CN219119829U - 一种超高压压裂防砂平板阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超高压压裂防砂平板阀，包括阀体（1）、阀座（2）、筏板（3）、阀杆（4）、尾杆（5）、上阀盖（7）、下阀盖（8），其特征在于：所述阀体（1）、阀座（2）和上阀盖（7）构建的内腔中设置有防砂板（4），该防砂板（4）套置在阀杆（4）的外侧且防砂板（4）的下沿嵌入阀座（2）内；且所述阀体（1）和阀座（2）接触处布置有阀座密封圈（11）。本实用新型的超高压压裂防砂平板阀能够有效防砂且阀门正常工作压力可以达到25000PSI到30000PSI，能够提高压裂作业效率、降低操作人员工作强度、提高现场操作安全性、使用寿命长，具有阀门结构简单、拆装方便快捷的特点。

Description

一种超高压压裂防砂平板阀

技术领域

本实用新型涉及页岩气压裂采气井口装置技术领域，尤其涉及各种高压管汇装置及阀门结构，具体地说是一种超高压压裂防砂平板阀。

背景技术

目前，公知的在页岩气开采压裂的过程中的平板阀是一种最常用的阀门。压裂作业是通过高压流体携带大量细微的压裂砂进入岩石层，从而使岩石层被撑开页岩气流出，导致对使用的阀门防砂要求比较高；同时，随着压裂程序的变化对需求超高压力阀门需求越来越大，超高压作业可以大幅度提供工作效率，提高压力也便于对坚硬的岩石层开采作业；随着超高压作业的应用，传统阀门阀杆填料单密封设计时间久了会导致压力外泄，因此需要解决密封问题、从而增加密封件的受用寿命；由于超高压力作业对人员的安全性保障要求高和开启阀门体力消耗大，因此如能建立设置人工/电动轮换的阀门结构是研发的方向。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种超高压压裂防砂平板阀。

本实用新型的目的是通过以下技术方案解决的：

一种超高压压裂防砂平板阀，包括阀体、阀座、筏板、阀杆、尾杆、上阀盖、下阀盖，其特征在于：所述阀体、阀座和上阀盖构建的腔体中设置有防砂板，该防砂板套置在阀杆的外侧且防砂板的下沿嵌入阀座内；且所述阀体和阀座接触处布置有阀座密封圈。

所述的阀座密封圈布置在阀体和阀座构成的通道两侧作为阀座内缘密封圈；所述的阀座密封圈布置在阀体和阀座分别与上阀盖或下阀盖构成的腔体一侧作为阀座外缘密封圈。

所述的阀座外缘密封圈嵌置在阀体上嵌置阀座的阀座安装腔的拐角处，阀座外缘密封圈远离阀体和阀座分别与上阀盖或下阀盖构成的腔体设置。

所述的阀体与上阀盖或下阀盖的连接处内侧分别设有对应的密封钢圈。

所述的上阀盖和下阀盖的内腔中分别设有对应阀杆的阀杆填料组合，阀杆填料组合由支撑中间体和其两侧的密封填料体构成，支撑中间体将密封填料体分隔开以避免阀杆填料组合憋压导致阀杆抱死。

所述的支撑中间体由开环垫片、支承挡圈、支承垫片构成，所述支承挡圈和开环垫片的下沿分别和支承垫片的上沿接触相连，开环垫片套置在T型的支承挡圈上且开环垫片局部嵌入相应阀盖内壁上的嵌置槽内。

所述的密封填料体由填料垫片、多簧自密封阀杆密封圈、T型密封圈构成，所述T型密封圈的柱体部分插入相应的多簧自密封阀杆密封圈内，多簧自密封阀杆密封圈的顶部布置填料垫片，上述结构布局的填料垫片、多簧自密封阀杆密封圈、T型密封圈构成一个独立的密封填料体。

