CN102803801B - 流动管线挡板阀 - Google Patents

Abstract

一种止回阀组件具有本体，该本体具有与上游流动通道和下游流动通道相交的中心腔。座通过螺纹接合固定在上游流动通道中。进入孔与所述腔交叉并且具有形成在其内的支撑肩部。保持件被支撑在所述支撑肩部上。挡板可枢转地固定到所述保持件并且位于所述腔中用以在打开位置和阻止流过所述座的闭合位置之间移动。进入孔中的直边缘部分与保持件中的直边缘部分接合，以防止所述保持件的转动。紧固件延伸通过所述支撑肩部中的穿孔，以与所述座相接合从而防止所述座的转动。

Description

流动管线挡板阀

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年4月20日提交的，序列号为61/170,917的美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明总体上涉及流动管线止回阀，并且具体地涉及用在油田维护操作中的挡板阀。

背景技术

止回阀通常用在井液压破裂操作中。通过流动管线将大泵连接到井，用以在高压力下将诸如水的流体泵送到井中，从而破裂地岩层。各种止回阀被连接到流动管线中，以防止返流回到泵。

常规的止回阀具有本体，所述本体具有由中心腔间隔开的上游流动通道和下游流动通道。阀座通过干涉配合压到下游流动通道中。挡板组件通过进入孔插入到本体中，用于与阀座接合。

尽管这种类型的止回阀工作良好，但是，通过止回阀的高流动速度可趋于使座从流动通道移除。其它改进也是所期望的，诸如简化挡板组件。

发明内容

一种止回阀组件，包括：具有中心腔的本体，所述中心腔与上游流动通道和下游流动通道相交，所述流动通道具有共同的流动通道轴线，该上游通道具有限定面向下游肩部的沉孔；座，所述座具有通过其的中心开口并且通过螺纹接合固定至所述上游流动通道中，该座的下游侧具有比该座的上游侧大的直径，限定了具有面向上游肩部的凸缘，该面向上游肩部与所述腔的上游壁间隔开一间隙，且所述座的上游端与所述本体的所述面向下游肩部邻接，所述座的所述上游侧具有与所述本体的所述面向下游肩部邻接并将其密封的密封件；与所述腔相交的进入孔，所述进入孔具有横向于所述流动通道轴线的进入孔轴线；形成在所述进入孔中的支撑肩部；可插入到所述进入孔中的保持件，所述保持件至少部分地围绕所述进入孔延伸并且处于所述支撑肩部上；和挡板，所述挡板可枢转地固定至所述保持件并且位于所述腔中以在打开位置和阻止流动通过所述座的所述开口的闭合位置之间移动。

挡板阀组件具有本体，所述本体具有由腔间隔开的上游流动通道和下游流动通道。进入孔横向于所述流动通道地延伸到所述腔中。阀座通过带螺纹的装置而不是通过压配合固定在上游流动通道中。用于挡板的保持件被支撑在所述进入孔中的支撑肩部上。挡板可枢转地安装至所述保持件并且延伸到所述腔中。防转动装置防止所述保持件在所述进入孔中转动。

在优选的实施方式中，所述防转动装置包括形成在所述进入孔中、在所述肩部下面的直边缘部分。所述保持件具有下垂凸缘，所述下垂凸缘具有与所述进入孔中的直边缘部分接合的直边缘部分。

在优选实施方式中，所述支撑肩部在所述座之上具有更宽部分。紧固件延伸通过所述支撑肩部的更宽部分中的孔，进入到与所述座接合中，以防止所述座的转动。

优选地，所述座具有上游侧，该上游侧邻接并且密封到所述本体中的上游通道中的面向下游的肩部。所述座可具有在它的下游侧上的外凸缘。在优选实施方式中，所述凸缘具有面向上游的肩部，该肩部与所述腔的上游壁间隔开一间隙。所述紧固件可以是与所述凸缘的边沿接合的固定螺钉。

附图说明

图1是根据本发明构造的挡板阀的剖视图。

图2是图1的挡板阀的本体的剖视图，其中去除掉了一些部件。

图3是沿着图2的线3-3截取的挡板阀的本体的剖视图。

图4是用于图1的挡板阀的保持件的顶视图。

图5是沿着图4的线5-5截取的，图4的保持件的剖视图。

图6是图4的保持件的底视图。

图7是图4的保持件当从右侧看时的侧视图。

图8是图1的挡板阀的部分地剖开的透视图。

具体实施方式

参考图2，挡板阀11具有本体13，本体13具有上游端15和下游端17。本体13通常连接至流动管线中，所述流动管线具有在从上游端15朝向下游端17的单个方向上的流动。在该实施例中，上游端15具有用于接收常规的连接接头的套环的外螺纹。下游端17处于所述连接接头的匹配构造中。然而，下游端17和上游端15可颠倒。此外，可使用除了接头式连接以外的其它类型的连接，诸如夹子。

