一种超高压防砂压裂阀制造技术

本发明专利技术涉及一种压裂阀，尤其是一种超高压防砂压裂阀，属于压裂技术领域。包括阀体、安装在阀体内的阀杆以及与阀杆连接的阀板，其特征在于，所述阀板为组合式结构，包括启闭阀板与泄压阀板，所述泄压阀板滑动安装于所述启闭阀板上部开设的泄压阀板容置腔内，所述阀杆带动泄压阀板在所述阀板挂钩与所述启闭阀板之间环空滑动，所述阀杆相对所述阀板挂钩滑动到上极限位置时所述泄压阀板泄压孔与所述启闭阀板泄压孔同轴，压裂阀延时开启先导泄压，所述阀板位于所述两个阀板座之间，压裂阀导泄压后阀杆带动阀板向上运动压裂阀开启。有益效果：本发明专利技术的提供的压裂阀能够适用于超高压压裂工况且能有效避免压裂砂进入阀腔，保护阀腔内部构件不被损坏。部构件不被损坏。部构件不被损坏。

【技术实现步骤摘要】
一种超高压防砂压裂阀


[0001]本专利技术涉及一种压裂阀，尤其是一种超高压防砂压裂阀，属于压裂


技术介绍

[0002]压裂阀是石油开采过程中压裂步骤不可或缺的设备，现有压裂阀的阀体内只有一个主切断大阀芯，在闸阀开启和关闭时执行机构通过阀杆带动大阀芯上下运动实现启闭任务。但在压裂过程中容易产生超高压工况，现有压裂阀常因不能将超高压安全泄放，使得阀杆操作力矩增加而导致大阀芯不易开启和关闭；同时，未泄放的超高压会直接作用在大阀芯上引起大阀芯的振动，大阀芯的振动主要存在两方面问题，一方面是会增加阀板和密封阀座间密封面的磨损，特别是大阀芯处于接近开启和关闭位置时，由于压差大导致密封面磨损更为严重，而长期的磨损会显著降低压裂阀的使用寿命；另一方面是会产生使阀杆发生扭转的力矩，如果扭矩太大则会直接导致大阀芯的损坏。
[0003]此外，由于压裂液中含有压裂砂，压裂过程中压裂砂会进入阀体，进而造成压裂阀造成不同程度的卡死、开关不到位、密封泄漏、阀板磨损等问题。因此，如何提供一种能够适用于超高压压裂工况且能有效避免压裂砂进入阀腔的超高压防砂压裂阀是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术解决的技术问题是：如何提供一种能够适用于超高压压裂工况且能有效避免压裂砂进入阀腔的超高压防砂压裂阀。本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种超高压防砂压裂阀，包括阀体、安装在阀体内的阀杆以及与阀杆连接的阀板，其特征在于，所述阀板为组合式结构，包括启闭阀板与泄压阀板，所述泄压阀板滑动安装于所述启闭阀板上部开设的泄压阀板容置腔内，所述启闭阀板下部开设有过流孔与启闭阀板泄压孔，所述过流孔与所述泄压阀板容置腔相通且位于所述启闭阀板泄压孔正下方，所述泄压阀板下部开设有泄压阀板泄压孔，所述启闭阀板上端固定连接有两个对称设置的阀板挂钩，所述阀杆带动泄压阀板在所述阀板挂钩与所述启闭阀板之间环空滑动，所述阀杆相对所述阀板挂钩滑动到上极限位置时所述泄压阀板泄压孔与所述启闭阀板泄压孔同轴，压裂阀延时开启先导泄压。所述阀体内部阀板上方固定设置有阀座，所述阀杆与所述阀座之间设置有第一级密封，所述阀杆与所述阀体之间设置有第二级密封，所述阀体上端固定设置有阀盖，所述阀杆与所述阀盖之间设置有第三级密封，所述阀盖上方设置有与所述阀体固定连接的阀体支架，所述阀体支架上端安装有与所述阀杆螺纹连接的手轮螺母，所述手轮螺母外部安装有驱动手轮，所述阀体两侧面分别开设有阀体入口与阀体出口且二者同轴设置，所述阀体入口与阀体出口外部均为法兰结构连接压裂管道，内部均固定连接有阀板座，所述阀板座下端固定连接有挡砂板，所述阀板位于所述两个阀板座之间，压裂阀导泄压后阀杆带动阀板向上运动压裂阀开启。
[0006]作为本专利技术的进一步改进，所述第一级密封包括填料密封与密封圈密封，其中填
