具有轴向柔性座的闸门阀组件制造技术

本发明专利技术涉及具有轴向柔性座的闸门阀组件。一种闸门阀组件具有金属阀座，金属阀座在轴向上有弹性，并且在阀座和本体凹穴之间保持静态密封接口，以及在阀座和阀组件中的闸门之间保持滑动动态密封接口。阀座是环形部件，其具有从内周边和外周边沿径向通过阀座而形成的槽口。可提供与阀座同轴的套筒；套筒可在阀座的内表面上、在阀座的外表面上，或在两者上。可在槽口中可选地设定垫片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体涉及在油气工业中使用的闸门阀，并且具体而言，涉及具有为金属的且在轴向上有柔性的阀座的闸门阀组件。
技术介绍
参照图I和2，示出了根据现有技术的、在油气生产工业中使用的标准双向闸门阀10。阀10具有本体12，本体12具有延伸通过其中的流道14。一对环形座16靠在形成于本体12中的本体凹穴17中。座16各自具有在背离本体凹穴17的侧的前部面18和位于本体凹穴17中的后部面19。座12中的环形膛孔20限定具有大致等于流道14的内径的直径的内壁22。闸门26定位在座16之间。闸门26具有实心部分28，前部面18压靠在该实心部分28上。当闸门阀10在打开位置上时，通过实心部分28的孔30与膛孔20对准，从 而允许流通过阀10。闸门26能够相对于座16的前部面18在本体12中的腔体32内运动，腔体32围绕座16。在图2中显示，闸门26已经相对于其在图I中的位置运动，从而使孔30与膛孔20不对准，以关闭阀。无论阀10是在打开位置上还是在关闭位置上，座前部面18大体被推靠在闸门26上，以防止流体从膛孔20泄漏到腔体32中。虽然这个向内的动作典型地由弹簧34或在阀座的后部处的面密封件36的弹性启动，但是这主要是由在上游膛孔20和腔体32之间的跨过座密封件36的直径而起作用的压差完成的。弹簧34被设定在形成于各个阀座16的后部面19上的圆形凹槽中。通常在各个后部面19的外周缘上的环形凹槽中提供座本体密封件36，以在后部面19和本体凹穴17之间进行密封。因为需要适应温度瞬变引起的热膨胀/收缩以及制造公差，所以在两个座16、18和闸门26装配在本体凹穴17之间时，对于这两个座16、18和闸门存在某个轴向宽松(slop)。在从上游膛孔对阀加压时，上游座18首先被压靠在闸门26上，闸门26又被压靠在下游座16上，下游座16又达到最底点而靠在下游本体凹穴17上。座16、18相对于本体凹穴17的这个轴向运动意味着座密封件36必须被设计成在动态接口上起作用。当跨过密封件存在大范围的压差时，在动态接口之间保持密封是成问题的。此外，在座本体密封件36典型地由聚合物(由于井下的热变化，其可随着时间的过去而退化)形成时，后部面19和本体凹穴17接口会经受泄漏。
技术实现思路
本文公开了一种闸门阀组件，在一个实例实施例中，闸门阀组件包括本体；在本体中的闸门，其可在打开位置和关闭位置之间运动；以及在本体中的弹性环形阀座。阀座可膨胀和收缩，同时与闸门保持动态密封接口，以及与阀本体中的凹穴保持静态密封接口。而且，阀座具有形成压力阻隔的壁。可在阀座的中间部分中包括槽口，其形成在阀座的内周边和外周边上，并且围绕阀座的轴线。在一个实例实施例中，可在槽口中设置垫片。阀座可包括沿着其内周边的一部分的凹部，该凹部从本体延伸到阀座的内周边上的凸肩。可在凹部中设定套筒，其在套筒和基部之间形成间隙，使得在阀座受挤压时，阀座的压缩在套筒变得楔入凸肩和本体之间时受到限制。凹部和套筒可在阀座的内周边上或在外周边上。本体可进一步包括供闸门行进的腔体，该腔体与通过本体的流道相交。可选地，可在流道和腔体之间在本体中包括旁路，并且在旁路中包括止回阀。在一个实例实施例中，流道是在腔体的一侧是上游流道，以及在腔体的相对侧是下游流道，以及其中，旁路是上游旁路，并且在上游流道和腔体之间延伸，闸门阀组件还可包括在本体中、在腔体和下游流道之间延伸的下游旁路，以及在下游旁路中的止回阀。在一个实例实施例中，在上游旁路中的止回阀允许有从上游流道到腔体的流，并且阻止有从腔体到上游流道的流。