CN109291002A - 凡尔胶皮拆卸装置及凡尔专用工具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凡尔胶皮拆卸装置及凡尔专用工具。凡尔专用工具包括安装单元和拆卸单元，拆卸单元包括架体，架体上设有凡尔支撑座，架体上还在凡尔支撑座的一侧设有压刀安装座，压刀安装座上导向移动安装有压刀，在凡尔固定在凡尔支撑座上时，压刀对应于胶皮和凡尔体上侧槽壁之间的缝隙位置且其导向移动方向垂直于凡尔的轴线，凡尔支撑座和/或压刀安装座可绕凡尔的轴线转动，压刀的刀头具有在其径向靠近所述缝隙时将胶皮朝向凡尔体下侧槽壁推动的楔面。本发明的凡尔专用工具操作简单，很大程度提高了拆卸效率且能够避免损伤凡尔体。

Description

凡尔胶皮拆卸装置及凡尔专用工具

技术领域

本发明涉及凡尔胶皮拆卸装置及凡尔专用工具。

背景技术

在油气田开发中，为实现油气井增产，经常会对井下地层进行压裂作业。目前的压裂泵车广泛依靠高压柱塞泵把液体从低压转为高压泵入油气井中，压开地层，产生油气通道。高压柱塞泵中的泵阀总成俗称凡尔，主要由凡尔体和胶皮组成，凡尔体具有胶皮安装槽，其内安装有凡尔胶皮。由于要承受高压，常会发生凡尔胶皮磨损严重而导致密封性变差，因此现场作业过程中需要经常更换凡尔胶皮。而凡尔胶皮与凡尔体之间一般为过盈配合装配，胶皮拆卸较为困难。目前普遍使用的拆卸方法是用一字螺丝刀拆卸凡尔胶皮，拆卸时需要同时配合敲击物进行敲打，螺丝刀进入凡尔体与凡尔胶皮之间缝隙后以凡尔体主体边缘为支点撬动凡尔胶皮。这种拆卸方法不仅耗时较长、操作劳动强度大，而且还会对凡尔体自身造成一定程度的损坏，降低凡尔体使用寿命。

发明内容

本发明提供了一种凡尔胶皮拆卸装置，以解决人工进行胶皮拆卸存在的拆卸效率低且易造成凡尔体损伤的问题；同时本发明还提供了一种凡尔专用工具，以解决胶皮更换时人工进行胶皮拆卸存在的拆卸效率低、易造成凡尔体损伤、胶皮更换效率低的问题。

为实现上述目的，本发明的凡尔胶皮拆卸装置包括拆卸单元，拆卸单元包括架体，架体上设有凡尔支撑座，架体上还在凡尔支撑座的一侧设有压刀安装座，压刀安装座上导向移动安装有压刀，在凡尔固定在凡尔支撑座上时，压刀对应于胶皮和凡尔体上侧槽壁之间的缝隙位置且其导向移动方向垂直于凡尔的轴线，凡尔支撑座和/或压刀安装座可绕凡尔的轴线转动，压刀的刀头具有在其径向靠近所述缝隙时将胶皮朝向凡尔体下侧槽壁推动的楔面。将凡尔固定到凡尔支撑座上后，控制压刀刀头向胶皮和凡尔体上侧槽壁之间的缝隙位置移动，刀头与凡尔发生相对转动而将胶皮从凡尔体上剥离，拆卸过程操作简单，很大程度提高了拆卸效率且能够避免损伤凡尔体。

