CN116733418B - 一种防砂结构超高压压裂阀门 - Google Patents

Abstract

本发明涉及阀门领域，提供一种防砂结构超高压压裂阀门，包括第一阀门和第二阀门，所述第二阀门和所述第二阀门之间通过连通管连接；所述连通管上设置有筒形密封件，所述连通管上开设有若干个吹气孔，所述吹气孔由第一阀门向第二阀门的方向倾斜，且吹气孔与筒形密封件的内部连通。本发明在使用时，关闭第一阀门，然后排出第二阀门内的颗粒物，然后再调整第二阀门为密封状态，再打开第二阀门，这样依然能够起到良好的密封效果，同时能够减少第一阀门和第二阀门受到的损伤。

Description

一种防砂结构超高压压裂阀门

技术领域

本发明涉及阀门领域，具体涉及一种防砂结构超高压压裂阀门。

背景技术

压裂施工设备由地面设备和压裂车组两部分组成，压裂管汇是地面管线与多台压裂车连接的地面用具，用途是将压裂车泵出的液体汇集注入压裂井的目的层，压裂管汇主要由主体、控制阀、由壬组成。控制阀常采用球阀和旋塞阀二种，承压能力均为70Mpa。

在施工过程中，往往会有砂砾、颗粒物等卡在阀门内，这样在打开后物料在阀门中流通时，较大的压力会使砂砾、颗粒物等对阀门内部产生一定的冲击，破坏阀门和阀芯连接的紧密度，降低密封效果，缩短使用寿命。

为此，我们提出一种防砂结构超高压压裂阀门。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种防砂结构超高压压裂阀门，解决了阀门内存在砂砾、颗粒物，在高压作用下会损坏阀门的技术问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种防砂结构超高压压裂阀门，包括第一阀门和第二阀门，所述第二阀门和所述第二阀门之间通过连通管连接；

所述连通管上设置有筒形密封件，所述连通管上开设有若干个吹气孔，所述吹气孔由第一阀门向第二阀门的方向倾斜，且吹气孔与筒形密封件的内部连通；

所述筒形密封件连接有进气管，所述进气管与气泵连接，所述进气管上还连接有单向阀，所述单向阀的方向由气泵向筒形密封件；

所述第二阀门包括阀座和阀芯，所述阀芯活动安装在所述阀座中，所述阀座与所述连通管连通；

所述阀芯靠近连通管的一侧开设有开口，所述开口连接有导流孔，所述阀座底部内壁设置有密封槽，所述密封槽与阀芯之间设置为接触密封；

所述密封槽上开设有密封口，所述密封口与所述导流孔连通，所述密封槽内设置有密封块，所述密封块与所述密封口之间接触密封，所述密封槽中设置有出料口，所述出料口上设置有密封塞；

所述阀座上连接有调节组件，所述调节组件的一端延伸至密封槽内，并与密封槽活动密封，所述调节组件与密封块连接。

在进一实施例中，所述筒形密封件包括外筒和内筒，所述内筒与所述外筒之间接触密封，所述内筒通过密封轴承与所述连通管连接，所述外筒与所述连通管固定密封，所述外筒与进气管连通；

所述内筒还连接有驱动组件，所述驱动组件用于驱动内筒转动；

所述内筒内壁连接有导气部，且导气部与连通管接触的侧面为弧形以使导气部与连通管贴合，所述导气部的宽度大于吹气孔的直径。

在进一实施例中，所述驱动组件包括驱动电机，所述驱动电机连接有主齿轮，所述内筒的侧壁上套设有从齿轮，所述主齿轮与所述从齿轮啮合。

在进一实施例中，所述调节组件包括调节架，所述调节架安装在所述阀座的底部，所述调节架上设置有螺母，所述螺母中连接有调节杆，所述调节杆上设置有螺栓，所述螺栓与所述螺母螺纹连接，所述调节杆的上端密封贯穿阀座的底部延伸至密封槽中，并与密封块连接。