本体13具有上游通道23、中心腔或室21，和下游通道19。上游通道23和下游通道19是沿着流动通道轴线24同轴的。进入孔25形成在所述本体13中，用以进入中心室21。进入孔25位于优选为垂直于流动通道轴线24并且与流动通道轴线24交叉的轴线26上。

上游壁或肩部27位于所述中心室21的上游端和上游通道23之间的交叉点处。这个肩部，在这里被称作接合肩部27，在垂直于轴线24的平面中。上游通道23具有沉孔，所述沉孔在接合肩部27处开始并且向上游延伸一选定距离，终止于沉孔肩部29。沉孔肩部29也在垂直于轴线24的平面中并且面向下游。一组螺纹31形成在接合肩部27和沉孔肩部29之间的上游通道23中。优选为，螺纹31在接合肩部27处开始并且在到达沉孔肩部29之前终止。

进入孔25也具有一组内螺纹33。螺纹33被设置成接纳在图1中由点划线示出的帽35，所述帽35形成进入孔25内的密封。进入孔支撑肩部37面向上朝向螺纹33。进入孔肩部37是环形的，但是在它的上游侧上相对于进入孔轴线26具有更大的径向尺寸或宽度，限定凸缘39。凸缘39的径向尺寸是沿着轴线26的径向线从进入孔25的侧壁到凸缘39的端部40的径向距离。在图3中也示出了，凸缘39的端部40是位于与流动通道轴线24垂直的平面中的直边缘。然而，凸缘的端部40可以是除了直的之外的其它形状。穿孔41，优选为带螺纹，位于凸缘39内并且向下延伸到中心室21中。

还参考图4，保持件43被支撑在进入孔肩部37和凸缘39上。保持件43是具有大中央通孔44的平坦盘。在这个实施例中，保持件43具有马蹄形的形状，具有两个下游端45，所述两个下游端45限定到达内部通孔44的间隙或入口；然而，根据需要，可去除端部45，以使保持件43是完整的环形。如图5所示的那样，保持件43具有沿着其周边延伸的下垂凸缘47。相对于进入孔26，凸缘47具有大约与进入孔肩部37相同的径向尺寸的部分。如图6中所示的那样，凸缘47在它的上游侧上具有更大的径向尺寸或厚度，以匹配凸缘39的径向尺寸。凸缘47具有直边缘部分48，其与轴线孔肩部的直边缘部分40匹配和接触的。当彼此对齐地接触时，直边缘部分40、48起到防转动装置的作用，以防止保持件43的转动。

也如同在图6和7中所示的那样，保持件43在其下侧具有两个间隔开的铰接块49。铰接块49位于保持件43的上游侧处并且通过内通孔44彼此间隔开。各铰接块49具有从其中延伸通过的穿孔51。如图5中所示，各穿孔51优选为椭圆形。穿孔51的中心点彼此重合。

参考图1，座53具有外螺纹54，其与上游通道23的内螺纹31啮合。不是将外螺纹54直接设置在座53上，其它带螺纹的配置是可行的，诸如使用单独的带螺纹的保持环。座53具有延伸通过其中的开口或座通道55；通道55与流动管线通道23和19同轴的并且具有与流动管线通道23和19相同的直径。座53具有在它的上游端上的圆形密封件57，其邻接并且密封靠在沉孔肩部29上。可选地，围绕座55的上游端的圆周的密封件，与上游通道23的不带螺纹部分相接合是可行的。座55在它的下游端上具有外部凸缘59，其具有比螺纹54更大的外直径。凸缘59的外直径大约与中心室21的位于中心室21的上游端处的内直径相同。凸缘59具有与接合肩部27间隔开间隙的面向上游的侧。固定螺钉61延伸通过穿孔51并且接合凸缘59的外直径，以防止座53从螺纹31松开。

仍参考图1，挡板63在它的上游侧可具有垫圈65，用于与座53的下游侧接合，从而阻止从中心室21到上游通道23中的任何反向流动。挡板63通过包括两个凸片（仅示出一个）的U形夹67可枢转地连接到保持件43。U形夹67配合在所述两个铰接块49之间（图6）。U形夹67具有与铰接块的椭圆形孔51对准的圆柱形穿孔69（图6）。单个销71延伸通过穿孔69和51，以将挡板63可枢转地固定到保持件43。图8示出了U形夹67的其中一个臂和销71。

