CN116557558A - 一种175MPa防砂型平板阀 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及阀门技术领域，具体公开了一种175MPa防砂型平板阀，其包括阀门本体以及隔环，阀门本体包括阀体、阀盖、尾盖、阀座以及阀板，阀板上开设有流体通道孔，阀座的一端与阀体之间同轴设置有环形的弹性阀座密封，隔环与阀座同轴布置并且隔环的一端嵌设于阀体的内圆面上、隔环的另一端嵌设于阀座的内孔内圆面上，通过隔环对阀体与阀座之间的间隙进行封堵，本发明的技术方案通过弹性的阀座密封以及隔环的相互配合，能够避免压力砂直接或者间接的进入到阀座与阀板之间，封堵了压力砂直接进入阀座与阀板之间的路径，封堵了压力砂间接进入阀座与阀板之间的路径，避免了阀门卡死的现象，同时，也满足了输送超高压压裂液的工况。
Description
技术领域
本发明涉及阀门技术领域，具体涉及一种175MPa防砂型平板阀。
背景技术
国内部署了越来越多的超深井等风险探井。这些井具有埋藏深、压力系数高、单井设计产量高、井口流体温度高等特点，甚至出现了完井深度超过8000米，地层压力超过180MPa，地层温度达到170°C，预计关井压力超过135MPa的超高压力井。目前国内使用的采气井口设备最高可以承压138MPa，主要分布在新疆油田南缘区块、塔里木山前、西南油气田的川西北区块，但是该承压水平的井口设备已经完全满足不了这些特殊井的生产安全需求。
现有的基于GB/T 22543《石油天然气工业钻井和采油设备井口装置和采油树》、apispec6a《井口装置和采油树设备规范》标准中最高压力级别设计的138Mpa手动平板阀，存在如下缺陷：压力级别(138Mpa)不满足现在的油气开发中的夹砂压裂要求；其核心零部件阀座与阀体一侧密封端面处在压裂过程中压裂砂会进入缝隙，导致阀门力矩增大甚至卡死，影响工程进度，存在安全隐患，基于此，发明人有目的的设计了一种结构简单巧妙，满足超高压需求且不易卡死的175MPa防砂型平板阀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单巧妙，满足超高压需求且不易卡死的175MPa防砂型平板阀，以解决现有技术中阀座与阀体一侧密封端面处在压裂过程中压裂砂会进入缝隙，导致阀门力矩增大甚至卡死的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种175MPa防砂型平板阀，其包括阀门本体以及隔环，阀门本体包括内部横向导通的阀体，阀体的顶部密封设置有阀盖，阀盖与阀体通过螺栓紧固连接，阀体的底部密封设置有尾盖，尾盖与阀体通过螺栓紧固连接，阀体的内圆面上同轴内嵌设置有圆筒状的阀座，阀座的内孔与阀体的内圆面齐平，阀座左右对称设置有两个，两个阀座之间沿其径向竖直布置有可上下滑动的方形阀板，阀板上开设有流体通道孔，当流体通道孔与阀座内孔对齐时，阀门打开，当流体通道孔与阀座内孔错位时，阀门关闭，阀座的一端与阀体之间同轴设置有环形的弹性阀座密封，所述隔环设置有两个并且分别位于两个阀座的一端处，隔环与阀座同轴布置并且隔环的一端嵌设于阀体的内圆面上、隔环的另一端嵌设于阀座的内孔内圆面上，通过隔环对阀体与阀座之间的间隙进行封堵。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述隔环上开设有贯穿内外圆面的压力平衡孔，压力平衡孔的轴线沿隔环的径向设置，阀座与阀体的贴合面错开压力平衡孔布置。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述阀盖内部设置有阀杆，阀杆与阀盖构成沿竖直方向上的滑动导向配合，阀杆的下端与阀板固定连接。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述阀杆的上端设置有滚珠丝杆，阀杆的上端与滚珠丝杆的下端转动连接配合。
作为本方案进一步的优化或者改进。
