的外徑大于圓柱形前部184。

還參考圖3，腹板190一體地形成在流體端前側(cè)160上，且與轂部176連接。該腹板190是從一個外側(cè)164延伸到另一個外側(cè)(除了與轂部176的相交處以外)的條帶，且該腹板190從流體端塊前側(cè)160突出。腹板190包括兩個外側(cè)部分190a，每個外側(cè)部分190a從外轂部176a中的一個延伸到外側(cè)164中的一個。腹板190還具有兩個中間部分190b，每個中間部分190b從中間轂部176b延伸到外轂部176a中的一個。腹板190具有上側(cè)192和下側(cè)194，該上側(cè)192和下側(cè)194具有直的部分以及曲線部分。圖3中示出了平面196。平面196穿過腹板190從一個外側(cè)164延伸到另一個外側(cè)，并且與上側(cè)192和下側(cè)194等距離地位于它們之間，且還經(jīng)過了每個柱塞孔洞150的每條軸線198。腹板190具有前向表面200，在此實(shí)施例中該前向表面200是平坦的，并且與轂部前端178和流體端塊前側(cè)160平行。

上側(cè)192和下側(cè)194分別在拉桿孔172與轂部176之間形成波浪形的曲線表面。因此，腹板190沒有拉桿(tie rod)孔。腹板190的這些上側(cè)和下側(cè)192、194形成為與前側(cè)160的表面基本垂直。上側(cè)192包括兩個外側(cè)部分192a，其分別具有與外側(cè)164中的一個連接的端部，上側(cè)192還包括部分圍繞每個轂部176的上部而凸起延伸(extending convexly)的圓周部分192b，以及上側(cè)192還包括分別在上圓周部分192b之間凹入延伸(extending concavely)的中間部分192c。在所示實(shí)施例中，凸起部分形成峰而凹入部分形成谷。在所示實(shí)施例中，下側(cè)194是上側(cè)的鏡像并且包括兩個外側(cè)部分194a，該外側(cè)部分194a分別具有與外側(cè)164中的一個連接的端部，且該下側(cè)194還包括部分圍繞每個轂部176的上部而凸起延伸的圓周部分194b，并且該下側(cè)194還包括分別在下圓周部分194b之間凹入延伸的中間部分194c。

在一些實(shí)施例中，上和下圓周部分192b、194b是與轂部176的直徑同心的凸起彎曲的表面。在本文中公開的實(shí)施例中，中間部分192c、194c是與拉桿孔172的直徑不同心的凹入彎曲表面，但圓滑地連接圓周部分192b、194b的凹入彎曲表面。在其他實(shí)施例中，根據(jù)轂部176和拉桿孔172的尺寸和位置，上和下側(cè)192、194的輪廓可改變成比這里所描述的更大或更小。此外，在一些實(shí)施例中，上和下側(cè)192、194可不是彼此的鏡像。

上側(cè)帶部(fillet)204將腹板上側(cè)192連接到流體端前側(cè)160。上側(cè)帶部204是從一個外側(cè)164連續(xù)延伸到另一個外側(cè)的彎曲表面。上側(cè)帶部204具有兩個外側(cè)部分204a，各外側(cè)部分204a具有與外側(cè)164中的一個連接的端部。每個帶部外側(cè)部分204a將腹板外側(cè)部分190a的上側(cè)192連接到流體端塊前側(cè)160，流體端塊前側(cè)160所在的表面相對于包含腹板外側(cè)部分190a的上側(cè)192的平面成90度。上側(cè)帶部圓周部分204b部分地圍繞各轂部176的上部延伸。上側(cè)帶部圓周部分204b是將每個轂部176的外徑的上部連接到流體端塊前側(cè)160的彎曲表面。在此示例中，上側(cè)帶部圓周部分204b關(guān)于柱塞軸線198延伸大約115度，但是該程度是可以改變的。在此示例性實(shí)施例，存在兩個上側(cè)中間帶部部分204c，其分別從上側(cè)圓周帶部部分204b的端部延伸到相鄰的上側(cè)圓周帶部部分的端部。上側(cè)中間帶部部分204c是大體上U形的，其中該“U”形的腿向上延伸。上側(cè)中間帶部部分204c是將中間腹板部分190b連接到流體端塊的前側(cè)160的彎曲表面。因此，在所示實(shí)施例中，上側(cè)圓周部分形成峰，而中間帶部部分形成谷。外側(cè)部分204a、圓周部分204b和中間部分204c形成從一個流體端外側(cè)164延伸到另一個流體端外側(cè)的連續(xù)上側(cè)帶部204。

