[實(shí)用新型]一種防點(diǎn)腐蝕耐沖刷的液力端閥箱

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720786934.1
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN207178180U
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王賀;朱正玉
• 申請（專利權(quán)）人: 上海清河機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): F04B53/10
• 分類號(hào): F04B53/10;E21B43/26
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 翁若瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種防點(diǎn)腐蝕耐沖刷的液力端閥箱，屬于壓裂作業(yè)裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

液力端閥箱是壓裂車上必備的易損部件，閥箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由于柱塞泵長期處于高砂比、大排量、高壓力、強(qiáng)腐蝕性環(huán)境中工作，盡管采用了成本很高的優(yōu)質(zhì)鋼材和精細(xì)加工工藝，但是由于具有強(qiáng)腐蝕性的酸性介質(zhì)，閥箱內(nèi)腔表面極易腐蝕形成無數(shù)個(gè)小點(diǎn)點(diǎn)，在高砂比、高壓力、強(qiáng)腐蝕下并逐漸形成微裂紋，而微裂紋就是閥箱開裂的源頭。

傳統(tǒng)閥箱內(nèi)腔表面是采用噴丸處理(如圖1所示)。噴丸主要的原理是利用 1.5MPa的氣壓將φ0.8～1.2mm的鋼丸均勻的噴在液腔表面，使內(nèi)腔表面形成致密的硬化層組織，以此增強(qiáng)閥箱內(nèi)腔的工作強(qiáng)度。傳統(tǒng)內(nèi)腔處理工藝閥箱在實(shí)際應(yīng)用中的使用壽命平均240小時(shí)左右。

根據(jù)閥箱開裂部位的失效分析，表明閥箱的腐蝕強(qiáng)度比空氣中的一般低 10％～30％，裂紋萌生機(jī)理是處理表面在氯離子的侵蝕下產(chǎn)生的點(diǎn)蝕。腐蝕疲勞開裂是油氣田壓裂失效的主要形式之一，一直是制約國內(nèi)外油氣田生產(chǎn)效率難以徹底解決的問題。閥箱特別是酸化壓裂使用壽命較低，尤其是在國內(nèi)頁巖氣開發(fā)的井工廠模式的壓裂作業(yè)，有時(shí)連一個(gè)平臺(tái)的壓裂工作都難以完成，嚴(yán)重影響了壓裂進(jìn)度。更換閥箱不僅增加了材料成本，同時(shí)也浪費(fèi)了時(shí)間造成油氣開采效率低下。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是：提供了一種降低點(diǎn)蝕風(fēng)險(xiǎn)、提高使用壽命的防點(diǎn)腐蝕耐沖刷的液力端閥箱，解決了液力端閥箱的內(nèi)腔表面在高砂比、高壓力、強(qiáng)腐蝕下并產(chǎn)生微裂紋，導(dǎo)致閥箱開裂的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種防點(diǎn)腐蝕耐沖刷的液力端閥箱，包括柱塞端，柱塞端的右側(cè)設(shè)有與其同軸連接的吸入壓蓋端，柱塞端與吸入壓蓋端的連接處上方設(shè)有垂直設(shè)置的排出端，排出端的下方設(shè)有與其同軸連接的吸入端液腔，柱塞端、吸入壓蓋端、排出端和吸入端液腔形成十字交叉型結(jié)構(gòu)，十字交叉型結(jié)構(gòu)的中間為十字交叉相貫部位，其特征在于，所述的十字交叉相貫部位的內(nèi)壁上設(shè)有采用激光表面改性熱處理的激光硬化層。

優(yōu)選地，所述的十字交叉相貫部位分別與柱塞端、吸入壓蓋端、排出端、吸入端液腔之間的相接處部位設(shè)有激光硬化層。

優(yōu)選地，所述的激光硬化層的硬度＞48HRC，激光硬化層的厚度＞1mm。

優(yōu)選地，所述的激光硬化層的厚度為1～1.2mm。

本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過激光表面改性處理，在十字交叉相貫部位得到激光硬化層，提高了液力端閥箱內(nèi)腔十字交叉相貫部位拐角處的抗沖刷、耐腐蝕的材料性能，降低點(diǎn)蝕風(fēng)險(xiǎn)，增加閥箱抗腐蝕的強(qiáng)度，降低了液力端閥箱內(nèi)腔因沖刷和點(diǎn)腐蝕引起的閥箱開裂，從而大幅度提高了產(chǎn)品的使用壽命，延遲閥箱使用周期。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)液力端閥箱內(nèi)腔處理的示意圖；

圖2為一種防點(diǎn)腐蝕耐沖刷的液力端閥箱的示意圖；

圖3為激光硬化層的放大示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

本實(shí)用新型為一種防點(diǎn)腐蝕耐沖刷的液力端閥箱，如圖2所示，其包括柱塞端2，吸入壓蓋端1同軸位于柱塞端2右側(cè)且與柱塞端2連接，排出端4垂直位于柱塞端2與吸入壓蓋端1連接處上方，吸入端液腔3同軸位于排出端4下方，柱塞端2、吸入壓蓋端1、排出端4和吸入端液腔3形成十字交叉型結(jié)構(gòu)，十字交叉型結(jié)構(gòu)的中間為十字交叉相貫部位5，十字交叉相貫部位5采用特制專用的激光熱處理設(shè)備，按工藝激光處理，及時(shí)回火消除應(yīng)力。在十字交叉相貫部位5 的內(nèi)壁表面得到激光硬化層6。十字交叉相貫部位5分別與柱塞端2、吸入壓蓋端1、排出端4、吸入端液腔3之間的相接處部位的內(nèi)壁上也設(shè)有激光硬化層6。

閥箱性能：內(nèi)腔的十字交叉相貫部位5的表面(即激光硬化層6)硬度＞ 48HRC，該激光硬化層6的厚度尺寸D＞1mm，如圖3所示。

十字交叉相貫部位5處至各端部壓蓋端面相接處部位采用激光沖擊處理(LSP)，對相貫處R角及相接的表面相互作用產(chǎn)生力學(xué)效應(yīng)----強(qiáng)應(yīng)力波改善材料性能。使閥箱經(jīng)過激光沖擊強(qiáng)化后，內(nèi)腔局部表面硬度提高到48HRC以上、硬層厚度1～1.2mm、使耐磨性能提高3倍以上，疲勞壽命提高2倍以上。

通過改變閥箱內(nèi)腔處理工藝，采用激光表面改性熱處理工藝，在十字交叉相貫部位5的內(nèi)壁表面通過激光處理得到激光硬化層6，提高閥箱內(nèi)腔耐磨性和耐腐蝕性，可以有效防止點(diǎn)蝕造成的閥箱開裂，最大限度的提高閥箱的使用壽命。