所述阀板的下端同时固定设置有下导杆，下导杆与尾盖构成沿竖直方向上的滑动导向配合。
本发明的有益效果：
1、本发明的技术方案通过弹性的阀座密封以及隔环的相互配合，构建了一体化的结构，能够避免压力砂直接或者间接的进入到阀座与阀板之间，封堵了压力砂直接进入阀座与阀板之间的路径，封堵了压力砂间接进入阀座与阀板之间的路径，避免了阀门卡死的现象，同时，也满足了输送超高压压裂液的工况。
2、阀门配有带压力平衡孔的隔环，采用全新结构，既能保证隔环20内外侧压力平衡，又能阻挡压裂砂进入阀座与阀体一侧的密封面，有效防止阀门的卡死，使其更加可靠。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为现有技术的结构示意图。
图2为本发明的结构示意图。
图3为本发明的剖视图。
图4为图3中A处的放大图。
图中标示为：
10、阀门本体；11、阀体；12、阀盖；13、尾盖；14、阀板；15、阀座；16、阀杆；17、下导杆；18、滚珠丝杆；19、阀座密封；20、隔环；21、压力平衡孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
首先需要说明的是：阀门为了能够开关自如，阀体、阀座以及阀板之间必然存在间隙，安装时，在具有弹性的阀座密封推动下，阀板与阀座密封面能够保证紧贴，因此间隙主要来自阀体与阀座接触的密封端面(带阀座密封一侧，该阀座密封为软密封)。
参见图1-4，一种175MPa防砂型平板阀，其包括阀门本体10以及隔环20，阀门本体10包括内部横向导通的阀体11，阀体11的顶部密封设置有阀盖12，阀盖12与阀体11通过螺栓紧固连接，阀体11的底部密封设置有尾盖13，尾盖13与阀体11通过螺栓紧固连接，阀体11的内圆面上同轴内嵌设置有圆筒状的阀座15，阀座15的内孔与阀体11的内圆面齐平，阀座15左右对称设置有两个，两个阀座15之间沿其径向竖直布置有可上下滑动的方形阀板14，阀板14上开设有流体通道孔，当流体通道孔与阀座15内孔对齐时，阀门打开，当流体通道孔与阀座15内孔错位时，阀门关闭，阀座15的一端与阀体11之间同轴设置有环形的弹性阀座密封19，所述隔环20设置有两个并且分别位于两个阀座15的一端处，隔环20与阀座15同轴布置并且隔环20的一端嵌设于阀体11的内圆面上、隔环20的另一端嵌设于阀座15的内孔内圆面上，通过隔环20对阀体11与阀座15之间的间隙进行封堵。
防砂型平板阀的工作原理为：阀体11的两端分别通过法兰与输送管道进行连接接通，正常状态下，阀体11与阀座15处于对齐导通状态，实现对压裂液进行输送，由于阀座密封19具有一定的弹性，其能够对阀座15施加弹力，促使两个阀座15相互靠近运动，即阀座15紧贴阀板14，从而消除阀座15与阀板14之间的间隙，避免压裂砂在高压作用下进入到阀座15与阀板14之间，同时，隔环20一端内嵌于阀体11内圆面、另一端内嵌于阀座15的内孔上，隔环20对阀体11与阀座15的连接处进行了隔档，避免了压裂砂在高压作用下进入到阀体11与阀座15之间，进而避免了压裂砂四溢到阀座15与阀板14之间，即本发明的技术方案通过弹性的阀座密封19以及隔环20的相互配合，构建了一体化的结构，能够避免压力砂直接或者间接的进入到阀座15与阀板14之间，封堵了压力砂直接进入阀座15与阀板14之间的路径，封堵了压力砂间接进入阀座15与阀板14之间的路径，避免了阀门卡死的现象，同时，也满足了输送超高压压裂液的工况。
具体的，为了提升隔环20的可靠性，所述隔环20上开设有贯穿内外圆面的压力平衡孔21，压力平衡孔21的轴线沿隔环20的径向设置，阀座15与阀体11的贴合面错开压力平衡孔21布置，本技术方案优势在于：压力平衡孔21的隔环20，采用全新结构，既能保证隔环20内外侧压力平衡，又能阻挡压裂砂进入阀座15与阀体11一侧的密封面，有效防止阀门的卡死，使其结构更加可靠。