下側(cè)帶部210是上側(cè)帶部204的倒像，且將腹板190的下側(cè)194連接到流體端塊104的前側(cè)160。下側(cè)帶部210是從一個外側(cè)164連續(xù)延伸到另一個外側(cè)164的彎曲表面。下側(cè)帶部210具有兩個外側(cè)部分210a，其分別具有與外側(cè)164中的一個連接的端部。每個帶部外側(cè)部分210a將外側(cè)腹板部分190a的下側(cè)194連接到流體端塊前側(cè)160，流體端塊前側(cè)160所在的表面相對于包含外側(cè)部分190a的下側(cè)194的平面成90度。下側(cè)帶部圓周部分210b部分地圍繞每個轂部176的下部而延伸。下側(cè)帶部圓周部分210b是將每個轂部176的外徑的下部連接到流體端塊的前側(cè)160的彎曲表面。在此示例中，下側(cè)帶部圓周部分210b關(guān)于柱塞軸線198延伸大約115度，但是該程度是可以改變的。存在兩個下側(cè)中間帶部部分210c，分別從下側(cè)圓周帶部部分210b的端部延伸到相鄰的下側(cè)圓周帶部部分的端部。

下側(cè)中間帶部部分210c是基本上U形的，其中該“U”形的腿向下延伸。下側(cè)中間帶部部分210c是將中間腹板部分190b連接到流體端塊的前側(cè)160的彎曲表面。外側(cè)部分210a、圓周部分210b和中間部分210c形成從一個流體端塊外側(cè)164延伸到另一個流體端塊外側(cè)的連續(xù)下側(cè)帶部210。上側(cè)帶部和下側(cè)帶部彼此不接觸。

參考圖4，每個轂部176的前端178位于與流體端塊104的前側(cè)160相距距離L處。該距離L可以不同，但是通常地大于每個轂部176的前部184的外徑D的一半。在此示例中，距離L約為外徑D的80％。在一些實(shí)施例中，距離L可以是在約5英寸至15英寸的范圍內(nèi)的距離，但在另外的實(shí)施例中，距離L可以是在約6英寸至8英寸的范圍內(nèi)的距離。在一個實(shí)施例中，尺寸L為大約7英寸?？梢栽O(shè)想到有其他距離。距離L還與柱塞138(圖1)的沖程的長度成比例。柱塞138的長沖程將導(dǎo)致更大的距離L。腹板190的前表面200位于與流體端塊104的前側(cè)160相距距離W處。該距離W小于距離L，而在另一個實(shí)施例中距離W小于距離L的一半。在此示例中，距離W約為距離L的35％，但是其可以改變。距離W可以是腹板190的寬度，優(yōu)選地在腹板外側(cè)部分190a和中間部分190b是相同的。在一些實(shí)施例中，距離W可以是在約1英寸至6英寸的范圍內(nèi)的距離，而在另外的實(shí)施例中，距離W可以是在約1.5英寸至3英寸的范圍內(nèi)的距離。在一個實(shí)施例中，距離W大約為2.25英寸。其他距離是可以設(shè)想到的。距離H是從腹板上側(cè)192到腹板下側(cè)194的距離，并且小于在腹板190上的中間部分190b與外側(cè)部分190a之間測量時的轂部外徑D。優(yōu)選地，距離H小于轂部外徑D的一半。在此實(shí)施例中，距離H大約是距離D的40％，但也可以改變。距離H可被看作腹板190的前表面200的豎直尺寸，并且在腹板外側(cè)部分190a和中間部分190b可以是相同的。圖5示出了腹板部分190a和190b的恒定不變的寬度。