在进一实施例中，所述密封块包括底面、侧面、倾斜面和顶面，所述底面与侧面连接，所述侧面与倾斜面连接，所述倾斜面与顶面连接；

所述底面的宽度大于顶面的宽度，所述倾斜面由底面向顶面的方向倾斜，所述顶面呈凸出的球形；

所述密封口的形状与所述密封块的形状对应。

在进一实施例中，所述密封塞包括：

密封部，所述密封部全部或部分位于出料口中，与出料口接触密封；

螺纹部，与所述密封部一体设置，且螺纹部的下端延伸至出料口外；

内螺纹，设置在所述出料口的内壁上，并与螺纹部螺纹连接，且内螺纹的高度小于出料口的长度；

所述密封塞和所述出料口均被设置为圆台形。

在进一实施例中，所述导气部的数量为多个，且导气部不均匀设置。

在进一实施例中，所述内筒的外侧壁上连接有第一密封圈，所述第一密封圈与外筒的侧壁接触；

所述外筒的内侧壁上连接有第二密封圈，所述第二密封圈与内筒的侧壁接触。

有益效果

本发明提供了一种防砂结构超高压压裂阀门。与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、通过进气管和气泵向连通管内吹风，从而能够将第二阀门内的砂砾、颗粒物等吹落到密封槽中，并沿着出料口排出，这样保证第二阀门内的清洁，避免高压对阀芯产生损坏。另外，通过设置第一阀门、第二阀门和连通管，在需要导出砂砾、颗粒物时，先关闭第一阀门，然后排出第二阀门内的颗粒物，然后再调整第二阀门为密封状态，再打开第二阀门，这样依然能够起到良好的密封效果，同时能够减少第一阀门和第二阀门受到的损伤。

2、通过筒形密封件的设置，能够在气泵向连通管内充气时，使气流形成类似螺旋的形态，这样气流能够更容易将第二阀门上的砂砾、颗粒物等吹出进入开口中，提高清理的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为第一阀门、第二阀门和连通管的连接结构示意图。

图2为本发明的侧面结构结构示意图。

图3为连通管、筒形密封件和驱动组件的结构示意图。

图4为阀芯和阀座的连接结构示意图。

图5为密封块的结构示意图。

图6为筒形密封件的外部结构示意图。

图7为筒形密封件的切面结构示意图。

图中的附图标记为：

10第一阀门、11第二阀门、12导流孔、13连通管、14阀座、15阀芯、16开口；

20筒形密封件、21吹气孔、22进气管、23气泵、24单向阀、25外筒、26内筒、27密封轴承、28导气部；

30密封槽、31密封口、32密封块、33出料口、34密封塞、35底面、36侧面、37倾斜面、38顶面；

40调节组件、41调节架、42螺母、43调节杆、44螺栓

50驱动组件、51驱动电机、52主齿轮、53从齿轮。

60密封部、61螺纹部、62内螺纹；

70第一密封圈、71第二密封圈。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例通过提供一种防砂结构超高压压裂阀门，解决了颗粒物容易影响阀门密封性的问题，在使用时，实现了能够保证阀门的安全，不容易损坏，延长使用寿命。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

通过设置第一阀门10和第二阀门11，第一阀门10的内壁设置为光滑，或者一体式，不会卡住颗粒物。在对第二阀门11清理后，再打开第一阀门10，这样能够起到良好的密封效果，同时降低了颗粒物对第二阀门11的影响，延长第二阀门11的使用寿命。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

参照图1-图7，一种防砂结构超高压压裂阀门，包括第一阀门10和第二阀门11，所述第二阀门11和所述第二阀门11之间通过连通管13连接；

所述连通管13上设置有筒形密封件20，所述连通管13上开设有若干个吹气孔21，所述吹气孔21由第一阀门10向第二阀门11的方向倾斜，且吹气孔21与筒形密封件20的内部连通；

所述筒形密封件20连接有进气管22，所述进气管22与气泵23连接，所述进气管22上还连接有单向阀24，所述单向阀24的方向由气泵23向筒形密封件20；

利用单向阀24，可以保证具有良好的密封效果，避免物料从单向阀24跑出。

所述第二阀门11包括阀座14和阀芯15，所述阀芯15活动安装在所述阀座14中，所述阀座14与所述连通管13连通；

阀座14与阀芯15卡在一起起到密封作用。

所述阀芯15靠近连通管13的一侧开设有开口16，所述开口16连接有导流孔12，所述阀座14底部内壁设置有密封槽30，所述密封槽30与阀芯15之间设置为接触密封；

所述密封槽30上开设有密封口31，所述密封口31与所述导流孔12连通，所述密封槽30内设置有密封块32，所述密封块32与所述密封口31之间接触密封，所述密封槽30中设置有出料口33，所述出料口33上设置有密封塞34；