料密封包括填料以及分别位于填料上下两端的填料上挡板与填料下挡板，所述填料上挡板通过阀座锁紧螺钉固定安装于所述阀座上端，所述密封圈密封包括上下两个第三密封圈，其中，所述第三密封圈为O形密封圈，所述第二级密封为密封圈密封，包括锥形密封圈与第二密封圈，所述锥形密封圈内表面为60度圆锥面与所述阀座的60度圆锥面配合，外表面为85度圆锥面且在85度圆锥面下部开设有上下两个矩形截面的环形槽，在两个所述环形槽内分别放置第二密封圈，其中，所述第二密封圈为橡胶材质制成的矩形截面密封圈，所述第三级密封包括上下两个第一密封圈，其中，所述第一密封圈为O形密封圈。
[0007]作为本专利技术的进一步改进，所述驱动手轮包括位于内侧的内六角连接头、位于外侧用于把持的环形手轮、以及用于连接所述内六角连接头与所述环形手轮的多个圆周阵列分布的第一筋板，所述手轮螺母内部开设有贯穿的螺纹通孔，外部自上而下设置有手轮螺母上轴肩与手轮螺母下轴肩，所述手轮螺母上轴肩形状为正六边形用于定位安装所述内六角连接头，所述手轮螺母下轴肩形状为圆环，在其上下两侧分别设置有上推力轴承与下推力轴承，所述上推力轴承上端设置有轴承压盖，所述轴承压盖通过轴承压盖安装螺钉固定安装在所述阀体支架上端。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，所述环形手轮表面包覆有橡胶套，所述环形手轮表面包覆有橡胶套，所述橡胶套外表面分布有摩擦纹或摩擦凸点。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，所述阀杆包括螺杆段与光杆段且二者为一体式结构，所述光杆段下端固定连接有驱动板，所述驱动板下端固定连接有T形卡头，所述泄压阀板包括泄压阀板本体与开设在所述泄压阀板本体顶部的T形卡槽，所述T形卡头与所述T形卡槽安装配合且二者的截面形状尺寸相同。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述阀体支架包括与所述阀体固定连接的定位圆盘，且所述定位圆盘通过螺钉与所述阀体连接，所述阀体支架还包括用于定位安装所述手轮螺母的定位套，所述定位套与所述定位圆盘通过多个圆周阵列分布的第二筋板固定连接，所述定位套开设有用于安装定位所述轴承压盖的定位套上台阶以及用于安装定位所述下推力轴承的定位套下台阶。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述阀体包括阀体本体，所述阀体本体被所述阀体入口与阀体出口分为下阀腔与上阀腔。其中，所述下阀腔位于所述阀体入口、阀体出口下方，所述上阀腔位于所述阀体入口、阀体出口上方，所述阀体位于下阀腔内固定连接有两个对称设置的弧形定位柱，所述弧形定位柱中部开设有矩形滑道，所述阀体位于上阀腔内设置有阀体上台阶与阀体下台阶，所述阀体上台阶用于轴向定位所述填料上挡板，所述阀体下台阶用于轴向定位所述阀座下端面，所述阀座上端面由螺纹连接在所述阀盖上的阀盖螺钉进行轴向锁紧固定，所述阀体内还开设有用于安装固定所述阀板座的阀板座定位槽，所述阀板座与所述阀板座定位槽之间为螺纹连接。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述启闭阀板包括启闭阀板本体，所述启闭阀板本体两侧面对称设置有两个矩形滑块，所述两个矩形滑块分别滑动安装在所述两个矩形滑道内，所述启闭阀板本体上端对称设置有两个矩形容置槽，所述两个阀板挂钩下端通过阀板螺钉固定安装在所述两个矩形容置槽内。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述阀体材料采用WCB，所述阀杆材料采用45#，所述阀板材料采用WCB，所述阀座材料采用35CrMoAlA，所述阀盖材料采用WCB，所述填料材料采用