仍參考圖4，圓柱形基底部分182的寬度P可以與每個轂部178的從流體端塊前表面160到轂部前端178突起的長度L相比。在所示的示例性實(shí)施例中，L/P的比率約為1.867。在其他實(shí)施例中，L/P的比率為從約1.750至約1.944的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，寬度P可以是在約0.5英寸至4英寸的范圍內(nèi)的寬度，而在其他實(shí)施例中，寬度P可以是在約1英寸至2英寸的范圍內(nèi)的寬度。在一個實(shí)施例中，寬度P約為1.5英寸因此。其他寬度是可以設(shè)想到的。

在此實(shí)施例中，上側(cè)帶部204和下側(cè)帶部210具有從一個外側(cè)164到另一個外側(cè)的恒定不變的半徑R。優(yōu)選地，半徑R的尺寸是大于從流體端塊前側(cè)160到腹板前表面200的距離W的一半。在示例性實(shí)施例中，半徑R為距離W的約60％，但是該半徑可以改變。在一些實(shí)施例中，半徑R可以是在約0英寸至3英寸的范圍內(nèi)的半徑，而在其他實(shí)施例中，半徑R可以是在約0英寸至1.38英寸的范圍內(nèi)的半徑。在一個實(shí)施例中，半徑R約為0.38英寸。其他半徑是可以設(shè)想到的。

參考圖6，每個轂部176具有壁厚度T，該壁厚度T是從接收填密件152的擴(kuò)孔(counterbore)212測量到基底部分182而測得的。在所示實(shí)施例中，厚度T比半徑R約等于1.5。在另一個實(shí)施例中，比率T/R在從約1.0至約2.25的范圍內(nèi)。

參考圖6，每個柱塞孔洞150在其中形成有擴(kuò)孔212，用于接收填密件152。擴(kuò)孔212導(dǎo)致了前向肩部214，該前向肩部214與填密件152的后端鄰靠。在此實(shí)施例中，前向肩部214被設(shè)置在轂部176內(nèi)，并且在流體端塊104的前側(cè)160的平面中。填密件152可以是多種類型的，并且可包含多個不同的環(huán)。僅作為示例，填密件152可以具有在其與肩部214鄰靠的后端處的除雜環(huán)(trash ring)216。除雜環(huán)216并不密封住壓力；而是用于將大顆粒的碎屑從填密件152的剩余部分排除。激勵環(huán)(energizing ring)218可與除雜環(huán)214的前側(cè)鄰靠。激勵環(huán)218也不密封到柱塞138；而是將主密封環(huán)220激勵成或變形成與擴(kuò)孔212的側(cè)壁和柱塞138的外徑密封接合。主密封件220通常地由比激勵環(huán)218更軟的橡膠類型的材料形成，并且可具有凹入的后側(cè)和突出的前側(cè)。硬塑料環(huán)222被設(shè)置在主密封環(huán)220的前側(cè)上。通常地由黃銅形成的套環(huán)(lantern ring)224，具有從其外徑延伸到其內(nèi)徑用于將潤滑劑分配到柱塞138的潤滑劑端口(未示出)。潤滑劑從延伸穿過轂部176的潤滑劑通道(未示出)供應(yīng)。一個或多個前向環(huán)226可被設(shè)置在套環(huán)224的前側(cè)，用于在安裝止動螺母154時適應(yīng)該止動螺母的旋轉(zhuǎn)以及用于阻止?jié)櫥瑒臄U(kuò)孔212前端漏出。

止動螺母154具有接合柱塞孔洞螺紋180的外螺紋230。止動螺母154具有與前向環(huán)226鄰靠的后端232。擰緊止動螺母154向填密件152施加軸向壓縮力，這導(dǎo)致主密封件220密封地接合柱塞138的外徑。因?yàn)樘峁┝碎g隙，所以柱塞138的外徑不會貼靠著止動螺母154的孔洞或柱塞孔洞150而滑動。