所述阀座14上连接有调节组件40，所述调节组件40的一端延伸至密封槽30内，并与密封槽30活动密封，所述调节组件40与密封块32连接。

被卡在第二阀门11内的物料受到吹气孔21吹出的气流作用，被吹落，并且在气流的作用下进入开口16中。进而进入密封槽30中，并且通过出料口33排出。

利用调节组件40可以调节密封块32与密封口31之间的连通或密封。当需要密封时，将密封块32与密封口31连接在一起，这样物料不会通过开口16排出。

在进一实施例中，所述筒形密封件20包括外筒25和内筒26，所述内筒26与所述外筒25之间接触密封，所述内筒26通过密封轴承27与所述连通管13连接，所述外筒25与所述连通管13固定密封，所述外筒25与进气管22连通；

所述内筒26还连接有驱动组件50，所述驱动组件50用于驱动内筒26转动；

所述内筒26内壁连接有导气部28，且导气部28与连通管13接触的侧面36为弧形以使导气部28与连通管13贴合，所述导气部28的宽度大于吹气孔21的直径。

这样设置可以使得内筒26与外筒25之间可以相对转动，导流部跟随内筒26一起转动，这样导流部可以控制通过吹气孔21进入连通管13中的气流，使进入连通管13中的气流总体呈现为螺旋的形式，这样能够更加方便地将颗粒物从第二阀门11内壁上吹落。而且也能够将物料更容易送入开口16中。

在进一实施例中，所述驱动组件50包括驱动电机51，所述驱动电机51连接有主齿轮52，所述内筒26的侧壁上套设有从齿轮。53，所述主齿轮52与所述从齿轮。53啮合。

驱动电机51带动主齿轮52转动，主齿轮52带动从齿轮。53转动，从齿轮。53带动内筒26转动，内筒26带动导流部转动，从而改变气流进入连通管13中的位置和方向，调节连通管13中的气流流向。而利用内筒26与外筒25之间的密封，也保证气流和物料不会通过内筒26和外筒25之间泄露。

在进一实施例中，所述调节组件40包括调节架41，所述调节架41安装在所述阀座14的底部，所述调节架41上设置有螺母42，所述螺母42中连接有调节杆43，所述调节杆43上设置有螺栓44，所述螺栓44与所述螺母42螺纹连接，所述调节杆43的上端密封贯穿阀座14的底部延伸至密封槽30中，并与密封块32连接。

转动螺栓44，通过与螺母42的啮合，改变调节杆43的位置，调节杆43带动密封块32移动，从而使密封块32进入密封口31中，形成密封，或者从密封口31中脱离，使密封口31、密封槽30、出料口33与开口16、导流孔12连通，这样颗粒物能够沿上述部件排出，保证第二阀门11内的清洁。

在进一实施例中，所述密封块32包括底面35、侧面36、倾斜面37和顶面38，所述底面35与侧面36连接，所述侧面36与倾斜面37连接，所述倾斜面37与顶面38连接；

利用侧面36、倾斜面37和顶面38的密封作用，提高密封效果，另外，顶面38设置为凸出的球形，这样颗粒物经过顶面38的导流，可以快速排向密封槽30的四周，同时也能够将气流均匀排向四周，从而快速吹出。

所述底面35的宽度大于顶面38的宽度，所述倾斜面37由底面35向顶面38的方向倾斜，所述顶面38呈凸出的球形；

所述密封口31的形状与所述密封块32的形状对应。

在进一实施例中，所述密封塞34包括：

密封部60，所述密封部60全部或部分位于出料口33中，与出料口33接触密封；螺纹部61，与所述密封部60一体设置，且螺纹部61的下端延伸至出料口33外；内螺纹62，设置在所述出料口33的内壁上，并与螺纹部61螺纹连接，且内螺纹62的高度小于出料口33的长度；