在一个实例实施例中，在下游旁路中的止回阀允许有从下游流道到腔体的流，并且阻止有从腔体到下游流道的流。本文还公开了一种用于在闸门阀组件中使用的阀座。在一个实例实施例中，阀座由环形本体形成，该环形本体具有用于安装到阀组件的本体上的后端和在后端的远处的前端。在环形本体的前端上包括用于与阀部件形成静态密封接口的面。还在环形本体的后端上包括用于在阀组件的本体中与凹穴形成静态密封接口的面。阀座在前端和后端之间包括弹性中间部分。弹性中间部分在前端和后端上施加初始轴向力。一旦阀被关闭，则在上游流道和腔体之间建立压差，从而导致上游阀座70的中间部分中的槽口 72膨胀，从而在上游 座70和闸门54之间产生额外的力。这可认为是类似于使手风琴“充气”。是这个膨胀代替传统阀座的移动动作，并且在两个端部上保持在环形本体的内周边和外周边之间限定压力阻隔的接口。在一个实例实施例中，在中间部分中提供槽口，槽口在环形本体中提供轴向弹性。槽口可从环形本体的外终端半径延伸向环形本体的轴线，可从环形本体的内终端半径延伸向环形本体的内终端半径，或者从内终端半径和外终端半径两者延伸。在一个可选的实施例中，在环形本体的内终端半径上包括由凹部限定的凸肩，该凹部在环形本体的内终端半径上从凸肩延伸到后端。可在凹部中包括套筒。在一个可选的实施例中，在环形本体的外终端半径上包括由凹部限定的凸肩，该凹部在环形本体的外终端半径上从凸肩延伸到后端。可在外部半径上的凹部中包括套筒。在一个实例实施例中，凸肩是前部凸肩，而凹部的端部是前端，阀座进一步包括在环形本体的外终端半径上在前部凸肩的远处且限定凹部的后端的后部凸肩，以及在凹部中的具有小于凹部的长度的长度的套筒。可选地，可在槽口中设置垫片，垫片具有小于槽口的厚度的厚度。套筒或垫片在压靠在闸门上的上游座的膨胀所产生的高挤压载荷下协助使下游座有结构完整性。附图说明已经陈述了本专利技术的特征和益处中的一些，随着结合附图得到的描述的继续，其它特征和益处将变得显而易见，其中图I是闸门在打开位置上的、根据现有技术的典型闸门阀的截面图。图2是闸门在关闭位置上的、图I的闸门阀的截面图。图3是根据本专利技术的闸门阀的一个实例实施例的侧视截面图。图4是根据本专利技术的闸门阀的一个实例实施例的侧视截面图。图5是根据本专利技术的、具有带有槽口和在槽口中的垫片的阀座的闸门阀实施例的一部分的截面图。虽然将结合优选实施例来描述本专利技术，但是将理解，不意图使本专利技术限于那个实施例。相反，意图的是覆盖可包括在所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有备选方案、改良和等效方案。具体实施例方式将在下文中参照显示了本专利技术的实施例的附图，来更加全面地描述本专利技术。但是，本专利技术可体现为许多不同的形式 ，而不应将本专利技术理解为限于本文阐述的示出的实施例。相反，提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，而且将对本领域技术人员全面地传达本专利技术的范围。相同标号在全文中指示相同元件。要理解，本专利技术不限于显示和描述的构造、操作、确切材料或实施例的确切细节，因为改良和等效方案对本领域技术人员而言将是显而易见的。在图和说明书中，已经公开了本专利技术的说明性实施例，并且虽然采用了具体用语，但是它们仅在一般的和描述性的意义上使用，而不是用于限制的目的。从而，本专利技术因此仅由所附权利要求的范围限制。在图3中的侧视截面图中显示了闸门阀组件40(可为双向的)的实例实施例。闸门阀组件40包括具有流道(膛孔)44的本体42，通过本体42沿长度方向而形成流道44。还在本体42中提供以大体横向于流道44的方向而定向的腔体45。在本体42中显示了上游本体凹穴46，其从流道44沿径向向外延伸到本体42中达一定距离。本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2011.03.10 US 13/044,8301.