所述凡尔支撑座具有当凡尔固定在其上时凡尔轴线竖向延伸的支撑固定结构，这样便于凡尔体的固定放置。

在上述凡尔胶皮拆卸装置的基本方案的基础上，将凡尔支撑座转动安装在架体上并在安装上凡尔时绕凡尔轴线转动。

进一步地，所述拆卸单元还包括驱动电机，通过驱动电机带动凡尔支撑座转动。

在上述任意一种方案的基础上，所述压刀安装座上还设有驱动压刀背离凡尔支撑座运动的弹簧，所述架体上还安装有带动压刀朝向凡尔支撑座运动的压杆。

当然，压杆优选采用省力杠杆。

本发明的凡尔专用工具包括安装单元和拆卸单元，拆卸单元包括架体，架体上设有凡尔支撑座，架体上还在凡尔支撑座的一侧设有压刀安装座，压刀安装座上导向移动安装有压刀，在凡尔固定在凡尔支撑座上时，压刀对应于胶皮和凡尔体上侧槽壁之间的缝隙位置且其导向移动方向垂直于凡尔的轴线，凡尔支撑座和/或压刀安装座可绕凡尔的轴线转动，压刀的刀头具有在其径向靠近所述缝隙时将胶皮朝向凡尔体下侧槽壁推动的楔面。将凡尔固定到凡尔支撑座上后，控制压刀刀头向胶皮和凡尔体上侧槽壁之间的缝隙位置移动，刀头与凡尔发生相对转动而将胶皮从凡尔体上剥离，拆卸过程操作简单，很大程度提高了拆卸效率且能够避免损伤凡尔体，使胶皮更换效率得到提高。

所述凡尔支撑座具有当凡尔固定在其上时凡尔轴线竖向延伸的支撑固定结构，这样便于凡尔体的固定放置。

在上述凡尔专用工具的基本方案的基础上，将凡尔支撑座转动安装在架体上并在安装上凡尔时绕凡尔轴线转动。

进一步地，所述拆卸单元还包括驱动电机，通过驱动电机带动凡尔支撑座转动。

在上述凡尔专用工具的任意一种方案的基础上，所述压刀安装座上还设有驱动压刀背离凡尔支撑座运动的弹簧，所述架体上还安装有带动压刀朝向凡尔支撑座运动的压杆。

当然，压杆优选采用省力杠杆。

在上述凡尔专用工具的基本方案的基础上，安装单元包括支架，支架上具有至少一个安装工位，每个安装工位处配置有胶皮支撑部以及凡尔体支撑件，胶皮支撑部具有轴向支撑胶皮的胶皮支撑面，胶皮支撑部的中部具有供凡尔体支撑件在轴向与其发生相对移动的移动通道，凡尔体支撑件具有在轴向上径向尺寸逐渐增大的胶皮撑开面，凡尔体支撑件具有轴向支撑凡尔体下侧槽壁的凡尔体支撑面，且该支撑面位于凡尔体支撑件的大径端以在凡尔体支撑件的小径端在前向胶皮支撑部移动时将胶皮支撑面上的胶皮径向撑开并使胶皮在胶皮撑开面的末端滑入凡尔体上的胶皮安装槽，该专用工具还包括与胶皮支撑部轴向相对设置的压头，压头可相对胶皮支撑部移动而使凡尔体支撑件进入所述移动通道。安装单元操作方便，安装效率高且能够避免损伤凡尔体及凡尔胶皮，将安装单元与拆卸单元集合在一套凡尔专用工具中，只需要通过一套工具即可实现胶皮更换的完整操作过程，使用方便；还可以一边使用安装单元进行胶皮安装，另一边使用拆卸单元对另外一套凡尔进行胶皮拆卸，从而大幅度提高了凡尔胶皮更换效率。

进一步地，所述胶皮支撑部为圆筒，圆筒内部空间构成所述移动通道，圆筒一端端面构成所述胶皮支撑面。这样设置的好处是圆筒结构简单，便于固定。

所述凡尔体支撑件为锥形筒，锥形筒的外周面构成所述胶皮撑开面。锥形筒的结构简单，在撑开胶皮的过程中，锥形筒的外侧面与胶皮内侧面均匀接触，使胶皮每个方向所受到的撑紧力大小都相等，胶皮一圈被均匀撑大。

