CN209761705U - 一种压裂泵液力端用y型弹簧定位器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，属于压裂泵装置技术领域，用于解决现有的弹簧定位器与阀箱本体的配合采用凹槽结构带来的应力集中，导致疲劳裂纹破坏等问题。本实用新型包括阀箱本体，阀箱本体内开设有吸入腔，吸入腔下端设置有吸入阀体，吸入阀体外套设有吸附阀座，吸入阀体上端设置有吸入弹簧，吸入弹簧上端设置有定位器本体；定位器本体的下端设置有套设在吸入弹簧内的圆形凸台，定位器本体的上端向下凹陷形成定位槽，定位器本体的左右两侧外壁均包括上段和下段，上段的外径小于下段的外径，上段与下端之间通过锥面相互连接，吸入腔上端内壁对称设置有限位结构，限位结构的下端开设有与锥面相互匹配的斜面。

Description

一种压裂泵液力端用Y型弹簧定位器

技术领域

本实用新型涉及压裂泵装置技术领域，更具体的是涉及一种压裂泵液力端用Y型弹簧定位器。

背景技术

压裂泵液力端(也称压裂泵阀箱)是压裂泵的关键部件，压裂泵动力端带动柱塞往复直线运动，并在液力端内通过吸入阀、排出阀的交替开闭运动实现将压裂液吸入排出吸入的循环工作，使得压裂泵最终能够将压力液以高压液能的方式注入井下进行压裂作业。而液力端能否可靠、稳定地工作，与吸入阀是否良好地工作有直接的关系，如果吸入阀工作不稳定、耐用性差，会直接导致液力端对压裂液的吸入以及排出异常，导致流量、压力较大的波动，甚至会因为较严重的走空泵(吸入液不足)，使得压裂泵振动加剧，影响到设备的安全和压裂作业施工。

吸入阀的弹簧需要通过专门的弹簧定位器进行预紧定位，以保证弹簧能够在规定的工作位置处提供合适的弹簧回复力，让吸入阀正常开闭循环工作；吸入阀定位器是否准确、可靠地定位吸入阀弹簧也会影响到吸入阀的正常工作，而且吸入阀定位器自身的安装方式、结构大小也必然关系到液力端工作内腔的结构设计，影响到液力端的结构强度、流体力学效果以及维保便捷性，所以吸入阀弹簧定位器也是液力端的一个重要配件。

目前市面上常规的吸入阀定位器有圆筒型、T型、E型三种结构；但是针对上述三种结构都存在一定缺陷：

①圆筒型：圆筒型吸入阀定位器自身结构的强度和刚性是足够大的，可以提供足够的工作稳定性，但是该结构特点也决定了阀箱本体上水平安装通孔的孔径D较大(需要大于柱塞直径φ20mm以上)，因为D值较大，一定程度上会削弱阀箱本体的结构强度；而且因为圆筒型吸入阀弹簧定位器自身的体积也较大，按照流体力学分析，在过流截面上会产生更多的流体阻尼，形成导致不利于流体运动的絮流，也会使得流体对阀箱本体内腔的表面冲蚀有所增加，而且絮流还会影响到阀体的开闭稳定性，削弱阀体、阀座的耐用性。

②T型和E型：T型和E型吸入阀弹簧定位器是旋转90°后装配于阀箱本体上加工的一个凹槽中(T型也一样)，并且有一个防旋转限位偏心槽来防止工作中定位器旋转失位脱离出凹槽，但正是阀箱本体上与它们配合的凹槽处因为结构特点，会有较大的应力集中部位(比如直接触平面的相交棱边、凹槽根部的切屑刀痕、防转偏心槽的下端出头部位等)，而且也难以用打磨和喷丸的方式更好的消除这些应力集中的部位，所以在实际工作中还是有一定的几率诱发在凹槽位置产生的疲劳裂纹破坏，虽然阀箱的主要疲劳裂纹源还是在水平孔和垂直孔的相贯线部位，但是E型、T型定位器配合凹槽的应力集中部位、对阀箱工作寿命的不利影响还是有攻克的技术必要，特别是在当前伴随着页岩气、致密油开发力度的加大，高压力、大排量恶劣压裂作业工况需要阀箱具有更高的强度、更好的性能。