一种闸门阀组件(40)，包括 本体(42)； 能够在所述本体(42)中在打开位置和关闭位置之间运动的闸门(54);以及 弹性环形阀座(48，52)，其安装在所述本体(42)中，并且能够从伸长构造变成压缩构造，在所述伸长构造中，一端部与所述本体(42)处于静态密封接触，相对的端部与所述闸门(54)处于动态密封接触，在所述压缩构造中，所述端部与所述本体(42)处于静态密封接触，所述相对的端部与所述闸门(54)处于动态密封接触，并且环形阀座(48，52)在所述端部和所述本体(42)之间具有限定压力阻隔的中间部分。2.根据权利要求I所述的闸门阀组件(40)，其特征在于，所述闸门阀组件(40)进一步在所述阀座(48，52)的所述中间部分中包括从所述阀座(48，52)的内周边沿径向向外延伸的槽口(72，76)，所述槽口(72，76)围绕所述阀座(48，52)的轴线。3.根据权利要求2所述的闸门阀组件(40)，其特征在于，所述闸门阀组件(40)进一步在所述阀座(48，52)中包括从所述阀座(48，52)的外周边沿径向向内延伸的槽口(70，75)，所述槽口(70，75)围绕所述阀座(48，52)的轴线。4.根据权利要求2所述的闸门阀组件(40)，其特征在于，所述闸门阀组件(40)进一步包括设置在所述槽口 (72，70)中的垫片(100，102)。5.根据权利要求I所述的闸门阀组件(40)，其特征在于，所述闸门阀组件(40)进一步包括沿着所述阀座(48，52)的内周边的一部分而形成且从所述本体(42)延伸到所述阀座(48,52)的所述内周边上的凸肩(62,66)的凹部(61,65),以及设置在所述凹部(61,65)中的套筒(63，67)，其中，在所述套筒(63，67)和所述阀座(48，52)之间存在间隙(64，68)，使得在所述阀座(48，52)受挤压时，所述阀座(48，52)的压缩在所述套筒(63，67)变得楔入所述凸肩(62，66)和所述本体(42)之间时受到限制。6.根据权利要求5所述的闸门阀组件(40A)，其特征在于，所述套筒是内部套筒(63，67)，而所述凹部是内部凹部￠1,65)，所述闸门阀组件(40)进一步包括沿着所述阀座(48A, 52A)的所述外周边的一部分而形成且从所述阀座(48A，52A)延伸到所述阀座(48A，52A)的所述外周边上的外部凸肩的外部凹部，以及设置在所述外部凹部中的外部套筒(96，98)，其中，在所述外部套筒(96，98)和所述阀座(48A，52A)之间存在间隙，使得在施加挤压所述阀座(48A，52A)的力时，所述阀座(48A，52A)的压缩在所述外部套筒(96，98)变得楔入所述外部凸肩和所述本体(42A)之间时受到限制。7.根据权利要求I所述的闸门阀组件(40A)，其特征在于，所述闸门阀组件(40A)进一步包括沿着所述阀座(48A，52A)的所述外周边的一部分而形成且从基部延伸到所述阀座(48A, 52A)的所述外周边上的凸肩的凹部，以及设置在所述凹部中的套筒(96，98)，其中，在所述套筒(96，98)和所述阀座(48A，52A)之间存在间隙，使得在施加挤压所述阀座(48A，52A)的力时，所述阀座(48A，52A)的压缩在所述套筒(96，98)变得楔入所述凸肩和所述本体(42A)之间时受到限制。8.根据权利要求7所述的闸门阀组件(40A)，其特征在于，所述套筒是外部套筒(96，98)，而所述凹部是外部凹部，所述闸门阀组件(40A)进一步包括沿着所述阀座(48A，52A)和所述外周边的一部分而形成且从所述阀座(48A，52A)延伸到所述阀座(48A，52A)的所述外周边上的内部凸肩的内部凹部(61，65)，以及设置在所述内部凹部(61，65)中的内部套筒(63，67)，其中，在所述内部套筒(63，67)和所述阀座(48A, 5...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·B·卡恩，
申请(专利权)人：韦特柯格雷公司，
类型：发明
国别省市：