转动密封塞34，通过螺纹部61与内螺纹62的螺纹配合，能够带动密封部60移动，这样密封部60可以进入出料口33，或者从出料口33中脱离。

所述密封塞34和所述出料口33均被设置为圆台形。

通过圆台形的设置，可以避免密封部60在拧入出料口33中时与内螺纹62发生不必要的摩擦，保证密封部60与出料口33之间的密封效果。

在进一实施例中，所述导气部28的数量为多个，且导气部28不均匀设置。

通过不均匀的设置，可以使导气部28的导流作用，进入连通管13中的气流也不均匀，这样混乱的气流，朝着不同方向吹走不同位置上的颗粒物，从而提高清理第二阀门11内颗粒物的效率。

在进一实施例中，所述内筒26的外侧壁上连接有第一密封圈70，所述第一密封圈70与外筒25的侧壁接触；

所述外筒25的内侧壁上连接有第二密封圈71，所述第二密封圈71与内筒26的侧壁接触。

利用第一密封圈70和第二密封圈71的配合，能够保证内筒26和外筒25之间的连接密封性强。不会轻易泄露。

在使用时，需要关闭时，可以先关闭第一阀门10，然后利用气泵23向连通管13中充气，从而将物料全部通过第二阀门11，然后关闭第二阀门11，并利用调节组件40带动密封块32和密封口31分离，然后再取下密封塞34。

这时连通管13与外界连通，然后利用气泵23排气，气泵23将气体从单向阀24、进气管22、吹气孔21吹入连通管13中，从而时第二阀门11内的砂砾、颗粒物等吹出，进入开口16中，然后颗粒物沿着导流孔12、密封口31进入密封槽30中，再沿着密封槽30进入出料口33排出到外界。

排料过程中，还可以带动内筒26转动，内筒26带动导流部转动，这样总会有气流被导流部挡住，从而使进入连通管13中的气流能够更方便地沿着连通管13和第二阀门11的内壁转动，从而快速将第二阀门11上卡住的颗粒吹落。

另外，还可以先关闭第二阀门11，然后再关闭第一阀门10，然后再打开第二阀门11，再清理连通管13以及第二阀门11内的残留物料，清理物料之后，再对颗粒物进行清理。这样第一阀门10不会卡住物料，因此，也无需对第一阀门10内的物料进行清理。在清理完成后，使第二阀门11和连通管13封闭起来，然后再打开第一阀门10即可，当然也可以设置第一阀门10关闭，第一阀门10内壁设置为光滑样式的，这样第一阀门10上附着的颗粒物就会很少，同时第一阀门10关闭的时间短，因此能够保证其具有良好的密封效果。

综上所述，与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、通过进气管22和气泵23向连通管13内吹风，从而能够将第二阀门11内的砂砾、颗粒物等吹落到密封槽30中，并沿着出料口33排出，这样保证第二阀门11内的清洁，避免高压对阀芯15产生损坏。另外，通过设置第一阀门10、第二阀门11和连通管13，在需要导出砂砾、颗粒物时，先关闭第一阀门10，然后排出第二阀门11内的颗粒物，然后再调整第二阀门11为密封状态，再打开第二阀门11，这样依然能够起到良好的密封效果，同时能够减少第一阀门10和第二阀门11受到的损伤。

2、通过筒形密封件20的设置，能够在气泵23向连通管13内充气时，使气流形成类似螺旋的形态，这样气流能够更容易将第二阀门11上的砂砾、颗粒物等吹出进入开口16中，提高清理的效率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种防砂结构超高压压裂阀门，其特征在于，包括第一阀门（10）和第二阀门（11），所述第二阀门（11）和所述第二阀门（11）之间通过连通管（13）连接；

所述连通管（13）上设置有筒形密封件（20），所述连通管（13）上开设有若干个吹气孔（21），所述吹气孔（21）由第一阀门（10）向第二阀门（11）的方向倾斜，且吹气孔（21）与筒形密封件（20）的内部连通；

