具有全通径保护套筒的闸阀制造技术

一种适用于石油和天然气操作的闸阀，例如压裂或砾石充填操作。在示例性实施例中，闸阀包括阀体，阀体限定内部区域；第一流体孔与内部区域相交并限定阀体中的第一内表面；和第一环形凹部，其形成在第一内表面中并邻接内部区域。第一座元件限定第二流体孔并在第一环形凹部内延伸。第一保护套筒在第一座元件和阀体的相应部分之间延伸。第一和第二流体孔分别具有第一和第二全通径内径。第一保护套筒具有第三全通径内径，该第三全通径内径基本上等于第一和第二全通径内径中的每一个。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有全通径保护套筒的闸阀交叉引用本申请要求2016年1月4日提交的美国专利申请No.62/274,421的优先权和申请日的权益，其全部公开内容通过引用结合于此。
本专利技术总体涉及阀门，且具体地涉及用于油气操作的闸阀。
技术介绍
闸阀可用于油气操作，例如水力压裂操作。流体材料可以高流速和高压流过闸阀。由于长时间经受这种类型的流动，在一些情况下，闸阀的一个或多个部件，例如密封元件或其他部件，可能经历结构退化或失效，例如，爆裂，磨损和/或损坏。这种结构退化或失效可能需要更换整个闸阀。因此，需要一种解决一个或多个前述问题和/或一个或多个其他问题的闸阀或方法。附图说明图1A是根据示例性实施例的闸阀的横剖透视图，该闸阀包括阀体，阀座，闸门组件，操作端和平衡端。图1B是根据示例性实施例的图1A的闸阀的横剖正视图，包括阀体，阀座，闸门组件，操作端和平衡端。图2是根据示例性实施例的图1A和1B的阀体的剖视图。图3是根据示例性实施例的图1A和1B的阀座的横剖分解视图。图4是根据示例性实施例的图1A和1B的闸门组件的剖视图。图5是根据示例性实施例的图1A和1B的操作端的剖视图。图6是根据示例性实施例的图1A和1B的平衡端的剖视图。图7是根据示例性实施例的图1A-6的闸阀处于打开配置的横剖视图，该闸阀包括阀体，阀座，闸门组件，操作端和流体端。图8A是根据示例性实施例的图7的横剖视图的一部分的放大视图。图8B是与图8A相似的视图，但示出了根据示例性实施例的处于闭合配置的闸阀。具体实施方式首先参考图1A和1B，示出了总体由附图标记10表示的闸阀的示例性实施例。闸阀10包括阀体12；与阀体12接合的阀座14；在阀体12内延伸并由阀座14容纳的闸门组件16；连接到阀体12的操作端18；和平衡端20，其连接到阀体12，且与操作端18相反。闸门组件16封闭在阀体12、操作端18和平衡端20内。操作端18被配置成致动闸门组件16在打开配置和闭合配置之间，在打开配置中允许流体流过阀体12，在闭合配置中，流体被限制而不能流过阀体12。平衡端20容纳一部分闸门组件16并平衡轴向力，例如液压升力，该力在闸阀10的操作期间施加在闸门组件16上。如下面将进一步详细描述的，在示例性实施例中，阀座14包括位于闸门组件16两侧上的两组相同的部件，并且在闸门组件16在打开和关闭配置之间的致动期间保持闸门组件16的轴向对准。现在参考图2，并继续参考图1A和1B，示出了阀体12的示例性实施例。阀体12包括内部区域22，例如通道或孔，沿纵向中心轴线24延伸穿过阀体中并限定阀体12中的内表面26。流体孔28沿着纵向中心轴线30延伸穿过阀体，并且与内部区域22相交。流体孔28具有全通径内径(full-boreinsidediameter)D1并且限定阀体12中的内表面32。全通径内径D1是“全通径内径”，因为它沿内表面32不受阻碍，如图2所示。在几个示例性实施例中，流体孔28的纵向中心轴线30基本垂直于内部区域22的纵向中心轴线24。环形凹部34和36形成在内表面32中。环形凹部34邻接内部区域22并限定阀体12中的内表面38和环形肩部40。内表面38邻接环形肩部40和阀体12的内表面26。环形凹部36邻接环形凹部34。此外，环形凹部36的内径D2小于环形凹部34的内径。环形凹部36的内径D2大于流体孔28的全通径内径D1。环形凹部36限定阀体12中的内表面42和环形肩部44。环形肩部44邻接阀体12的内表面32。此外，内表面42邻接环形肩部44和环形肩部40。另外，流体孔46沿纵向中心轴线48延伸穿过阀体12并与内部区域22相交。流体孔46具有全通径内径D3并限定阀体12中的内表面50。全通径内径D3是“全通径内径”，因为它沿着内表面50不受阻碍，如图2所示。在几个示例性实施例中，流体孔46的纵向中心轴线48基本上垂直于内部区域22的纵向中心轴线24。