所述阀杆的顶部通过上填料压盖与滚珠丝杠的下部相衔接，滚珠丝杠上配置相应的传动螺母且滚珠丝杠与手动驱动机构相连接、或者该滚珠丝杠连接在电动驱动机构上。

本实用新型相比现有技术有如下优点：

本实用新型的超高压压裂防砂平板阀采用防砂板及高效阻砂的阀座密封圈，能够有效防砂；并且阀门正常工作压力可以达到25000PSI到30000PSI、远程电动控制，能够提高压裂作业效率；独立的双阀杆填料组合能够提高阀杆的密封性能且使用寿命长；通过阀体圆腔部件少设计实现拆装简单快捷；电动滚珠丝杠远程控制及远程信息反馈（手机、网络、远程控制室均可以实现阀门开关操作），能够降低操作人员工作强度、提高现场安全性。

附图说明

附图1为本实用新型的超高压压裂防砂平板阀采用手动驱动时的结构示意图；

附图2为本实用新型的超高压压裂防砂平板阀采用电动驱动时的结构示意图；

附图3为本实用新型的阀杆填料组合与上阀盖和阀杆的结合部分结构示意图。

其中：1—阀体；2—阀座；3—阀板；4—阀杆；5—尾杆；6—防砂板；7—上阀盖；8—下阀盖；9—下填料压盖；10—护罩；11—上填料压盖；12—阀座密封圈；13—阀杆填料组合；131—支撑中间体；1311—开环垫片；1312—支承挡圈；1313—支承垫片；132—密封填料体；1321—填料垫片；1322—多簧自密封阀杆密封圈；1323—T型密封圈；14—螺栓螺母；15—轴承；16—传动螺母；17—阀帽；18—手轮杆；19—滚珠丝杠；20—手轮；21—密封钢圈；22—法兰适配器；23—电动驱动器。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1-3所示：一种超高压压裂防砂平板阀，包括一件阀体1、两件阀座2、一件阀板3、一件阀杆4、一件尾杆5、两件防砂板6、一件上阀盖7、一件下阀盖8、一件下填料压盖9、一件护罩10、一件上填料压盖11、内外各两套阀座密封圈12、两套阀杆填料组合13、多套螺栓螺母14、两套轴承15、一件传动螺母16、一件阀帽17、一件手轮杆18、一套滚珠丝杠19、一件手轮20、两件密封钢圈21，在阀体1、阀座2和上阀盖7构建的腔体中设置有防砂板6，该防砂板6套置在阀杆4的外侧且防砂板6的下沿嵌入阀座2内；且所述阀体1和阀座2接触处布置有阀座密封圈12；其中阀座密封圈12布置在阀体1和阀座2构成的通道两侧作为阀座内缘密封圈、阀座密封圈12布置在阀体1和阀座2分别与上阀盖7或下阀盖8构成的腔体一侧作为阀座外缘密封圈；阀座外缘密封圈嵌置在阀体1上嵌置阀座2的阀座安装腔的拐角处，阀座外缘密封圈远离阀体1和阀座2分别与上阀盖7或下阀盖8构成的腔体设置。通过防砂板6及高效内外阀座密封圈12的设置实现平板阀的防砂和工作压力25000PSI和30000PSI密封；工作压力25000PSI和30000PSI的设计实现了提高压裂作业效率的目的。

进一步的说，阀体1与上阀盖7或下阀盖8的连接处内侧分别设有对应的密封钢圈21。

进一步的说，如图1、图3所示，在上阀盖7和下阀盖8的内腔中分别设有对应阀杆4的阀杆填料组合13，阀杆填料组合13由支撑中间体131和其两侧的密封填料体132构成，支撑中间体131将密封填料体132分隔开以避免阀杆填料组合13憋压导致阀杆4抱死。其中支撑中间体131由开环垫片1311、支承挡圈1312、支承垫片1313构成，所述支承挡圈1312和开环垫片1311的下沿分别和支承垫片1313的上沿接触相连，开环垫片1311套置在T型的支承挡圈1312上且开环垫片1311局部嵌入相应阀盖内壁上的嵌置槽内；密封填料体132由填料垫片1321、多簧自密封阀杆密封圈1322、T型密封圈1323构成，所述T型密封圈1323的柱体部分插入相应的多簧自密封阀杆密封圈1322内，多簧自密封阀杆密封圈1322的顶部布置填料垫片1321，上述结构布局的填料垫片1321、多簧自密封阀杆密封圈1322、T型密封圈1323构成一个独立的密封填料体132。通过独立双阀杆填料组合13的密封增加阀杆密封的使用寿命。