参见图2，所述阀盖12内部设置有阀杆16，阀杆16与阀盖12构成沿竖直方向上的滑动导向配合，阀杆16的下端与阀板14固定连接，通过阀杆16的上下滑动，控制阀板14的上下运动，从而控制阀门的启闭。
具体的，所述阀杆16的上端设置有滚珠丝杆18，阀杆16的上端与滚珠丝杆18的下端转动连接配合，通过滚珠丝杆18的转动控制阀杆16的上下滑动，进而实现对阀板14的上下运动控制。
更为具体的，为了提升阀板14上下运动的稳定性，避免运动失稳扩大阀板14与阀座15之间的间隙，造成防砂失效，所述阀板14的下端同时固定设置有下导杆17，下导杆17与尾盖13构成沿竖直方向上的滑动导向配合，通过下导杆17的引导约束，能够提升阀板14上下运动的稳定性，保证阀板14与阀座15之间的紧贴，进而避免防砂失效，进一步提升了防压裂砂的可靠性。
本发明的技术优势在于：
1、额定使用压力达到175Mpa，法兰强度高，抗压能力好。
2、阀门配有带压力平衡孔21的隔环20，采用全新结构，既能保证隔环20内外侧压力平衡，又能阻挡压裂砂进入阀座15与阀体11一侧的密封面，有效防止阀门的卡死，使其更加可靠。
3、隔环20与阀体11及阀座15配合处间隙精确控制，约在0.06～0.12mm之间，有效防止压裂砂进入缝隙。
4、该结构为后座密封，相比传统采用前座密封(带波形弹簧结构)来防止压裂砂进入阀腔的方案，其在有效防止压裂砂进入阀腔的同时，开关力矩相较于前座密封，减小1/4到1/3左右，非常适合超高压工况。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (5)
1.一种175MPa防砂型平板阀，其特征在于：其包括阀门本体(10)以及隔环(20)，阀门本体(10)包括内部横向导通的阀体(11)，阀体(11)的顶部密封设置有阀盖(12)，阀盖(12)与阀体(11)通过螺栓紧固连接，阀体(11)的底部密封设置有尾盖(13)，尾盖(13)与阀体(11)通过螺栓紧固连接，阀体(11)的内圆面上同轴内嵌设置有圆筒状的阀座(15)，阀座(15)的内圆面与阀体(11)的内圆面齐平，阀座(15)左右对称设置有两个，两个阀座(15)之间沿其径向竖直布置有可上下滑动的方形阀板(14)，阀板(14)上开设有流体通道孔，当流体通道孔与阀座(15)内孔对齐时，阀门打开，当流体通道孔与阀座(15)内孔错位时，阀门关闭，阀座(15)的一端与阀体(11)之间同轴设置有环形的弹性阀座密封(19)，所述隔环(20)设置有两个并且分别位于两个阀座(15)的一端处，隔环(20)与阀座(15)同轴布置并且隔环(20)的一端嵌设于阀体(11)的内圆面上、隔环(20)的另一端嵌设于阀座(15)的内孔内圆面上，通过隔环(20)对阀体(11)与阀座(15)之间的间隙进行封堵。
2.根据权利要求1所述的一种175MPa防砂型平板阀，其特征在于：所述隔环(20)上开设有贯穿内外圆面的压力平衡孔(21)，压力平衡孔(21)的轴线沿隔环(20)的径向设置，阀座(15)与阀体(11)的贴合面错开压力平衡孔(21)布置。
3.根据权利要求1所述的一种175MPa防砂型平板阀，其特征在于：所述阀盖(12)内部设置有阀杆(16)，阀杆(16)与阀盖(12)构成沿竖直方向上的滑动导向配合，阀杆(16)的下端与阀板(14)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种175MPa防砂型平板阀，其特征在于：所述阀杆(16)的上端设置有滚珠丝杆(18)，阀杆(16)的上端与滚珠丝杆(18)的下端转动连接配合。
5.根据权利要求4所述的一种175MPa防砂型平板阀，其特征在于：所述阀板(14)的下端同时固定设置有下导杆(17)，下导杆(17)与尾盖(13)构成沿竖直方向上的滑动导向配合。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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