圖7至圖9示出了符合本發(fā)明原理的本文中用數(shù)字300參考的另一個示例性流體端塊。圖7是透視圖，圖8是前立面圖，而圖9是沿圖8中的線9-9截取的截剖視圖。參考所有這三幅圖，如以上討論的流體端塊104一樣，流體端塊300可形成圖1中的循環(huán)泵100的流體端103的一部分。流體端塊300具有與以上討論的流體端塊104相似的多個特征，以上討論的許多內(nèi)容均適用于流體端塊300。為了避免重復(fù)，將不再重新描述所有特征。在該示例性實(shí)施例中，流體端塊300包括主體部分302、多個轂部304和腹板部分306。

該主體部分302具有前表面或前側(cè)310、后側(cè)312、外側(cè)214、底部316和頂部318。前側(cè)310形成相對平坦的平面表面，并且如上所述，前側(cè)310還包括沿著上部的兩個平面的階形凹入部分310a、310b，且包括曲線的階形凹入部分310c，以及包括沿底部的平面的階形凹入部分310d。在此實(shí)施例中，階形凹入部分310a、310b、310d是大體上平坦的，并且可形成與前側(cè)310形成的平面平行的平面。曲線的階形凹入部分310c具有波狀輪廓320，該波狀輪廓320具有外側(cè)部分320a、圓周部分320b和中間部分320c。

仍參考圖7，如所示，后側(cè)312還包括曲線部分312a，其與曲線的階形凹入部分310c成鏡像關(guān)系。因此，其包括波狀輪廓322，該波狀輪廓322具有外側(cè)部分322a、圓周部分322b和中間部分322c。因此，在前曲線部分310a與后曲線部分312a之間的頂部表面318的寬度沿著頂部表面318的長度增大和減小。

在所示的示例性實(shí)施例中，頂部318中形成有多個進(jìn)出端口326，該進(jìn)出端口326提供了至內(nèi)部汽缸腔室的通路(如下文中將說明的)。進(jìn)出端口326使得能夠與高壓管連通，該高壓管從泵延伸到用于進(jìn)給至井眼的管會車(manifold truck)。

在此實(shí)施例中，曲線部分310c、312a部分與進(jìn)出端口326同心。更具體地，在公開的實(shí)施例中，圓周部分320b、322b與進(jìn)出端口324的內(nèi)徑同心，且中間部分320c、322c連接各個圓周部分。波狀輪廓320、322被圓滑地彎曲以限制應(yīng)力集中的同時仍為操作提供適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度。它們還可減少流體端塊的總重量，并且通過除去了不必要的或過多加固的材料而降低了材料成本。

如上所述，前側(cè)310包括形成在其中用于接收拉桿(圖1中示出)的多個拉桿孔328，該拉桿用于將流體端塊連接到循環(huán)泵的動力端102。在此實(shí)施例中，拉桿孔328是帶螺紋的并且被配置成將主體部分302連接到動力端102。因此，當(dāng)拉桿被緊固到適當(dāng)位置時，主體部分302被朝向循環(huán)泵的動力端拉動。因?yàn)槭┘拥妮d荷在主體部分上而不是轂部或腹板上，所以該轂部和腹板與多個轂部在其連接到拉桿的末端處具有法蘭的情況相比，可受到較少的應(yīng)力。

轂部304和腹板部分306以前文所述方式從前側(cè)310伸出。與上述的轂部176一樣，圖7至圖9中的轂部304與主體部分302一體地形成，并且包括兩個外轂部和位于兩個外轂部之間的至少一個中間轂部。每個轂部304的形狀大體上是圓柱形的，并且包括在主體前側(cè)310的前面的前端332。每個轂部304具有從前端332延伸到主體部分302中的柱塞孔洞334。在此實(shí)施例中，每個轂部304包括可選的圓柱形基底部分336，該基底部分336的外徑大于圓柱形前部338。

參考圖7-9，腹板部分306一體地形成在流體端前側(cè)310上，并且與轂部304連接。如本文中描述的腹板190一樣，腹板306是從一個外側(cè)314延伸到另一個外側(cè)的條帶，且該腹板從流體端塊前側(cè)310突出。腹板306包括兩個外側(cè)部分306a，每個外側(cè)部分306a從外轂部中的一個延伸到外側(cè)314中的一個。腹板306還具有兩個中間部分306b，每個中間部分306b在中間轂部與外轂部之間延伸。腹板306具有上側(cè)350和下側(cè)352，該上側(cè)350和下側(cè)352具有直的部分以及曲線部分。腹板306具有前向表面354，在此實(shí)施例中該前向表面354是平坦的，并且與轂部前端332和流體端塊前側(cè)310平行。