为此，亟待一种解决上述问题的新型压裂泵液力端用弹簧定位器。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：为了解决现有的弹簧定位器与阀箱本体的配合采用凹槽结构带来的应力集中，导致疲劳裂纹破坏等问题，本实用新型提供一种压裂泵液力端用Y型弹簧定位器。

本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

本实用新型的压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，包括阀箱本体，阀箱本体内开设有吸入腔，吸入腔下端设置有吸入阀体，吸入阀体外套设有吸附阀座，吸入阀体上端设置有吸入弹簧，吸入弹簧上端设置有定位器本体；定位器本体的下端设置有套设在吸入弹簧内的圆形凸台，定位器本体的上端向下凹陷形成弧面的定位槽，定位器本体的左右两侧外壁均包括上段和位于上段下方的下段，上段的外径小于下段的外径，上段与下端之间通过锥面相互连接，吸入腔上端内壁对称设置有限位结构，限位结构的下端开设有与锥面相互匹配的斜面。

本实用新型作为进一步优选的，锥面的锥度角θ为15-75°。

本实用新型作为进一步优选的，定位器本体一侧的上段沿水平方向设置有防转销，吸入腔的上端内壁开设有与防转销相互适配的防转限位偏心槽，防转限位偏心槽的下端贯穿限位结构。

本实用新型作为进一步优选的，防转限位偏心槽的宽度大于防转销2-5mm。

本实用新型作为进一步优选的，定位器本体在竖直方向贯穿开设有多个过流孔。

本实用新型作为进一步优选的，吸入腔的内壁开设有位于限位结构上方的水平安装孔，水平安装孔内设置有辅助定位圆柱，辅助定位圆柱的侧壁位于定位槽内。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的定位器本体与阀箱本体的配合定位结构不再采用凹槽结构，而是通过一个椎体与吸入腔的上端内壁的限位结构相互配合，并且采用一段辅助定位圆柱和水平安装孔来辅助定位，消除了凹槽的存在，减少了应力集中部位，并且可以很好的通过打磨、喷丸等处理方式来取出一些凹槽结构难以去除的应力集中缺陷，从而可以很好的解决T型、E型定位器配合凹槽带来的对阀箱本体强度削弱，可以在保证具有良好定位可靠性、工作稳定性的同时，自身结构紧凑能够增加液力端结构强度，既提高液力端工作的寿命又安装拆卸方便，利于设备维保。

2、锥面的锥度角为15-75°，根据阀箱配套的阀件，以及阀箱本体自身的结构特征，配合锥度角选择优选此区间，保证了定位器本体安装后的稳定性，并且受力在锥面上分布均匀，较少应力集中的疲劳损坏。

3、在定位器本体一侧的上段设置防转销，安装好后，防转销进入到防转限位偏心槽内，有效避免定位器在水平方向转动；安装过程为，定位器本体以及防转销受到向下的外力作用，使定位器本体以及防转销均位于两个限位结构之间，然后在保持定位器本体向下的外力同时旋转90°，使定位器本体的左右两端分别转动到限位结构的下方，并且此时，防转销位于防转偏心限位槽的下方，然后撤去定位器本体向下的外力，定位器本体和防转销在吸入弹簧的外力的作用下向上移动，防转销从防转限位偏心槽下端开口进入到防转限位偏心槽内，实现对定位器本体水平面的固定，有效防止定位器本体在水平方向转动，避免锥面脱离限位结构，防转限位偏心槽的宽度大于防转销的宽度2-5mm，方便防转销的安装，同时防转销安装好后，能实现防转销在防转限位偏心槽能适当转动。