柔性石墨。
[0014]本专利技术具有如下优点：本专利技术的提供的压裂阀能够适用于超高压压裂工况且能有效避免压裂砂进入阀腔，保护阀腔内部构件不被损坏。本专利技术的压裂阀能够延时开启或延时关闭先导泄压，实现了压裂过程超高压工况下对超高压的安全泄放，降低阀杆操作力矩从而便于实现压裂阀的启闭；同时，超高压安全泄放大幅度降低了阀板的振动，从而降低阀板和密封阀座间密封面的磨损，提高压裂阀的使用寿命；此外，超高压安全泄放还会消除或减小了阀杆扭转力矩，从而保护阀板不被损坏。本专利技术阀板为组合式结构，在压裂阀完全关闭时，启闭阀板泄压孔被泄压阀板封堵住，此时泄压阀板泄压孔与启闭阀板泄压孔不同轴，有效防止压裂过程中压裂砂进入阀腔冲刷阀门本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高压防砂压裂阀，包括阀体、安装在阀体内的阀杆以及与阀杆连接的阀板，其特征在于，所述阀板为组合式结构，包括启闭阀板与泄压阀板，所述泄压阀板滑动安装于所述启闭阀板上部开设的泄压阀板容置腔内，所述启闭阀板下部开设有过流孔与启闭阀板泄压孔，所述过流孔与所述泄压阀板容置腔相通且位于所述启闭阀板泄压孔正下方，所述泄压阀板下部开设有泄压阀板泄压孔，所述启闭阀板上端固定连接有两个对称设置的阀板挂钩，所述阀杆带动泄压阀板在所述阀板挂钩与所述启闭阀板之间环空滑动，所述阀杆相对所述阀板挂钩滑动到上极限位置时所述泄压阀板泄压孔与所述启闭阀板泄压孔同轴，压裂阀延时开启先导泄压。所述阀体内部阀板上方固定设置有阀座，所述阀杆与所述阀座之间设置有第一级密封，所述阀杆与所述阀体之间设置有第二级密封，所述阀体上端固定设置有阀盖，所述阀杆与所述阀盖之间设置有第三级密封，所述阀盖上方设置有与所述阀体固定连接的阀体支架，所述阀体支架上端安装有与所述阀杆螺纹连接的手轮螺母，所述手轮螺母外部安装有驱动手轮，所述阀体两侧面分别开设有阀体入口与阀体出口且二者同轴设置，所述阀体入口与阀体出口外部均为法兰结构连接压裂管道，内部均固定连接有阀板座，所述阀板座下端固定连接有挡砂板，所述阀板位于所述两个阀板座之间，压裂阀导泄压后阀杆带动阀板向上运动压裂阀开启。2.根据权利要求1所述的超高压防砂压裂阀，其特征在于，所述第一级密封包括填料密封与密封圈密封，其中填料密封包括填料以及分别位于填料上下两端的填料上挡板与填料下挡板，所述填料上挡板通过阀座锁紧螺钉固定安装于所述阀座上端，所述密封圈密封包括上下两个第三密封圈，其中，所述第三密封圈为O形密封圈，所述第二级密封为密封圈密封，包括锥形密封圈与第二密封圈，所述锥形密封圈内表面为60度圆锥面与所述阀座的60度圆锥面配合，外表面为85度圆锥面且在85度圆锥面下部开设有上下两个矩形截面的环形槽，在两个所述环形槽内分别放置第二密封圈，其中，所述第二密封圈为橡胶材质制成的矩形截面密封圈，所述第三级密封包括上下两个第一密封圈，其中，所述第一密封圈为O形密封圈。3.根据权利要求1所述的超高压防砂压裂阀，其特征在于，所述驱动手轮包括位于内侧的内六角连接头、位于外侧用于把持的环形手轮、以及用于连接所述内六角连接头与所述环形手轮的多个圆周阵列分布的第一筋板，所述手轮螺母内部开设有贯穿的螺纹通孔，外部自上而下设置有手轮螺母上轴肩与手轮螺母下轴肩，所述手轮螺母上轴肩形状为正六边形用于定位安装所述内六角连接头...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辛，樊燊，王旱祥，杨亚东，高嘉宝，王进，裴安平，刘延鑫，董祥伟，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：