上側(cè)350和下側(cè)352分別在拉桿孔328與轂部304之間成波浪形的曲線表面。腹板306的這些上側(cè)和下側(cè)350、352形成為基本上與前側(cè)310的表面垂直。上側(cè)350包括兩個外側(cè)部分350a，該外側(cè)部分350a分別具有連接外側(cè)314中的一個的端部，上側(cè)350還包括部分圍繞每個轂部304的上部的凸出延伸的圓周部分350b，并且上側(cè)350還包括分別在上圓周部分350b之間凹入延伸的中間部分350c。在所示實(shí)施例中，下側(cè)352是上側(cè)的鏡像，并且包括兩個外側(cè)部分352a，該外側(cè)部分352a分別具有與外側(cè)314中的一個連接的端部，且下側(cè)352還包括部分圍繞每個轂部304的上部凸出地延伸的圓周部分352b，并且下側(cè)352還包括分別在上圓周部分350b之間凹入地延伸的中間部分352c。

在一些實(shí)施例中，上和下圓周部分350b、352b是與轂部304的直徑同心的凸出的彎曲表面。在一些實(shí)施例中，中間部分350c、352c是與拉桿孔328的直徑同心的凹入彎曲表面。在此示例中，中間部分350b、352b圍繞柱塞軸線360延伸約90度，而圓周部分350c、352c圍繞拉桿軸線362延伸約90度。在其他實(shí)施例中，根據(jù)轂部304和拉桿孔328的尺寸和位置，上和下側(cè)350、352的輪廓可改變成比這里描述的更大或更小。此外，在一些實(shí)施例中，上和下側(cè)350、352可不是彼此的鏡像。在圖7至圖9中所示的實(shí)施例中，存在兩個上側(cè)中間部分350c，其分別從上側(cè)圓周部分350b的一端部延伸到相鄰的上側(cè)圓周部分350b的一端部。

通過與以上關(guān)于流體端塊104描述的類似的方式，流體端塊300包括將腹板上側(cè)350連接到流體端前側(cè)310的上側(cè)帶部356。上側(cè)帶部356是從一個外側(cè)314連續(xù)延伸到另一個外側(cè)的彎曲表面。上側(cè)帶部356具有兩個外側(cè)部分356a、兩個圓周部分356b和兩個中間部分356c，以上述方式形成。同樣地，流體端塊300包括將腹板下側(cè)352連接到流體端前側(cè)310的下側(cè)帶部358。如上所述，下側(cè)帶部358包括外側(cè)部分358a、圓周部分358b和中間部分358c。

在所示示例中，腹板部分306的波狀設(shè)計為轂部304提供了應(yīng)力消除以及支撐，同時使拉桿孔328能夠被設(shè)置在轂部304附近，并且使拉桿孔328仍能形成在主體的前表面中，而不是與主體部分304前表面310偏離開的表面的面中。將拉桿附接到主體部分304的主前表面310可降低在其他情況下會施加于轂部上的應(yīng)力，因?yàn)檩灢?04不再是將泵的流體端連接到動力端的附接元件。

流體端塊300的尺寸可以與流體端塊104不同，但是也包括在每個轂部304前側(cè)332與前表面310之間的距離L，包括每個轂部304前部338的外徑D、在腹板306的前表面354與主體部分302的前表面310之間的腹板距離W、從腹板上側(cè)350到腹板下側(cè)352的距離H，且在所示的實(shí)施例中，在腹板306的中間部分306b和在腹板306的外側(cè)部分306a處該距離H小于轂部外徑D。此外，流體端塊300包括代表圓柱形基底部分336的長度的長度P。帶部356、358的半徑可具有恒定的半徑R，并且轂部304具有壁厚度T。以上關(guān)于流體端塊104討論了變量的尺寸。