通过将座53固定到螺纹31而组装挡板阀11。固定螺钉61将被固定靠在座凸缘59上。U形夹67被销接到保持件43，接着将挡板63和保持件43的组件插入到进入孔25中。因为保持件的铰接块49将邻接凸缘39的端部40以及凸缘的直边缘部分48，所以保持件43将是自对准的。铰接块49和凸缘的直边缘部分48与凸缘的端部40的接合防止保持件43围绕进入孔25的轴线26的任何转动。然后将帽35固定到进入孔25中，以与进入孔25形成密封。帽35的下部部分邻接保持件43的上侧，以将保持件43保持在进入孔肩部37上。

在操作时，正常的流动将是从图1的左侧朝向右侧。从上游通道23到右侧的流动使得挡板63摆动打开，如同由箭头所指示的那样。当流动压力终止时，重力将使得挡板63移动回到图1中所示的位置。如果偶尔，下游通道19中的流体压力变得高于上游通道23中的流体压力，那么挡板63与座53的接合将防止在反向方向上的任何流动。座53的在上游流动通道23中的螺纹接合减少向下游流动以将座53从上游流动通道23移除的机会。

尽管已经在它的多个形式中的仅仅其中一个中示出了本发明，但是，这对本领域技术人员来说将是显而易见的，即，它不是限定性的而是在不脱离本发明的范围的情况下易于进行多种改变的。

Claims (18)

1.一种止回阀组件，包括：

具有中心腔的本体，所述中心腔与上游流动通道和下游流动通道相交，所述流动通道具有共同的流动通道轴线，该上游通道具有限定面向下游肩部的沉孔；

座，所述座具有通过其的中心开口并且通过螺纹接合固定至所述上游流动通道中，该座的下游侧具有比该座的上游侧大的直径，限定了具有面向上游肩部的凸缘，该面向上游肩部与所述腔的上游壁间隔开一间隙，且所述座的上游端与所述本体的所述面向下游肩部邻接，所述座的所述上游侧具有与所述本体的所述面向下游肩部邻接并将其密封的密封件；

与所述腔相交的进入孔，所述进入孔具有横向于所述流动通道轴线的进入孔轴线；

形成在所述进入孔中的支撑肩部；

可插入到所述进入孔中的保持件，所述保持件至少部分地围绕所述进入孔延伸并且处于所述支撑肩部上；和

挡板，所述挡板可枢转地固定至所述保持件并且位于所述腔中以在打开位置和阻止流动通过所述座的所述开口的闭合位置之间移动。

2.如权利要求1所述的止回阀组件，进一步包括：

具有一个在所述保持件上的部分和一个在所述支撑肩部上的部分的防转动装置，所述防转动装置防止所述保持件的转动。

3.如权利要求1所述的止回阀组件，进一步包括：

从所述支撑肩部朝着所述腔延伸的直边缘；和

从所述保持件延伸的凸缘，所述凸缘具有与所述直边缘对齐的直部分。

4.如权利要求1所述的止回阀组件，其中：

所述支撑肩部围绕所述进入孔的内直径连续地延伸；

所述支撑肩部在所述进入孔的上游侧上具有比所述支撑肩部的剩余部分更宽的部分；

在所述更宽的部分中形成穿孔；且

紧固件延伸通过所述穿孔并且延伸至与所述座的接合中，该紧固件防止所述座在所述上游通道内转动。

5.如权利要求1所述的止回阀组件，其中所述保持件包括：

盘，其具有通过该盘的中央通孔；并且

其中所述挡板通过销和U形夹装置可枢转地固定至所述盘。

6.如权利要求1所述的止回阀组件，其中：

所述上游流动通道具有一组内螺纹；且

所述座具有一组固定到所述内螺纹的外螺纹。

7.如权利要求1所述的止回阀组件，其中：

所述密封件的外直径比所述座的外直径小，且所述密封件的内直径比所述座的内直径大。

8.如权利要求1所述的止回阀组件，进一步包括：

一组从所述支撑肩部向外地形成在所述进入孔中的螺纹；

固定到所述进入孔中的螺纹并且接触所述保持件以将所述保持件保持在所述支撑肩部上的帽。

9.一种止回阀组件，包括：

具有中心腔的本体，所述中心腔与上游流动通道和下游流动通道相交，所述流动通道具有共同的流动通道轴线；

所述上游流动通道具有一组与所述腔邻近的内螺纹和在所述内螺纹的上游的面向下游的肩部；

座，所述座具有上游侧和下游侧，通过其的中心开口，圆周，该圆周具有一组与所述上游流动通道中的所述内螺纹接合的外螺纹，所述座的所述上游侧具有密封件且邻接所述面向下游的肩部，并且所述座的所述下游侧具有比所述座的上游侧大的直径，限定了具有面向上游肩部的凸缘，该凸缘的面向上游肩部与所述腔的上游壁间隔开一间隙；

