CN204403416U - 一种新型防砂闸阀 - Google Patents

Abstract

一种新型防砂闸阀，阀体上开有径向通孔，与阀腔贯通；阀腔内有两个长方体导板，两个油脂挡板，油脂挡板和导板相互对应分布在阀板的四侧；两个长方体导板上开有径向通孔，与阀体上的径向通孔贯通；导板上的径向通孔装有阀座密封环和阀座垫片；阀座垫片厚度大于导板厚度；两个油脂挡板形状为中部凸起，凸起部分与阀腔内壁接触，油脂挡板平面部分与阀板外壁接触；阀板为长方体，位于两个导板和两个油脂挡板之间，导板与阀板之间的间隙小于压裂砂直径。本实用新型两块长导板将阀腔分成三个腔室，阀板和导板间间隙小于压裂砂直径，能从根本上减少压裂砂进入阀腔和防止密封脂的流失，硬质合金阀座垫片能保护阀板和阀座的密封面，延长了闸阀的使用寿命。

Description

一种新型防砂闸阀

技术领域

本实用新型属于石油开采设备，特别涉及应用于页岩气水力压裂开采领域。

背景技术

闸阀是井口装置和采油树的重要组成部分，具有流动阻力小，启闭省力的特点，广泛用于各种介质管道的启闭。开发页岩气常采用油层水力压裂技术。水力压裂是指利用液体传压的原理，在地面用高压大排量的泵，将具有一定粘度的液体以大于油层所能吸收的能力向油层注入，使井筒压力逐渐增高，当压力增高到大于油层破裂所需要的压力时，油层就会形成一条或几条水平的或是垂直的裂缝，从而降低近井地带的流动阻力，增大渗流能力，使油井获得增产效果。闸阀是由阀体、阀座、阀杆、阀盖、单流阀等组成。常规闸阀的导板在阀板的下部，阀板和导板的间隙很大。水力压裂时，压裂液常携带有大量的压裂砂，压裂砂颗粒小，闸阀在开关的过程中，大量含砂的压裂液通过阀板与导板间的缝隙进入阀腔，冲走阀腔内的密封脂；严重时会出现阀板和阀座划伤、螺纹咬扣、闸阀无法关闭到位等问题，严重影响了油气的开采效率；并且由于压裂液会直接冲刷密封脂，压裂液中的压裂砂沉积在阀腔底部，导致闸阀行程减少，关闭不到位，闸阀无法密封。

发明内容

本实用新型为克服上述已有技术存在的问题，提供一种改进的新型防砂闸阀，用于解决常规闸阀防砂效果不理想的问题。

一种新型防砂闸阀，包括有阀体、阀座、阀盖；阀体内设置有阀腔；阀盖上通过注脂孔与单流阀固定连接；阀盖与阀体通过螺栓固定连接；其特征在于，阀体上开有径向通孔，与阀腔贯通；阀腔内有两个长方体导板，两个油脂挡板，脂挡板和导板相互对应分布在阀板的四侧；

两个长方体导板上开有径向通孔，与阀体上的径向通孔贯通；导板上的径向通孔装有阀座密封环和阀座垫片；阀座垫片厚度大于导板厚度；

两个油脂挡板形状为中部凸起，凸起部分与阀腔内壁接触，油脂挡板平面部分与阀板外壁接触，油脂挡板与阀腔底部有间隙

阀板为长方体，位于两个导板和两个油脂挡板之间，导板与阀板之间的间隙小于压裂砂直径；阀板上部凸起形成台阶，阀板上部设置有内螺纹孔，与阀杆螺纹连接；在阀板侧壁上与螺纹孔垂直的位置设置有贯通孔，阀板下部开有径向通孔；阀板4径向通孔、阀座垫片径向通孔、阀座径向通孔均与阀腔径向通孔贯通并直径相同；

阀座7有两个，阀座上开有径向通孔，与阀体上的径向通孔贯通；两个阀座设置在两个导板下部的外侧，通过内密封圈和外密封圈与阀体固定连接。

本实用新型设计的一种新型防砂闸阀，两块长导板将阀腔分成三个腔室，阀板和导板间的间隙小于压裂砂直径，能从根本上减少压裂砂进入阀腔和防止密封脂的流失，防砂效果显著，并且硬质合金阀座垫片能保护阀板和阀座的密封面，从而延长了闸阀的使用寿命。本实用新型特别适用于页岩气水力压裂环境，适于广泛的推广和应用。

附图说明

附图1是本实用新型结构示意图。

附图2是图1中A-A向剖面放大示意图。

附图3是导板结构示意图。

附图4是图3的B－B剖视图。

附图5是阀板结构示意图。

附图6是油脂挡板结构示意图。

附图7是图6的俯视图。

附图8是本实用新型拆卸结构C向示意图。

附图9是附图1的左视图。

  1阀体、111径向通孔、112阀腔内壁、

2油脂挡板、21油脂挡板凸起部分、22油脂挡板平面、

3导板、31销孔、

4阀板、41阀板台阶、42阀板内螺纹孔、43阀板径向通孔、44阀板贯通孔、

5阀座密封环、6阀座垫片、7阀座、8内密封圈、9外密封圈、10阀杆、11阀盖、12安全销、13阀杆套、14手轮、15销、16单流阀。

具体实施方式

一种新型防砂闸阀，包括有阀体1、阀座、阀盖11；阀体1内设置有阀腔；阀盖上通过注脂孔与单流阀16固定连接；阀盖与阀体通过螺栓固定连接；阀体1上开有径向通孔111，与阀腔贯通；阀腔内有两个长方体导板3，两个油脂挡板2，脂挡板2和导板3相互对应分布在阀板4的四侧；