圖9中的橫截面視圖是沿圖8中的線9-9截取的，更加詳細(xì)地示出了流體端塊300的室以及進(jìn)入和排出端口。例如，圖9示出了汽缸腔室366、柱塞孔洞334、吸入閥端口368、作為排出端口的進(jìn)出端口326，和第二進(jìn)出端口370。在使用中，吸入閥端口368與歧管連通，且進(jìn)出端口326與高壓流體管線連通。第二進(jìn)出端口370接收如圖1中所示的吸入蓋板。

圖10和圖11示出了根據(jù)本發(fā)明原理的用數(shù)字400指示的另一種示例性流體端塊。與以上討論的流體端塊104和300相似，流體端塊400可形成圖1的循環(huán)泵100的流體端103的一部分。流體端塊400具有與上述的流體端塊104和300相似的許多特征，并且以上描述的大部分均適用于流體端塊400。同樣，為了避免重復(fù)，將不再重新描述所有特征。流體端塊400與流體端塊300之間的主要差異是流體端塊300具有三重流體端，因?yàn)槠渚哂腥齻€轂部和三個孔洞，而流體端塊400具有五重或五倍的流體端，因?yàn)槠渚哂形鍌€轂部和五個孔洞。

如所示，流體端塊400包括主體部分402、多個轂部404和腹板部分406。在除了轂部的數(shù)目和該數(shù)目對流體塊不同特征的尺寸造成的影響以外的所有方面，以上的說明在所有方面均適用于流體端塊400。

在本文中討論的每一個實(shí)施例中，流體端塊主體部分、轂部和腹板與彼此一體地形成。即，不存在用于將轂部和腹板的部分固定到流體端塊和彼此固定的焊接或緊固件。因此，它們由整塊材料形成。流體端塊，轂部，和腹板的各部分由單件鋼合金鍛件形成，其在機(jī)械加工后保持成為單件構(gòu)件。優(yōu)選地，單件鋼合金鍛件被制成具有與流體端塊(包括主體、轂部和腹板)近似的尺寸。該單件鍛件還具有腔室，該腔室的尺寸與柱塞孔洞的尺寸近似?？蛇x地，這些特征中一些特征可以由單件鍛件整體機(jī)械加工成。接著制造商將單件鍛件機(jī)械加工成形狀如本文的圖中所示的單件構(gòu)件。機(jī)械加工操作通常提供轂部、柱塞孔洞、腹板和帶部的最終尺寸。也將形成柱塞孔洞螺紋。然后填密件和柱塞被插入到每個柱塞孔洞中，并且分開地機(jī)械加工的止動螺母被固定至該螺紋。

通過現(xiàn)將流體端塊的尺寸和形狀適當(dāng)調(diào)整成用于安裝到循環(huán)泵上，則流體端可被傳遞到循環(huán)泵的動力端。本文描述的流體端塊可用于構(gòu)建新的泵或者可用于整修或修理用過的循環(huán)泵。通過將柱塞插入到泵的柱塞孔洞中使得柱塞穿過止動螺母和填密件，則流體端塊可連接到動力端。在柱塞處于適當(dāng)位置時，拉桿可用于連接到流體端塊的前側(cè)中的拉桿孔。為了實(shí)現(xiàn)其，拉桿可放置成延伸經(jīng)過轂部且經(jīng)過在流體面上的轂部，以被接收在主體中形成的拉桿孔中。它們可以對齊成在峰之間通過或在腹板上的帶部之間通過，并且進(jìn)入前側(cè)的拉桿孔中，延伸超過腹板和轂部，其中腹板上可完全沒有拉桿孔。在拉桿連接到流體端塊時，拉桿可被拉緊以將流體端塊相對于動力端固定在適當(dāng)位置。由于拉桿繞開了轂部并且繞開了腹板，所以拉桿不會將直接的拉伸負(fù)荷施加到腹板或轂部上，減小了轂部上的總應(yīng)力并且潛在地延長了流體端塊的使用壽命。同時，由于拉桿在腹板的各部分之間延伸，在上和下表面的峰之間或者在腹板上的帶部之間延伸，所以拉桿可被設(shè)置在腹板和轂部附近，以在柱塞泵送流體時提供穩(wěn)定的支撐，以提供能將流體端塊保持在適當(dāng)位置的充分的保持力。由于現(xiàn)將流體端塊固定到循環(huán)泵的動力端，所以吸入歧管可被連接到流體端塊，并且泵可以連接到用于在泵送應(yīng)用中使用的歧管或附加管道。