附图说明

图1为本发明的凡尔专用工具的具体实施例在使用状态下的示意图；

图2为图1中凡尔支撑座的俯视图；

图3为图1中A部分结构的爆炸图；

图中：1-安装单元；11-支架；12-胶皮支撑部；121-胶皮支撑面；13-凡尔体支撑件；131-凡尔体支撑面；132-胶皮撑开面；14-压头；15-驱动机构；2-拆卸单元；21-架体；22-压刀安装座；23-压刀；231-刀头；24-凡尔支撑座；241-传动轴安装孔；25-驱动电机；26-压杆；27-弹簧；28-传动轴；29-传动轴固定压片；210-拆卸单元开关；3-胶皮；4-凡尔体；41-胶皮安装槽；411-上侧槽壁；412-下侧槽壁；5-凡尔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的凡尔专用工具的具体实施例，如图1所示，包括安装单元1和拆卸单元2，拆卸单元2包括架体21，架体21上安装有驱动电机25，传动轴28远离驱动电机25的一端固定连接有凡尔支撑座24。凡尔支撑座24中部设有传动轴安装孔241，如图2所示，传动轴28伸入传动轴安装孔241中且与凡尔支撑座24相对固定，驱动电机25通过传动轴28带动凡尔支撑座24转动。架体21上还设有传动轴固定压片29。凡尔支撑座24具有用于支撑并固定凡尔5的支撑固定结构，当凡尔5固定在凡尔支撑座24上时凡尔5轴线竖向延伸，驱动电机25带动凡尔支撑座24绕凡尔5轴线转动。架体21上还在凡尔支撑座24的一侧设有压刀安装座22，压刀安装座22上导向移动安装有压刀23，当凡尔5固定在凡尔支撑座24上时，压刀23正对胶皮3和上侧槽壁411之间的缝隙位置。压刀23可沿水平方向导向移动，压刀23的刀头231具有楔面，当刀头231沿水平方向靠近胶皮3和上侧槽壁411之间的缝隙时能够将胶皮3朝向下侧槽壁412推动。架体21上安装有压杆26，压杆26带动压刀23朝向凡尔支撑座24运动。压刀安装座22上设置有弹簧27，弹簧27能够驱动压刀23背离凡尔支撑座24运动。压杆26采用省力杠杆。架体21上还设有拆卸单元开关210，用于控制拆卸单元2开始工作与停止工作。

如图1、图3所示，安装单元1包括支架11，支架11上设有两个安装工位，每个安装工位处均配置有胶皮支撑部12和凡尔体支撑件13。胶皮支撑部12为圆筒，圆筒内部空间构成供凡尔体支撑件13在竖向方向与其发生相对移动的移动通道，且能够将凡尔体支撑件13完全容纳其中。圆筒上端端部具有用于支撑胶皮3的胶皮支撑面121，胶皮支撑面121竖向支撑胶皮3。凡尔体支撑件13为大口朝上、小口朝下的锥形筒，锥形筒的大径端具有用于竖向支撑凡尔体下侧槽壁412的凡尔体支撑面131。锥形筒的外周面构成用于径向撑开胶皮的胶皮撑开面132。胶皮3放在胶皮支撑面121上，控制锥形筒朝向胶皮支撑部12移动的过程中锥形筒外周面逐渐径向撑开胶皮3，使胶皮3在锥形筒外周面的上端滑入凡尔体4上的胶皮安装槽41。凡尔体支撑件13的正上方设有压头14，压头14被驱动机构15带动而在上下方向作直线运动，当压头14向下运动时推动凡尔体4以及凡尔体支撑件13一起朝向胶皮支撑部12运动。

使用该凡尔专用工具进行胶皮拆卸时，先将凡尔5固定到凡尔支撑座24上，然后启动驱动电机25，凡尔支撑座24连同凡尔5开始旋转，此时操作压刀23向凡尔支撑座24移动，使刀头231刚好卡入胶皮3和上侧槽壁411之间的缝隙中，随着刀头231完成进刀，凡尔5旋转一周，胶皮3即可与凡尔体4分离。拆卸过程操作方便，节省了人员投入，提高了拆卸效率且能够避免损伤凡尔体4。

