[實用新型]一種壓裂泵閥箱快速試驗裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320142247.8
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN203405373U
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 呂洪利;王彥霞;楊小平
• 申請（專利權(quán)）人: 青島天時石油機械有限公司
• 主分類號: G01N3/02
• 分類號: G01N3/02
• 代理公司: 山東清泰律師事務(wù)所 37222
• 代理人: 聶磊

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種能夠快速更換的試驗裝置，用于高壓泥漿泵、壓裂泵等往復(fù)泵的壓力試驗上，屬于石油壓裂泵閥箱試驗裝置的制造技術(shù)領(lǐng)域。??

背景技術(shù)

目前，世界各國對于煤、石油、天然氣資源的需求不斷攀升的能源壓力日益增大。作為常規(guī)能源的重要補充，頁巖氣、煤層氣、油砂等非常規(guī)能源逐漸進(jìn)入人們的視野。頁巖氣在美國、加拿大等地已是重要的替代能源，正廣泛應(yīng)用于燃?xì)饣ぁ⑵嚾剂系确矫妗?

中國主要盆地和地區(qū)頁巖氣資源量約為15萬億－30萬億立方米，與美國28．3萬億立方米大致相當(dāng)，經(jīng)濟(jì)價值巨大。對于頁巖氣的開采技術(shù)，主要包括水平井技術(shù)和多層壓裂技術(shù)、清水壓裂技術(shù)、重復(fù)壓裂技術(shù)及最新的同步壓裂技術(shù)，這些技術(shù)正不斷提高著頁巖氣井的產(chǎn)量。而壓裂泵正是實施這些技術(shù)的關(guān)鍵產(chǎn)品，壓裂泵閥箱是壓裂泵的主要承載件，工作環(huán)境惡劣，工作壓力可達(dá)15000-20000psi,從材料冶煉、鍛件、熱處理、加工制造以及內(nèi)部強化，都有較高要求，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，質(zhì)量控制嚴(yán)。為保證壓裂泵閥箱的質(zhì)量，要求每塊閥箱都要做耐壓試驗，試驗壓力值可達(dá)到22500-40000psi。但在實際的試驗過程中，特別對高壓、超高壓的工件在進(jìn)行處理時還是存在開孔比較多，壓力高，不易封堵、試驗過程比較長的問題。?

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對高壓和超高壓的壓裂泵閥箱進(jìn)行壓力試驗時，設(shè)計不同規(guī)格的芯軸，采用特殊的密封圈，加快試驗的速度，達(dá)到快速試驗的目的。?

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：?

一種壓裂泵閥箱快速試驗裝置，包括設(shè)置于壓裂泵閥箱內(nèi)的一通芯軸和堵頭、孔用密封，以及位于壓裂泵閥箱下部的錐堵頭，所述通芯軸采用U型組合密封，孔用密封也采用U型組合密封。

所述U型組合密封是用PTFE?+NBR?/FKM材料制成。?

所述通芯軸的兩端均采用U型組合密封，通芯軸的一端裝入U形組合密封、壓環(huán)，再用水平壓蓋鎖緊，另一端依次裝入支承環(huán)、軸用U形組合密封和壓環(huán)，再用水平壓蓋鎖緊。?

所述位于壓裂泵閥箱下部的安裝閥座部位設(shè)置有錐堵頭，錐堵頭通過橡膠墊、墊板、和螺母固定在壓裂泵閥箱上。?

所述錐堵頭由聚氨酯制成。?

本實用新型根據(jù)壓裂泵閥箱孔多，不易封堵的特點，設(shè)計一種特殊的堵頭和芯軸，實現(xiàn)快速的安裝和拆卸，加快試驗速度。堵頭的外錐面可以和壓裂泵閥箱很好的密封，拆卸安裝都很容易。芯軸為一通芯軸，在芯軸兩端各有軸用U形組合密封，材料是PTFE+NBR/FKM，可以承受≤300MPa的超高壓。同時，因為通芯軸使得閥箱的受力面積由圓形變?yōu)榱藞A環(huán)形，受力面積大大減少。??

附圖說明

圖1是壓裂泵閥箱快速試壓裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。?

圖2是排出軸堵頭的安裝示意圖。?

圖3是排出軸堵頭的密封部位的安裝放大示意圖。?

附圖標(biāo)記說明：1—螺母；2—墊板；3—橡膠墊；4—錐堵頭；5—壓環(huán)；6—水平壓蓋；7—通芯軸；8—軸用U形組合密封；9—孔用U形組合密封；10—上堵頭；11—上壓蓋；12—支承環(huán)；13—軸用U形組合密封；14—壓環(huán)；15—水平壓蓋；16—組合密封；17—排出壓蓋；18—排出軸。?

具體實施方式：附圖給出了本快速試驗裝置的具體實施方式。在水平方向上是通芯軸7，在通芯軸7的兩端的各裝有一個軸用U形組合密封8和13，軸用U形組合密封是用PTFE?+NBR?/FKM的材料制成的，可以耐受≤300MPa的超高壓。安裝的時候，先安裝通芯軸7，然后安裝軸用U形組合密封8，再用壓環(huán)5、水平壓蓋6來鎖緊。通芯軸7的另一端依次裝入支承環(huán)12、軸用U形組合密封13和壓環(huán)14，再用水平壓蓋15鎖緊。通芯軸的使用使得壓裂泵閥箱內(nèi)腔的受力面由圓形變?yōu)閳A環(huán)，受力面積大大減少。在縱向上，上端用孔用U形組合密封9來密封，孔用U形組合密封是用PTFE?+NBR?/FKM的材料制成的，可以耐受≤300MPa的超高壓。將孔用U形組合密封9安裝在上堵頭10上，然后一起裝入壓裂泵閥箱，再用上壓蓋11壓緊。在下部壓裂泵閥箱的安裝閥座的部位用表面是聚氨酯的錐堵頭4封堵，錐堵頭4通過橡膠墊3、墊板2和螺母1固定在壓裂泵閥箱上。在排出軸18的兩端，一端連接排氣閥，另一端連接試壓泵。在安裝的時候先將組合密封16組裝到壓裂泵閥箱上，然后裝入排出軸18，擰緊排出壓蓋17。把安裝后的壓裂泵閥箱放在試壓工作臺上，錐堵頭4向下的方向放置。最后在排出壓蓋17一端接試壓泵高壓接頭，另外一端安裝排氣閥，然后就可以對壓裂泵閥箱進(jìn)行試驗。試壓時，高壓液體由試壓泵的高壓接頭經(jīng)排出軸18的通道進(jìn)入壓裂泵閥箱內(nèi)腔，在逐漸加壓的過程中，留在壓裂泵閥箱內(nèi)部空間的空氣由與排出壓蓋17相連的排氣閥排出。?