以下參考圖1對操作進(jìn)行描述。然而，應(yīng)理解該討論適用于本文描述的所有流體端塊。在操作期間，隨著曲軸122轉(zhuǎn)動，柱塞138往復(fù)運(yùn)動，或者朝向以及遠(yuǎn)離汽缸腔室108縱向移動。隨著柱塞138遠(yuǎn)離汽缸腔室108地縱向移動，腔室108內(nèi)的流體的壓力降低，在輸入閥116上產(chǎn)生壓差，這將閥116致動，且使流體能從吸入歧管110進(jìn)入汽缸腔室108。隨著柱塞138繼續(xù)遠(yuǎn)離汽缸腔室108地縱向移動，泵送的流體進(jìn)入腔室108，直至汽缸腔室108內(nèi)部的流體與吸入歧管110中的流體之間的壓差小到足以使輸入閥116被驅(qū)動到其關(guān)閉位置。隨著柱塞138開始朝向汽缸腔室108縱向移動，汽缸腔室108內(nèi)的流體的壓力開始增大。隨著柱塞138接近汽缸腔室108，腔室108內(nèi)的流體壓力繼續(xù)增大，直至輸出閥118上的壓差大到足以驅(qū)動閥118和使流體能通過排出端口112從汽缸腔室108排出。在一個實(shí)施例中，流體僅僅被泵送通過柱塞138的一側(cè)，因此循環(huán)泵100是單動式循環(huán)泵。由于流體端塊主體、轂部和腹板與彼此一體地形成，因此與需要密封件和填密涵蓋的傳統(tǒng)兩部分設(shè)計相比，故障率降低并且在操作中流體端上的總應(yīng)力減小。此外，與傳統(tǒng)兩部分設(shè)計相比，使用一體形成的流體端塊主體、轂部和腹板減少了柱塞孔洞中的磨損。

在一些示例性實(shí)施例中，可以對流體端塊做出改變。在幾個示例性實(shí)施例中，替代用在高壓循環(huán)泵中或是除了用在高壓循環(huán)泵中之外，流體端塊或其部件還可用在其他泵和流體系統(tǒng)中。

在某些實(shí)施例的以上描述中，為了簡明起見將具體技術(shù)分類。然而，本發(fā)明并不旨在受限于這樣選擇的具體術(shù)語，并且應(yīng)理解每個具體術(shù)語包括以類似方式操作從而達(dá)到類似技術(shù)目的的其他技術(shù)等同物。諸如“左”和“右”、“前”和“后”、“上”和“下”這樣的術(shù)語以及類似術(shù)語是用作方便提供參考點(diǎn)的詞語，而并不構(gòu)成限制性術(shù)語。

在此說明書中，詞語“包括”應(yīng)被理解為其“開放性的”意思，即，為“包含性”的意思，而不是限制到其“封閉性的”意思，“封閉性的”意思為“僅由……組成”的意思。相應(yīng)意思同樣適用于其出現(xiàn)的不同形式“包括”、“被包括”。

此外，以上僅描述了本發(fā)明的一些實(shí)施例，可以對其作出替換、修正、附加和/或改變，而不會脫離公開的實(shí)施例的精神和范圍，該實(shí)施例為說明性的而不是限制性的。

此外，本發(fā)明是結(jié)合當(dāng)前認(rèn)為是最實(shí)用的和最優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行描述的，應(yīng)理解本發(fā)明并不受限于公開的實(shí)施例，而是相反的，本發(fā)明旨在覆蓋包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的不同修正和等同布置。并且，以上描述的不同實(shí)施例可以結(jié)合其他實(shí)施例，例如一個實(shí)施例的不同方面一起實(shí)施，來實(shí)現(xiàn)又另一個實(shí)施例。進(jìn)一步的，任意給定組件的每個獨(dú)立的特征或部件可構(gòu)成附加實(shí)施例。