进一步的说，本实用新型提供的超高压压裂防砂平板阀能够通过手动或电动驱动，阀杆4的顶部通过上填料压盖11与滚珠丝杠19的下部相衔接，滚珠丝杠19上配置相应的传动螺母16且滚珠丝杠19与手动驱动机构相连接、或者该滚珠丝杠19连接在电动驱动机构上。如图1所示，滚珠丝杠19上配置相应的传动螺母16、轴承15、阀帽17且滚珠丝杠19的顶端与手轮杆18相连接，手轮杆18的顶端带有手轮20。如图2所示，滚珠丝杠19的顶端直接伸入法兰适配器22中与电动驱动器23的驱动输出端相连接，阀帽17与法兰适配器22固定连接。

以上实施例仅为说明本实用新型的技术思想，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型保护范围之内；本实用新型未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。

Claims (8)

1.一种超高压压裂防砂平板阀，包括阀体（1）、阀座（2）、筏板（3）、阀杆（4）、尾杆（5）、上阀盖（7）、下阀盖（8），其特征在于：所述阀体（1）、阀座（2）和上阀盖（7）构建的腔体中设置有防砂板（6），该防砂板（6）套置在阀杆（4）的外侧且防砂板（6）的下沿嵌入阀座（2）内；且所述阀体（1）和阀座（2）接触处布置有阀座密封圈（12）。

2.根据权利要求1所述的超高压压裂防砂平板阀，其特征在于：所述的阀座密封圈（12）布置在阀体（1）和阀座（2）构成的通道两侧作为阀座内缘密封圈；所述的阀座密封圈（12）布置在阀体（1）和阀座（2）分别与上阀盖（7）或下阀盖（8）构成的腔体一侧作为阀座外缘密封圈。

3.根据权利要求2所述的超高压压裂防砂平板阀，其特征在于：所述的阀座外缘密封圈嵌置在阀体（1）上嵌置阀座（2）的阀座安装腔的拐角处，阀座外缘密封圈远离阀体（1）和阀座（2）分别与上阀盖（7）或下阀盖（8）构成的腔体设置。

4.根据权利要求1-3任一所述的超高压压裂防砂平板阀，其特征在于：所述的阀体（1）与上阀盖（7）或下阀盖（8）的连接处内侧分别设有对应的密封钢圈（21）。

5.根据权利要求1-3任一所述的超高压压裂防砂平板阀，其特征在于：所述的上阀盖（7）和下阀盖（8）的内腔中分别设有对应阀杆（4）的阀杆填料组合（13），阀杆填料组合（13）由支撑中间体（131）和其两侧的密封填料体（132）构成，支撑中间体（131）将密封填料体（132）分隔开以避免阀杆填料组合（13）憋压导致阀杆（4）抱死。

6.根据权利要求5所述的超高压压裂防砂平板阀，其特征在于：所述的支撑中间体（131）由开环垫片（1311）、支承挡圈（1312）、支承垫片（1313）构成，所述支承挡圈（1312）和开环垫片（1311）的下沿分别和支承垫片（1313）的上沿接触相连，开环垫片（1311）套置在T型的支承挡圈（1312）上且开环垫片（1311）局部嵌入相应阀盖内壁上的嵌置槽内。

7.根据权利要求5所述的超高压压裂防砂平板阀，其特征在于：所述的密封填料体（132）由填料垫片（1321）、多簧自密封阀杆密封圈（1322）、T型密封圈（1323）构成，所述T型密封圈（1323）的柱体部分插入相应的多簧自密封阀杆密封圈（1322）内，多簧自密封阀杆密封圈（1322）的顶部布置填料垫片（1321），上述结构布局的填料垫片（1321）、多簧自密封阀杆密封圈（1322）、T型密封圈（1323）构成一个独立的密封填料体（132）。

8.根据权利要求1所述的超高压压裂防砂平板阀，其特征在于：所述阀杆（4）的顶部通过上填料压盖（11）与滚珠丝杠（19）的下部相衔接，滚珠丝杠（19）上配置相应的传动螺母（16）且滚珠丝杠（19）与手动驱动机构相连接、或者该滚珠丝杠（19）连接在电动驱动机构上。

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