此外，在几个示例性实施例中并且如图2所示，入口和流体孔28和46各自的纵向中心轴线30和48基本上是同轴的。环形凹部52和54形成在内表面50中。环形凹部52邻接内部区域22并限定阀体12中的内表面56和环形肩部58。内表面56邻接环形肩部58和阀体12的内表面26。环形凹部54邻接环形凹部52。此外，环形凹部54的内径D4小于环形凹部52的内径。环形凹部54的内径D4大于流体孔46的全通径内径D3。环形凹部54限定阀体12中的内表面60和环形肩部62。环形肩部62邻接阀体12的内表面50。此外，内表面60邻接环形肩部62和环形肩部58。在几个示例性实施例中，全通径内径D1等于全通径内径D3。在几个示例性实施例中，内径D2等于内径D4。在几个示例性实施例中，内径D1和D2分别等于内径D3和D4。参考图3，且继续参考图1A和1B，示出了阀座14的示例性实施例。阀座14包括一对座元件64a和64b，相应的一对保护套筒65a和65b，以及相应的一对闸门引导件66a和66b。座元件64a是大致圆柱形的构件，限定一对相反的表面64aa和64ab。类似地，座元件64b是大致圆柱形的构件，限定一对相反的表面64ba和64bb。在几个示例性实施例中，座元件64a和64b彼此基本相同。座元件64a包括形成在其表面64aa中的环形凹槽68a。环形凹槽68a被配置成容纳环形密封件68b。此外，环形脊70从座元件64a的外部径向向外延伸。在几个示例性实施例中，表面64ab至少部分地由环形脊70限定。此外，具有全通径内径D5的流体孔72纵向延伸穿过座元件64a，包括相反的表面64aa和64ab，因此限定了座元件64a中的内表面74。最后，在内表面74中形成具有内径D6的环形凹部76。内径D6大于全通径内径D5。全通径内径D5是“全通径内径”，因为它沿着内表面74不受阻碍，如图3所示。环形凹部76限定座元件64a中的内表面78和环形肩部80。环形肩部80邻接座元件64a的内表面74。此外，内表面78邻接环形肩部80和座元件64a的表面64aa。当座元件64a安装在阀体12中时，座元件64a的面64aa被配置成邻靠或几乎邻靠阀体12中的环形肩部40，如下面将进一步详细讨论的。座元件64b包括形成在其表面64ba中的环形凹槽82a。环形凹槽82a被配置成容纳环形密封件82b。此外，环形脊84从座元件64b的外部径向向外延伸。在几个示例性实施例中，表面64bb至少部分地由环形脊84限定。此外，具有全通径内径D7的流体孔86纵向延伸穿过座元件64b，包括相反的表面64ba和64bb，从而限定了座元件64b中的内表面88。最后，在内表面88中形成具有内径D8的环形凹部90。内径D8大于全通径内径D7。全通径内径D7是“全通径内径”，因为它沿着内表面88不受阻碍，如图3所示。环形凹部90限定座元件64b中的内表面92和环形肩部94。环形肩部94邻接座元件64b的内表面88。此外，内表面92邻接座元件64b的环形肩部94和表面64ba。当座元件64b安装在阀体12中时，座元件64b的表面64ba被配置成邻靠或几乎邻靠阀体12中的环形肩部58，如下面将进一步详细讨论的。在几个示例性实施例中，全通径内径D5和D7是相等的。在几个示例性实施例中，内径本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种闸阀，包括：阀体，其限定：内部区域；第一流体孔，其与所述内部区域相交并限定所述阀体中的第一内表面；和第一环形凹部，其形成在所述第一内表面中并邻接所述内部区域；第一座元件，其限定第二流体孔并在所述第一环形凹部内延伸；和第一保护套筒，其在所述第一座元件和所述阀体的相应部分之间延伸；其中第一流体孔具有第一全通径内径；其中第二流体孔具有第二全通径内径，该第二全通径内径基本上等于第一全通径内径；和其中第一保护套筒具有第三全通径内径，该第三全通径内径基本上等于第一全通径内径和第二全通径内径中的每一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.04 US 62/274,4211.一种闸阀，包括：阀体，其限定：内部区域；第一流体孔，其与所述内部区域相交并限定所述阀体中的第一内表面；和第一环形凹部，其形成在所述第一内表面中并邻接所述内部区域；第一座元件，其限定第二流体孔并在所述第一环形凹部内延伸；和第一保护套筒，其在所述第一座元件和所述阀体的相应部分之间延伸；其中第一流体孔具有第一全通径内径；其中第二流体孔具有第二全通径内径，该第二全通径内径基本上等于第一全通径内径；和其中第一保护套筒具有第三全通径内径，该第三全通径内径基本上等于第一全通径内径和第二全通径内径中的每一个。