使用该凡尔专用工具进行胶皮安装时，先将压头14上提至适当高度，然后将胶皮3放在胶皮支撑面121上，将凡尔体支撑件13的小径端放入胶皮3内圈，将凡尔体4放入凡尔体支撑件13的大径端，全部放好后控制压头14下落。随着压头14向下移动，凡尔体支撑件13进入胶皮支撑部12内越来越深。当凡尔体支撑件13完全进入胶皮支撑部12内时，胶皮3正好在胶皮支撑面121的末端滑入凡尔体4上的胶皮安装槽41，即完成安装；之后控制压头14上提至适当高度，将安装有胶皮3的凡尔体4取出即可。安装过程操作方便，节省了人员投入，提高了安装效率且能够避免损伤凡尔体4及胶皮3。

将安装单元与拆卸单元集合在一套凡尔专用工具中，只需要通过一套工具即可实现胶皮更换的完整操作过程，使用方便且可以避免损伤凡尔体；还可以一边使用安装单元进行胶皮安装，另一边使用拆卸单元对另外一套凡尔进行胶皮拆卸，从而大幅度提高了凡尔胶皮更换效率。

上述实施例中，拆卸单元的凡尔支撑座具有用于支撑并固定凡尔的支撑固定结构，当凡尔固定在凡尔支撑座上时凡尔轴线竖向延伸。在其他实施例中，当凡尔固定在凡尔支撑座上时凡尔轴线也可以横向延伸，这样需要将凡尔横向固定，存在固定不方便的问题。

要想进行胶皮拆卸必须保证凡尔支撑座和压刀安装座发生相对转动，上述实施例中将凡尔支撑座转动安装在架体上，压刀安装座固定安装在架体上，当安装上凡尔时，凡尔支撑座可绕凡尔轴线转动。在其他实施例中，也可以将凡尔支撑座固定安装，而在安装上凡尔时使压刀安装座绕凡尔的轴线转动；或者，在安装上凡尔时使凡尔支撑座和压刀安装座一起绕凡尔的轴线转动。当凡尔支撑座和压刀安装座一起转动时，如果转动方向同为顺时针或同为逆时针，则必须满足二者转速不同；当其中一个顺时针转动，另一个逆时针转动时，则对转速没有特殊要求。

上述实施例中，通过压杆带动压刀朝向凡尔支撑座运动，在压刀安装座上设有弹簧，通过弹簧驱动压刀背离凡尔支撑座运动，在其他实施例中，还可以通过伸缩缸、丝杠螺母机构或者直线电机等带动压刀作直线往复运动。

上述实施例中，安装单元中将胶皮支撑部设为圆筒，圆筒内部空间构成供凡尔体支撑件进出的移动通道，圆筒一端端面构成胶皮支撑面。在其他实施例中，还可以将胶皮支撑部设为两根以上支撑柱，将支撑柱的一端固定，另一端的端部固定连接一个圆环，该圆环用于支撑凡尔胶皮，各支撑柱所围成的空间构成供凡尔体支撑件进出的移动通道，且高度能够完全容纳凡尔体支撑件；或者胶皮支撑部为三个周向间隔布置的支架，每个支架的一端均固定连接有C形环，三个C形环同心设置，三各支架所围成的空间构成供凡尔体支撑件进出的移动通道，且高度能够完全容纳凡尔体支撑件。当然，胶皮支撑部还可以为其他结构，此处不再一一列举。

上述实施例中，安装单元中将凡尔体支撑件设为锥形筒，锥形筒的外周面构成胶皮撑开面。锥形筒的结构简单，在撑开胶皮的过程中，锥形筒的外侧面与胶皮内侧面均匀接触，使胶皮每个方向所受到的撑紧力大小都相等，胶皮一圈被均匀撑大。在其他实施例中，还可以将凡尔体支撑件设为径向尺寸在轴向方向逐渐增大的多棱锥，多棱锥的多条棱柱与胶皮接触并在其向凡尔胶皮移动时撑开胶皮；或者将凡尔体支撑件设为径向尺寸在轴向方向逐渐增大的类似唢呐的结构，该结构的外周面构成胶皮撑开面。