所述筒形密封件（20）连接有进气管（22），所述进气管（22）与气泵（23）连接，所述进气管（22）上还连接有单向阀（24），所述单向阀（24）的方向由气泵（23）向筒形密封件（20）；

所述第二阀门（11）包括阀座（14）和阀芯（15），所述阀芯（15）活动安装在所述阀座（14）中，所述阀座（14）与所述连通管（13）连通；

所述阀芯（15）靠近连通管（13）的一侧开设有开口（16），所述开口（16）连接有导流孔（12），所述阀座（14）底部内壁设置有密封槽（30），所述密封槽（30）与阀芯（15）之间设置为接触密封；

所述密封槽（30）上开设有密封口（31），所述密封口（31）与所述导流孔（12）连通，所述密封槽（30）内设置有密封块（32），所述密封块（32）与所述密封口（31）之间接触密封，所述密封槽（30）中设置有出料口（33），所述出料口（33）上设置有密封塞（34）；

所述阀座（14）上连接有调节组件（40），所述调节组件（40）的一端延伸至密封槽（30）内，并与密封槽（30）活动密封，所述调节组件（40）与密封块（32）连接；

所述筒形密封件（20）包括外筒（25）和内筒（26），所述内筒（26）与所述外筒（25）之间接触密封，所述内筒（26）通过密封轴承（27）与所述连通管（13）连接，所述外筒（25）与所述连通管（13）固定密封，所述外筒（25）与进气管（22）连通；

所述内筒（26）还连接有驱动组件（50），所述驱动组件（50）用于驱动内筒（26）转动；

所述内筒（26）内壁连接有导气部（28），且导气部（28）与连通管（13）接触的侧面（36）为弧形以使导气部（28）与连通管（13）贴合，所述导气部（28）的宽度大于吹气孔（21）的直径；

所述调节组件（40）包括调节架（41），所述调节架（41）安装在所述阀座（14）的底部，所述调节架（41）上设置有螺母（42），所述螺母（42）中连接有调节杆（43），所述调节杆（43）上设置有螺栓（44），所述螺栓（44）与所述螺母（42）螺纹连接，所述调节杆（43）的上端密封贯穿阀座（14）的底部延伸至密封槽（30）中，并与密封块（32）连接。

2.如权利要求1所述的防砂结构超高压压裂阀门，其特征在于，所述驱动组件（50）包括驱动电机（51），所述驱动电机（51）连接有主齿轮（52），所述内筒（26）的侧壁上套设有从齿轮（53），所述主齿轮（52）与所述从齿轮（53）啮合。

3.如权利要求1所述的防砂结构超高压压裂阀门，其特征在于，所述密封块（32）包括底面（35）、侧面（36）、倾斜面（37）和顶面（38），所述底面（35）与侧面（36）连接，所述侧面（36）与倾斜面（37）连接，所述倾斜面（37）与顶面（38）连接；

所述底面（35）的宽度大于顶面（38）的宽度，所述倾斜面（37）由底面（35）向顶面（38）的方向倾斜，所述顶面（38）呈凸出的球形；

所述密封口（31）的形状与所述密封块（32）的形状对应。

4.如权利要求1所述的防砂结构超高压压裂阀门，其特征在于，所述密封塞（34）包括：

密封部（60），所述密封部（60）全部或部分位于出料口（33）中，与出料口（33）接触密封；

螺纹部（61），与所述密封部（60）一体设置，且螺纹部（61）的下端延伸至出料口（33）外；

内螺纹（62），设置在所述出料口（33）的内壁上，并与螺纹部（61）螺纹连接，且内螺纹（62）的高度小于出料口（33）的长度；

所述密封塞（34）和所述出料口（33）均被设置为圆台形。

5.如权利要求1所述的防砂结构超高压压裂阀门，其特征在于，所述导气部（28）的数量为多个，且导气部（28）不均匀设置。

6.如权利要求2所述的防砂结构超高压压裂阀门，其特征在于，所述内筒（26）的外侧壁上连接有第一密封圈（70），所述第一密封圈（70）与外筒（25）的侧壁接触；

所述外筒（25）的内侧壁上连接有第二密封圈（71），所述第二密封圈（71）与内筒（26）的侧壁接触。