4、在定位器本体上沿竖直方向开设有多个过流孔，过流孔的方向与液体的流动方向一致，减小定位器本体对液体的阻碍作用。

5、通过辅助定位圆柱与定位器本体上端凹陷形成的定位槽相互配合，辅助定位圆柱用于安装定位器本体时使用，当安装完毕后，辅助定位圆柱撤离，辅助定位圆柱的侧壁位于定位槽内对定位器本体起到限位定位的作用，通过增设一种辅助定位方式，保证定位器本体在安装时的水平准确性，保证防转销能准确进入到防转限位偏心槽内。

附图说明

图1是定位器本体的结构示意图；

图2是图1的俯视结构示意图；

图3是定位器本体在吸入腔内的结构示意图；

图4是图3中的A处放大结构示意图；

图5是阀箱本体的局部示意图；

图6是液体的流经方向示意图；

图7是另一种定位器的结构示意图；

图8是图7的俯视结构示意图；

附图标记：1-定位器本体，2-过流孔，3-圆形凸台，4-定位槽，5-上段，6-锥面，610-斜面，7-下段，8-吸入阀座，9-吸入阀体，10-吸入弹簧，11-防转销，1110-防转限位偏心槽，12-辅助定位圆柱，13-吸入腔，14-阀箱本体。

具体实施方式

为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图1-8和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。实施例1

本实用新型的压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，包括阀箱本体14，阀箱本体14内开设有吸入腔13，吸入腔13下端设置有吸入阀体9，吸入阀体9外套设有吸附阀座，吸入阀体9上端设置有吸入弹簧10，吸入弹簧10上端设置有定位器本体1；定位器本体1的下端设置有套设在吸入弹簧10内的圆形凸台3，定位器本体1的上端向下凹陷形成弧面的定位槽4，定位器本体1的左右两侧外壁均包括上段5和位于上段5下方的下段7，上段5的外径小于下段7的外径，上段5与下端之间通过锥面6相互连接，吸入腔13上端内壁对称设置有限位结构，限位结构的下端开设有与锥面6相互匹配的斜面610；定位器本体1的上端向下凹陷形成定位槽4，定位器的下端设置有圆形凸台3，定位器本体1的正视图为Y型。

采用上述技术方案后，本实用新型的定位器本体1与阀箱本体14的配合定位结构不再采用凹槽结构，而是通过一个椎体与吸入腔13的上端内壁的限位结构相互配合，并且采用一段辅助定位圆柱12和水平安装孔来辅助定位，消除了凹槽的存在，减少了应力集中部位，并且可以很好的通过打磨、喷丸等处理方式来取出一些凹槽结构难以去除的应力集中缺陷，从而可以很好的解决T型、E型定位器配合凹槽带来的对阀箱本体14强度削弱，可以在保证具有良好定位可靠性、工作稳定性的同时，自身结构紧凑能够增加液力端结构强度，既提高液力端工作的寿命又安装拆卸方便，利于设备维保。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：锥面6的锥度角θ为15-75°，例如：15°、30°、40°、45°、60°、70°和75°等。

采用上述技术方案后，锥面6的锥度角为15-75°，根据阀箱配套的阀件，以及阀箱本体14自身的结构特征，配合锥度角选择优选此区间，保证了定位器本体1安装后的稳定性，并且受力在锥面6上分布均匀，较少应力集中的疲劳损坏。

对定位器本体的材料性能要求具有以下要求：

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：定位器本体1一侧的上段5沿水平方向设置有防转销11，吸入腔13的上端内壁开设有与防转销11相互适配的防转限位偏心槽1110，防转限位偏心槽1110的下端贯穿限位结构。防转限位偏心槽1110的宽度大于防转销112-5mm。