上述实施例中，安装单元的支架上设有两个安装工位，在其他实施例中，安装工位也可以仅设一个或者设有三个以上，根据实际情况设置即可。

本发明还提供了一种凡尔胶皮拆卸装置的实施例，凡尔胶皮拆卸装置包括拆卸单元，拆卸单元的具体结构与上述凡尔专用工具中拆卸单元的具体结构相同，此处不再赘述。

Claims (10)

1.凡尔胶皮拆卸装置，其特征是，包括拆卸单元，拆卸单元包括架体，架体上设有凡尔支撑座，架体上还在凡尔支撑座的一侧设有压刀安装座，压刀安装座上导向移动安装有压刀，在凡尔固定在凡尔支撑座上时，压刀对应于胶皮和凡尔体上侧槽壁之间的缝隙位置且其导向移动方向垂直于凡尔的轴线，凡尔支撑座和/或压刀安装座可绕凡尔的轴线转动，压刀的刀头具有在其径向靠近所述缝隙时将胶皮朝向凡尔体下侧槽壁推动的楔面。

2.根据权利要求1所述的凡尔胶皮拆卸装置，其特征是，所述凡尔支撑座具有当凡尔固定在其上时凡尔轴线竖向延伸的支撑固定结构。

3.根据权利要求1或2所述的凡尔胶皮拆卸装置，其特征是，所述凡尔支撑座转动安装在架体上并在安装上凡尔时绕凡尔轴线转动。

4.根据权利要求3所述的凡尔胶皮拆卸装置，其特征是，所述拆卸单元还包括驱动电机，通过驱动电机带动凡尔支撑座转动。

5.根据权利要求1或2所述的凡尔胶皮拆卸装置，其特征是，所述压刀安装座上还设有驱动压刀背离凡尔支撑座运动的弹簧，所述架体上还安装有带动压刀朝向凡尔支撑座运动的压杆。

6.根据权利要求5所述的凡尔胶皮拆卸装置，其特征是，所述压杆为省力杠杆。

7.凡尔专用工具，其特征是，包括安装单元和拆卸单元，拆卸单元包括架体，架体上设有凡尔支撑座，架体上还在凡尔支撑座的一侧设有压刀安装座，压刀安装座上导向移动安装有压刀，在凡尔固定在凡尔支撑座上时，压刀对应于胶皮和凡尔体上侧槽壁之间的缝隙位置且其导向移动方向垂直于凡尔的轴线，凡尔支撑座和/或压刀安装座可绕凡尔的轴线转动，压刀的刀头具有在其径向靠近所述缝隙时将胶皮朝向凡尔体下侧槽壁推动的楔面。

8.根据权利要求7所述的凡尔专用工具，其特征是，所述凡尔支撑座具有当凡尔固定在其上时凡尔轴线竖向延伸的支撑固定结构。

9.根据权利要求7或8所述的凡尔专用工具，其特征是，所述凡尔支撑座转动安装在架体上并在安装上凡尔时绕凡尔轴线转动。

10.根据权利要求7所述的凡尔专用工具，其特征是，所述安装单元包括支架，支架上具有至少一个安装工位，每个安装工位处配置有胶皮支撑部以及凡尔体支撑件，胶皮支撑部具有轴向支撑胶皮的胶皮支撑面，胶皮支撑部的中部具有供凡尔体支撑件在轴向与其发生相对移动的移动通道，凡尔体支撑件具有在轴向上径向尺寸逐渐增大的胶皮撑开面，凡尔体支撑件具有轴向支撑凡尔体下侧槽壁的凡尔体支撑面，且该支撑面位于凡尔体支撑件的大径端以在凡尔体支撑件的小径端在前向胶皮支撑部移动时将胶皮支撑面上的胶皮径向撑开并使胶皮在胶皮撑开面的末端滑入凡尔体上的胶皮安装槽，该专用工具还包括与胶皮支撑部轴向相对设置的压头，压头可相对胶皮支撑部移动而使凡尔体支撑件进入所述移动通道。