2.如权利要求1所述的闸阀，其中第一保护套筒的第三全通径内径基本上等于第一全通径内径和第二全通径内径中的每一个，使得第一保护套筒既不会阻碍所述阀体中的第一流体孔的第一全通径内径也不会阻碍所述第一座元件中的第二流体孔的第二全通径内径。3.如权利要求1所述的闸阀，其中第二孔和第一保护套筒分别限定第二和第三内表面；其中第一，第二和第三内表面基本上对齐；且其中，由于第一，第二和第三内表面之间的基本对准，从而防止或至少减少了第一保护套筒的磨损，腐蚀和/或完全损耗。4.如权利要求1所述的闸阀，还包括：第一环形密封件，其在所述阀体和所述第一座元件之间延伸并与之接合；其中第一保护套筒被配置成保护第一环形密封件，减少所述第一环形密封件的爆裂，磨损和/或劣化的可能性。5.如权利要求1所述的闸阀，其中所述第二孔限定第二内表面；其中所述第一座元件还限定形成在第二内表面中的第二环形凹部；且其中所述第一保护套筒在第二环形凹部内延伸。6.如权利要求1所述的闸阀，其中所述第一环形凹部限定所述阀体中的第一环形肩部，并且所述第一座元件限定第一表面，所述第一表面沿着第一接合面邻靠或接近邻靠所述第一环形肩部；且其中所述第一保护套筒的一部分在第一接合面的一侧延伸，使得所述第一保护套筒的剩余部分在所述第一接合面的另一侧延伸。7.如权利要求1所述的闸阀，其中所述阀体进一步限定：第三流体孔，其与内部区域相交并限定阀体中的第二内表面；和第二环形凹部，其形成在所述第二内表面中并邻接所述内部区域；且其中闸阀还包括：第二座元件，其限定第四流体孔并在第二环形凹部内延伸；和第二保护套筒，其在第二座元件和阀体的相应部分之间延伸。8.如权利要求7所述的闸阀，其中第三流体孔具有第四全通径内径，第四流体孔具有第五全通径内径，且所述第二保护套筒具有第六全通径内径；且其中第一、第二、第三、第四、第五和第六全通径内径基本相等。9.如权利要求8所述的闸阀，其中第一、第二、第三、第四、第五和第六全通径内径基本相等，使得当流体流过闸阀时，流体通过所述闸阀的基本恒定的全通径直径而流过闸阀。10.如权利要求7所述的闸阀，还包括：第一环形密封件，其在所述阀体和所述第一座元件之间延伸并与之接合；和第二环形密封件，其在所述阀体和第二座元件之间延伸并与之接合；其中所述第一保护套筒和第二保护套筒分别被配置成保护第一和第二环形密封件，减少第一和第二环形密封件的爆裂、磨损和/或退化的可能性。11.如权利要求7所述的闸阀，还包括：闸门，其包括第五流体孔；其中该闸门可在以下配置之间致动：打开配置，其中允许流体流过第一、第二、第三、第四和第五流体孔，和闭合配置，其中限制流体流过第五流体孔。12.如权利要求7所述的闸阀，其中所述第一环形凹部限定所述阀体中的第一环形肩部，并且所述第一座元件限定第一表面，所述第一表面沿着第一接合面邻靠或接近邻靠所述第一环形肩部；且其中所述第二环形凹部限定所述阀体中的第二环形肩部，且所述第二座元件限定第二表面，第二表面沿第二接合面邻靠或接近邻靠第二环形肩部。13.如权利要求12所述的闸阀，其中所述第一保护套筒的一部分在第一接合面的一侧延伸，使得第一保护套筒的剩余部分在第一接合面的另一侧延伸；和其中第二保护套筒的一部分在第二接合面的一侧延伸，使得第二保护套筒的剩余部分在第二接合面的另一侧延伸。14.一种闸阀，包括：阀体，其限定：内部区域；第一流体孔，其与内部区域相交并限定所述阀体中的第一内表面；第一环形凹部，其形成在第一内表面中，该第一环形凹部邻接所述内部区域；和第二环形凹部，其形成在第一内表面中，该第二环形凹部邻接第一环形凹部；第一座元件，其在所述第一环形凹部内延伸，该第一座元件限定：限定第二内表面的第二流体孔；和形成在第二内表面中的第三环形凹部；和第一保护套筒，其在所述第二和第三环形凹部内延伸。15.如权利要求14所述的闸阀，还包括：第一环形密封件，其在所述阀体和所述第一座元件之间延伸并与之接合；其中第一保护套筒被配置成保护第一环形密封件，减少第一环形密封件的爆裂、磨损和/或劣化的可能性。16.如权利要求14所述的闸阀，其中所述第一孔、第二孔和第一保护套筒分别限定第一、第二和第三内表面；其中第一、第二和第三内表面基本上对齐；和其中由...

【专利技术属性】
技术研发人员：T罗伯茨，
申请(专利权)人：阀门制品美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US