采用上述技术方案后，在定位器本体1一侧的上段5设置防转销11，安装好后，防转销11进入到防转限位偏心槽1110内，有效避免定位器在水平方向转动；安装过程为，定位器本体1以及防转销11受到向下的外力作用，使定位器本体1以及防转销11均位于两个限位结构之间，然后在保持定位器本体1向下的外力同时旋转90°，使定位器本体1的左右两端分别转动到限位结构的下方，并且此时，防转销11位于防转偏心限位槽的下方，然后撤去定位器本体1向下的外力，定位器本体1和防转销11在吸入弹簧10的外力的作用下向上移动，防转销11从防转限位偏心槽1110下端开口进入到防转限位偏心槽1110内，实现对定位器本体1水平面的固定，有效防止定位器本体1在水平方向转动，避免锥面6脱离限位结构，防转限位偏心槽1110的宽度大于防转销11的宽度2-5mm，方便防转销11的安装，同时防转销11安装好后，能实现防转销11在防转限位偏心槽1110能适当转动。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：定位器本体1在竖直方向贯穿开设有多个过流孔2。

采用上述技术方案后，在定位器本体1上沿竖直方向开设有多个过流孔2，过流孔2的方向与液体的流动方向一致，减小定位器本体1对液体的阻碍作用。

实施例5

本实施例是在实施例1的基础上作的进一步优化如下：吸入腔13的内壁开设有位于限位结构上方的水平安装孔，水平安装孔内设置有辅助定位圆柱12，辅助定位圆柱12的侧壁位于定位槽4内。

采用上述技术方案后，通过辅助定位圆柱12与定位器本体1上端凹陷形成的定位槽4相互配合，辅助定位圆柱12用于安装定位器本体1时使用，当安装完毕后，辅助定位圆柱12撤离，辅助定位圆柱12的侧壁位于定位槽4内对定位器本体1起到限位定位的作用，通过增设一种辅助定位方式，保证定位器本体1在安装时的水平准确性，保证防转销11能准确进入到防转限位偏心槽1110内。

实施例6

本实施例的定位器本体1区别与实施例1中的定位器本体1，如附图7和8所示，即本实施例中的定位器本体1将用于定位的锥面6上移到定位器本体1的左右两端的上端，而圆形凸台3以及定位凹槽均与实施例1中的结构保持一致。

采用上述技术方案后，使定位器本体1的结构更加紧凑，可以更好覆盖现有阀箱内腔的设计要求。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，包括阀箱本体(14)，所述阀箱本体(14)内开设有吸入腔(13)，所述吸入腔(13)下端设置有吸入阀体(9)，所述吸入阀体(9)外套设有吸入阀座(8)，所述吸入阀体(9)上端设置有吸入弹簧(10)，所述吸入弹簧(10)上端设置有定位器本体(1)；

其特征在于，所述定位器本体(1)的下端设置有套设在吸入弹簧(10)内的圆形凸台(3)，所述定位器本体(1)的上端向下凹陷形成弧面的定位槽(4)，所述定位器本体(1)的左右两侧外壁均包括上段(5)和位于上段(5)下方的下段(7)，所述上段(5)的外径小于下段(7)的外径，所述上段(5)与下端之间通过锥面(6)相互连接，所述吸入腔(13)上端内壁对称设置有限位结构，限位结构的下端开设有与锥面(6)相互匹配的斜面(610)。

2.根据权利要求1所述的压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，其特征在于，所述锥面(6)的锥度角θ为15-75°。

3.根据权利要求1所述的压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，其特征在于，所述定位器本体(1)一侧的上段(5)沿水平方向设置有防转销(11)，吸入腔(13)的上端内壁开设有与防转销(11)相互适配的防转限位偏心槽(1110)，所述防转限位偏心槽(1110)的下端贯穿限位结构。

4.根据权利要求3所述的压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，其特征在于，所述防转限位偏心槽(1110)的宽度大于防转销(11)的宽度2-5mm。

5.根据权利要求1所述的压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，其特征在于，所述定位器本体(1)在竖直方向贯穿开设有多个过流孔(2)。

6.根据权利要求1所述的压裂泵液力端用Y型弹簧定位器，其特征在于，所述吸入腔(13)的内壁开设有位于限位结构上方的水平安装孔，所述水平安装孔内设置有辅助定位圆柱(12)，所述辅助定位圆柱(12)的侧壁位于定位槽(4)上端。