与所述腔相交的进入孔，所述进入孔具有垂直于所述流动通道轴线的进入孔轴线；

形成在所述进入孔中并且面向上的支撑肩部，所述支撑肩部至少部分地围绕所述进入孔的内直径邻近所述进入孔与所述腔的接合处地延伸；

可插入到所述进入孔中的保持件，所述保持件是具有与所述腔连通的中央通孔的盘，所述保持件至少部分地围绕所述进入孔延伸并且被支撑在所述支撑肩部上；

在所述保持件上的铰接块；

在所述进入孔中并且在所述保持件上的防转动装置，所述防转动装置防止所述保持件的转动；和

挡板，所述挡板通过销可枢转地固定至所述保持件的所述铰接块上，并且位于所述腔中用以在打开位置和阻止流动通过所述座的所述开口的闭合位置之间移动。

10.如权利要求9所述的止回阀组件，其中所述防转动装置包括：

从所述支撑肩部向下延伸的直边缘；和

从所述保持件向下延伸的凸缘，所述凸缘具有与所述直边缘对齐以确保所述保持件与所述座的方位的直部分。

11.如权利要求9所述的止回阀组件，其中：

所述支撑肩部在垂直于所述进入孔轴线的平面中围绕所述进入孔的所述内直径连续地延伸；

所述支撑肩部在所述座之上具有比所述支撑肩部的剩余部分更宽的部分；

在所述更宽的部分中形成穿孔；和

紧固件延伸通过所述穿孔并且延伸到与所述座接合中，所述紧固件防止所述座在所述上游通道内转动。

12.如权利要求9所述的止回阀组件，其中：

所述密封件的外直径比所述座的外直径小，且所述密封件的内直径比所述座的内直径大。

13.如权利要求9所述的止回阀组件，其中所述防转动装置包括：

从所述支撑肩部向下延伸的直边缘；且

其中所述铰接块接合所述直边缘。

14.如权利要求9所述的止回阀组件，进一步包括：

一组在所述支撑肩部上方的所述进入孔中形成的螺纹；和

帽，所述帽固定至所述进入孔中的所述螺纹上，并且与所述保持件的上侧邻接以将所述保持件保持在所述支撑肩部上。

15.一种止回阀组件，包括：

具有中心腔的本体，所述中心腔与上游流动通道和下游流动通道相交，所述流动通道具有共同的流动通道轴线，所述上游通道具有限定面向下游肩部的沉孔；

所述上游流动通道具有一组内螺纹；

座，所述座具有上游侧和下游侧，通过其的中央开口，所述上游侧具有一组与所述上游流动通道中的所述内螺纹接合的外螺纹，和在所述座的所述上游侧上的外凸缘，该外凸缘与所述腔的上游壁间隔开一间隙，且所述座的上游侧具有密封件且与所述本体的面向下游肩部邻接；

与所述腔相交的进入孔，所述进入孔具有垂直于所述流动通道轴线的进入孔轴线；

围绕所述进入孔的内直径形成的、面向上的并且位于垂直于所述进入孔轴线的平面中的支撑肩部；

紧固件，所述紧固件延伸通过所述支撑肩部中的穿孔进入到与所述座的凸缘的接合中以防止所述座转动；

可插入到所述进入孔中的保持件，所述保持件是具有中央通孔的盘，所述保持件被支撑在所述支撑肩部上；

在所述保持件上的至少一个铰接块；

直边缘部分，其从所述支撑肩部向下延伸并且被所述保持件接合以防止所述保持件的转动；和

挡板，所述挡板可枢转地固定至所述保持件上的所述至少一个铰接块和销，并且位于所述腔中用以在打开位置和阻止流动通过所述座的开口的闭合位置之间移动。

16.如权利要求15所述的止回阀组件，其中：

所述至少一个铰接块包括彼此间隔开的一对铰接块。

17.如权利要求15所述的止回阀组件，其中所述保持件具有大体上马蹄形的形状的构造。

18.如权利要求15所述的止回阀组件，其中所述保持件可从与所述座相分离的所述进入孔拆掉。

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