两个长方体导板3上开有径向通孔，与阀体上的径向通孔贯通；导板上的径向通孔装有阀座密封环5和阀座垫片6；阀座垫片厚度大于导板厚度；

两个油脂挡板2形状为中部凸起，凸起部分21与阀腔内壁112接触，油脂挡板平面部分22与阀板外壁接触，油脂挡板与阀腔底部有间隙

阀板4为长方体，位于两个导板3和两个油脂挡板2之间，导板3与阀板4之间的间隙小于压裂砂直径；阀板上部凸起形成台阶41，阀板上部设置有内螺纹孔42，与阀杆10螺纹连接；在阀板侧壁上与螺纹孔垂直的位置设置有贯通孔44，阀板4下部开有径向通孔43；阀板4径向通孔43、阀座垫片6径向通孔、阀座7径向通孔均与阀腔径向通孔111贯通并直径相同；

阀座7有两个，阀座上开有径向通孔，与阀体上的径向通孔贯通；两个阀座设置在两个导板下部的外侧，通过内密封圈8和外密封圈9与阀体固定连接。

 导板倒角；每个导板上部设置有两个销孔31。

阀杆10通过安全销12固定连接阀杆套13，阀杆套13上固定连接手轮14。

  本实用新型注脂时，闸阀处于部分开启状态，拧下单流阀，将单流阀外接注脂泵，密封脂通过单流阀注脂孔进入阀盖注脂孔，然后经过阀盖和阀杆的缝隙流到阀腔中。当注脂泵上的压力表压力值上升时，表示密封脂充满阀腔。

在本实用新型工作时，旋转手轮14，阀杆套13通过安全销12带动阀杆10，阀杆10螺纹驱动阀板4在阀腔中上下移动，从而控制闸阀的开关。由于阀座密封环装配后存在过盈量，因此导板、阀座垫片和阀座密封环装配成一体，并且阀座垫片、阀座密封环，导板和阀座密封面接触。阀座垫片厚度大于导板厚度，从而在阀板4、阀座垫片6、阀座7间形成金属密封。导板将阀腔分为三个腔室，阀腔内壁与一个导板之间的空间为第一个腔室，两块导板之间的空间为第二个腔室，阀腔内壁与另一个导板之间的空间为第三个腔室。工作时，三个腔室注满润滑脂，阀板在第二个腔室中上下移动，凸形油脂挡板能增强阀腔内部密封脂的流动。倒角的导板和油脂挡板与阀腔配合紧密，能防止腔室中密封脂的流失。

本实用新型的核心在于：两块导板3与阀板4的间隙小于压裂砂直径，阀板上下行走时，压裂砂沉积在阀板径向通孔43内。当闸阀全开时，既阀体径向通孔与阀座径向通孔、阀座垫片径向通孔、阀板径向通孔完全贯通，如图1所示，管道中的流体会把阀板径向通孔中的压裂砂冲到下游通道，达到防砂的目的。两块长方体导板径向通孔内的硬质合金阀座垫片，硬度高，耐磨性好，能有效保护阀板、阀座密封面免受刮伤，从而延长闸阀的使用寿命。阀腔内的两块油脂挡板2和导板3将密封脂包裹在第一和第三腔室，在闸阀开关的过程中，能够减少密封脂的流失，降低了闸阀的维护成本。防砂闸阀拆卸方便，每个长形导板上有两个销孔31，在闸阀关闭的状态下，将四个销15装在导板销孔中，销的一端处于阀板台阶41上，然后逆时针旋转手轮，阀板会带动导板一起上升，这样便于在油田现场的维护。

Claims (3)

1.一种新型防砂闸阀，包括有阀体、阀座、阀盖；阀体内设置有阀腔；阀盖上通过注脂孔与单流阀固定连接；阀盖与阀体通过螺栓固定连接；其特征在于，阀体上开有径向通孔，与阀腔贯通；阀腔内有两个长方体导板，两个油脂挡板，油脂挡板和导板相互对应分布在阀板的四侧；

两个长方体导板上开有径向通孔，与阀体上的径向通孔贯通；导板上的径向通孔装有阀座密封环和阀座垫片；阀座垫片厚度大于导板厚度；

两个油脂挡板形状为中部凸起，凸起部分与阀腔内壁接触，油脂挡板平面部分与阀板外壁接触；

阀板为长方体，位于两个导板和两个油脂挡板之间，导板与阀板之间的间隙小于压裂砂直径；阀板上部凸起形成台阶，阀板上部设置有内螺纹孔，与阀杆螺纹连接；在阀板侧壁上与螺纹孔垂直的位置设置有贯通孔，阀板下部开有径向通孔；阀板径向通孔、阀座垫片径向通孔、阀座径向通孔均与阀腔径向通孔贯通并直径相同；

阀座有两个，阀座上开有径向通孔，与阀体上的径向通孔贯通；两个阀座设置在两个导板下部的外侧，通过内密封圈和外密封圈与阀体固定连接。

2.按照权利要求1所述的一种新型防砂闸阀，其特征在于，导板倒角；每个导板上部设置有两个销孔。

3.按照权利要求1或2所述的一种新型防砂闸阀，其特征在于，阀杆通过安全销固定连接阀杆套，阀杆套上固定连接手轮。